A POLUIÇÃO DO ARE O MOTOR À EXPLOSÃO

I. A evolução do motor à explosão (Djair) O desenvolvimento da termodinâmica estimulou o desenvolvimento dos motores

de explosão.

Em 1820, W. Cecil apresentou para a Sociedade Filosófica de Cambridge uma descrição do primeiro motor a gás em funcionamento

Em 1838, o inglês William Barnett patenteou o motor de combustível gasoso

Em 1860, o francês Jean Joseph Lenoir construiu o primeiro motor a gás realmente prático

Em 1862, o francês Beau de Rochas, desenvolveu teoricamente o motor de quatro tempos,

Quatro anos depois, Nikolaus August Otto e Eugen Langen construiram um bem sucedido motor de quatro tempos

Em 1885, Gottlieb Daimler, sócio de Otto e Langen, concebeu o primeiro motor de quatro tempos que queimava gasolina.

No mesmo ano, o alemão Karl Benz também desenvolveu um bem sucedido motor a explosão.

Os primeiros carros com motores de explosão eram barulhentos, lentos e mal-cheirosos

No inicio do século 20, o norte americano, Henry Ford financiou a produção em massa de automóveis, difundindo o uso e melhorando a apresentação e forma dos carros.

II. Conhecendo melhor um motor à explosão (Alexandre)

“Canhão de batatas”

Considere um recipiente cilíndrico fechado numa das extremidades e com um orifício na outra, e que possua um mecanismo que provoque uma faísca em seu interior.

Se uma gota de algum combustível como o álcool, gasolina ou até mesmo WD desengripante for jogada no interior do recipiente será formada uma mistura explosiva.

Feito isso, quando uma faísca é acionada ocorre uma explosão que provoca um aumento de temperatura e de pressão no gás que está no interior do recipiente.

Se uma batata, por exemplo, ou qualquer objeto for colocado na saída do recipiente, será lançada com força quando a explosão acontecer. Esse é o funcionamento típico de um canhão.

bloco

virabrequim

pistão

A explosão faz com que o ar se e expanda e empurre o pistão para baixo

O pistão está conectado ao virabrequim pela biela. Todo o movimento do pistão é transmitido para o virabrequim. Nesta etapa, há transformação de movimento linear em movimento de rotação.

A velocidade que ocorre o movimento é grande. Nos carros convencionais, vai de 1000, quando o carro está parado, até 6000 rotações por minuto.

Um pistão chega a subir e descer 100 vezes em 1s! E em um carro de fórmula 1, esse número sobe para 300.

biela

Motor genérico

volante do motor

Ciclo completo do motor 4 tempos 1. Admissão

Quando o pistão se movimenta para baixo e a válvula de admissão está aberta ocorre a sucção de mistura combustível - ar + gasolina, por exemplo

2. Compressão

As duas válvulas se fecham e o pistão começa a subir comprimindo a mistura ar-combustível. A temperatura aumenta no interior da câmara. Devido à rapidez do processo, praticamente não há trocas de calor com o ambiente.

3. Explosão

Uma faísca é provocada nos eletrodos da vela causando uma explosão violenta. A temperatura e a pressão aumentam e o pistão é empurrado para baixo realizando trabalho.

4. Exaustão

A válvula de escapamento se abre quando o pistão atinge o ponto mais baixo de sua trajetória, então o pistão começa a se mover para cima expulsando o resultado da combustão.

A B

P

C

D

E

V

Diagrama P x V de um motor 4 tempos

Baseando-se nos ciclos esquematizados anteriormente, podemos representar por meio de um diagrama P x V:

1)Admissão ABA válvula de admissão é aberta e o volume no interior do cilindro aumenta enquanto a pressão é considerada constante.

2)Compressão BCApós o cilindro atingir o volume máximo de mistura, o pistão começa a subir com as válvulas fechadas. Ocorre uma compressão adiabática.

3)Explosão CD e DE Devido à explosão uma grande quantidade de energia é liberada na forma de calor provocando um aumento da pressão e temperatura, transformação isométrica. Em seguida ocorre uma transformação adiabática onde o gás realiza trabalho sobre o pistão.

4)Exaustão EB e BACom a abertura da válvula de exaustão o gás contido escapa e a pressão diminui, transformação isométrica. Com o movimento do pistão, o restante do gás é empurrado para fora com uma pressão praticamente constante, caracterizando uma transformação isobárica.

Motor 2 temposNo momento em que a vela solta a faísca, a mistura contida no interior do cilindro explode e o empurra para baixo. Quando o pistão atinge o nível da entrada de combustível do cilindro ocorre a admissão. Ao iniciar o movimento de subida, o pistão efetua a exaustão. Após ultrapassar o nível da saída do escapamento, ocorre a compressão da mistura ar-combustível.

Vangagens:Simplicidade e economia na construção devido ao número de peças reduzido;ocorrida anteriormente;Efetua uma combustão a cada giro enquanto o motor 4 tempos efetua 1 combustão a cada 2 giros;São compactos e leves, por isso admitem o emprego em situações que exigem movimentos em várias direções, como motosserras, como ferramentas manuais;Têm capacidade de produzir o dobro de potência em comparação com um motor de 4 tempos.

