4 rendimentos e consumo especifico 2011 v03 · 2 volvo powertrain eng. julio lodetti os rendimentos...

CAPÍTULO 4

Rendimentos de um motor de combustão interna.

Consumo especifico

Eng. Julio Cesar Lodetti

Volvo Powertrain

2

Volvo PowertrainEng. Julio Lodetti

Os rendimentos de um motor• Um rendimento caracteriza a eficácia de um processo a partir da

relação de dois termos.

Fonte: RAYNAL, B.

3


Rendimentos e perdas em um motor real

orgcycleththcombg ... .

4


Os rendimentos de um motor

• Quando se usa o termo “rendimento”, é necessário precisar sem ambigüidades o que se encontra no numerador e no denominador da fração.

• Caso isto não ocorra, todas as considerações, todas as comparações que são realizadas a partir do rendimento ficam vagas....

5


INDEX

1. Rendimento efetivo e rendimento indicado

2. Rendimento orgânico

3. Rendimento de combustão e rendimento térmico

4. Assimilação da energia duma mistura a uma pressão

6


1. Rendimento efetivo (global) e Rendimento indicado

carburante do calorifica

efetivag P

P

É a relação entre a potência medida em bancada dinamométricae a potência “calorífica” entregue pelo combustível

7


1. Rendimento efetivo (global) e Rendimento indicado

carburante do calorifica

efetivag P

P

Esta definição está baseada em 3 hipóteses: 1 kJ Calor = 1 kJ trabalho; Combustível = calor PCIv cte = PCIp cte = PCI (pois a água se encontra no estado de vapor no escape)

8


Rendimento Global ou Efetivo

Fonte: RAYNAL, B.

9


Consumo especifico efetivo (CSE):

)((g/h)

(g/kW.h) kWP

GCSE

e

f

• No cotidiano industrial porém, o rendimento global é pouco utilizado. Em seu lugar, usa-se a noçãode CONSUMO ESPECÍFICO de combustível.

10


Consumo especifico efetivo (CSE):

)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f

CSE g kW hPCI kJ kgg

( / . ). ( / )

3 600 000

• Para uma gasolina clássica comercial:

PCI ≈ 43000 (kJ/kg)

CSE g kW hg

( / . ) ,

83 7 167209280CSE

0,50,40,3g

11


Curvas CSE e Rendimento Orgânico para um motor Flex-fuelExemplo de aplicação

Consumo Específico - Motro 1.6 16v - Gasolina Vs Alcool

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

550.0

600.0

650.0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Engine Speed

Con

sum

o Es

pecí

fico

de C

ombu

stív

el (g

/kw

.h)

CSE -E24 CSE - E100 Poly. (CSE - E100) Poly. (CSE -E24)

)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f

12


)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f

Curvas CSE e Rendimento Orgânico para um motor Flex-fuelExemplo de aplicação

Consumo Específico - Motro 1.6 16v - Gasolina Vs Alcool

10.0%

12.0%

14.0%

16.0%

18.0%

20.0%

22.0%

24.0%

26.0%

28.0%

30.0%

32.0%

34.0%

36.0%

38.0%

40.0%

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Engine Speed

Con

sum

o Es

pecí

fico

de C

ombu

stív

el (g

/kw

.h)

Norg - E24 Norg - E100

13


No caso de combustíveis com PCI muito diferentes….

Exemplo:Etanol: PCI = 36800 kJ/kgGasolina: PCI = 43000 kJ/kg

…..nao podemos comparar as CSE!!

Devem ser comparados os rendimentos

14


Rendimento indicado

Fonte: RAYNAL, B.

15


• Rendimento indicadocarburante do calorifica

indicadai P

P

• Consumo especifico indicado (CSI)

)/(.0006003

)()/()./(

kgkJPCI

kW Pihg Gf hkWgCSI

i

• Relação entre CSE, CSI, Pe e Pi:

Gf = CSI . Pi = CSE . Pe CSE CSIPP

CSIP P

Pi

e

e f

e

. .

CSE CSI PMIPME

CSIPME PMF

PME

. .

16


CSE CSI PMIPME

CSIPME PMF

PME

. .

Influência das perdas por PMF a relação CSE / CSI

Quanto maior o atrito interno, maior será o seu consumo de combustível para a realização de um mesmo trabalho....

Fonte: RAYNAL, B.

17


Rendimento Orgânico....

PMF: é sempre bom diminuí-la.....

18


2 - Rendimento orgânico

Fonte: RAYNAL, B.

19


2. Rendimento orgânico

CSECSI

PP

i

eorg

•Leva em conta as perdas por atritos internos no motor e pela movimentação dos auxiliares

orgi f

i

f

i

P P

P

P

P

1

• O rendimento global é igual a:

g i org .

20


3 - Rendimento de Combustão

Fonte: RAYNAL, B.

21


Define-se como a relação entre a energia calorífica efetivamente liberada nacombustão real e a energia química associada ao poder calorífico do combustível introduzido no motor.

Rendimento de combustão

lcombustive do quimica iaEnergcombustao pela liberada aEnergi comb

≈ 1 para Φ ≤ 1 (mistura estequiométrica ou pobre)

< 1 para Φ > 1 (mistura rica)comb

g comb th org . .

22


4 - Rendimento Térmico

Fonte: RAYNAL, B.

23


Representa a eficácia da trasformação do calor liberado pelo carburante em energia mecânica;

Indica a energia calorífica EFETIVAMENTE liberada pela combustão em energiamecânica.

Rendimento térmico

carburante pelo liberada calorifica

indicadath P

P

4 rendimentos e consumo especifico 2011 v03 · 2 volvo powertrain eng. julio lodetti os rendimentos...

Documents