Desvantagens:Grande consumo de óleo, pois este participa da queima do combustível;Baixa durabilidade devido à má lubrificação característica deste tipo de motor;São muito poluentes pelo fato de queimarem óleo junto com a gasolina e emitir uma parcela do combustível durante a exaustão

III. Uso inteligente de um veículo: dirigindo com economia e segurançaDicas para reduzir o consumo e emitir menos poluentes.

• Evite acelerar bruscamente ou de maneira desnecessária

• Quando chegar à velocidade desejada, alivie aos poucos o acelerador.

• Respeite o conta-giros. Troque as marchas na rotação indicada.

• O excesso de velocidade, além dos problemas de segurança, aumenta o consumo. Testes indicaram um aumento no consumo de até 20% para carros que andavam a 100km/h confrontados com outros que não passavam dos 80km/h.

• Esqueça aquele velho hábito de acelerar o carro antes de desligá-lo. Você pode danificar o catalisador, o que aumenta a emissão de poluentes e prejudica o desempenho.

• Aerodinâmica: dê preferência por andar com as janelas fechadas, retire o bagageiro quando não for usá-lo.

• Não carregue mais peso do que a capacidade de seu carro. Cada 50kg a mais equivalem a 1% de aumento no consumo.

• Verifique sempre os filtros de ar e de combustível e efetue as trocas seguindo as recomendações do fabricante.

• Desligue o carro se for ficar parado por mais do que dois minutos.

• Motor desregulado pode consumir até 60% mais combustível do que o normal.

Situação Aumento no consumo em até

Velas gastas 7,49%

Filtros de ar, de combustível e de lubrificante sujos

6,20%

Rodar em ponto morto ( banguela ) 5,19%

Rodar com Janelas abertas 9,35%

Pneus murchos ou descalibrados 17,8%

Com esses pequenos cuidados, você pode economizar até 46% no consumo de combustível

Sugestões adicionais. Um fator de consciência

• Caminhar faz bem à saúde. Para percorrer pequenas distâncias, vá a pé.

• Quando puder, utilize os transportes coletivos.

• O carro é indispensável, identifique pessoas que façam o mesmo trajeto que você e sugira o transporte solidário.

Resistência do ar

Em espera/parado

Perdas no motor

Acessórios

Perdas transmissão

Frenagem

Inércia

Resistência rolamento

IV. Tipos de motores e seus poluentes

Eficiência baixa dos carros Eficiência baixa dos carros convencionaisconvencionais

ALGUNS TIPOS DE COMBUSTÍVEISGASOLINA : A Gasolina é formada basica-mente de hidrocarbonetos.

O principal produto da combustão da gasoli-na é o dióxido de carbono ( CO2).

Os veículos a gasolina emitem entre outros poluentes o ( CO ), devido a combustão in-completa, e hidrocarbonetos ( HC ) não quei-mados devido a fase da combustão muito rápida.

ÁLCOOL : O álcool combustível para veícu-los mais conhecido é o etanol produzido por fermentação a partir da cana de açúcar.

Algumas vantagens do álcool combustível :

• Apresenta preço acessível • A queima do álcool produz em média 25% menos ( CO ) e 35% menos ( NO) que a gasolina • Elevado poder de resistência a compressão ar-vapor de combustível ( octonagem )

GNV : O Gás Natural é uma mistura de hi-drocarbonetos leves tendo predomínio do gás metano ( CH4).

Algumas Vantagens do GNV:

• Por não ter enxofre em sua composição não lança estes compostos na atmosfera • Sua queima é muito mais completa do que a da gasolina, álcool ou diesel • Economia de em média 60% em relação a gasolina e o álcool.

ÓLEO DIESEL : O Diesel é formado basica-mente por hidrocarbonetos com “ longas ca-deias de Carbono ”.Em função de sua compo-sição e a injeção direta nos motores a diesel onde o motor trabalha com alta pressão e temperatura muito elevada o motor a diesel emite uma quantidade muito grande de MP (Material Particulado) e NOx em relação aos outros motores, alem de outros poluentes.

Fonte de Energia Tradicional para Transportes

Combustão de Derivados de Petróleo: Gasolina e Óleo Diesel

Fundamentos da Combustão

a) Combustão do Carbono:

C + O2 C O2 + Energia Térmica

b) Combustão da Gasolina:

C7H16 + 11O2 7 C O2 + 8 H2O +Energia Térmica

COMBUSTÃOCOMBUSTÃO

Combustão nos Motores dos Veículos: Incompleta ou ImperfeitaIncompleta ou Imperfeita

AR

COMBUSTÃO

C7H16 / C8H18 + AR 7 C O2 + 8 H2O + CO + NOx + SOx + MP

Principais problemas locais provocados pelos poluentes:

- Problemas respiratórios na população - asma e bronquite;

- Chuva ácida – acidificação de lagos e solos.

Grandes vilões na emissão de Poluentes