generalidades sobre os processos de combustão nos motores eng. julio cesar lodetti capitulo 6

Generalidades sobre os processos de combustão nos motores

Eng. Julio Cesar LODETTI

Capitulo 6

2

Volvo PowertrainVolvo Powertrain - Julio Lodetti

Equação da Combustão

A reação global de combustão “tenta” ser descrita através de uma equação química, que leva em conta a composição inicial da mistura dos reativos (Ar + Combustível).

Na estequiometria, ela fica mais ou menos assim:

– CnHm + Ar => CO2 + água + N2 + entalpia de combustão.

3



Vale lembrar que esta equação nem de longe leva em conta o mecanismo real da combustão.

Na realidade, a combustão em si, não é o resultado de uma única reação química mas sim, uma sucessão de incontáveis (milhões) reações elementares em cadeia.

No final de uma combustão completa, o CARBONO e o HIDROGÊNIO do combustível se combinam com o oxigênio para formar CO2 e H2O, que são produtos saturados em oxigênio.

O Nitrogênio, como de hábito, não reage com ninguém.

4



Mas, no cotidiano de um motor, a composição desta “mistura queimada” que sai no escapamento é SEMPRE muito mais complexa do que está escrito na equação;

Assim sendo, a combustão JAMAIS é completa quando da realização de um ciclo termodinâmico em um motor;

Isto pode ocorrer devido a uma falta local ou global de oxigênio, ou por efeito de extinção da frente de chama nas paredes, e etc .....

5



Se estas reações forem conhecidas, a composição final dos produtos de combustão pode ser CALCULADA, em se supondo um equilíbrio termodinâmico realizado, dentro de condições de pressão e temperatura dos gases observados após a combustão;

Na prática, levando-se em conta as baixas velocidades da maioria destas reações, o estado real dos produtos está longe do equilíbrio, daí a presença de POLUENTES na saída do escapamento.

6



E24 Brasil 13,5

7


Relação Ar/Combustível

= 1 para uma mistura estequiométrica < 1 para uma mistura com excesso de ar ou mistura pobre (em combustível) > 1- para um mistura com excesso de combustível ou mistura rica, que resultará

em uma combustão

Masse de combustible

Masse d'air

Masse de combustible

Masse d'air

reel

stoechio

8


Relação Ar/Combustível

O coeficiente de excesso de ar (Luftzahl) ou LAMBDA, tem origem nas publicações alemãs e é igual ao inverso da riqueza.

Air Fuel Equivalence Ratio

A F

A Freel

stoechio

/

/

1

9


Combustão de uma mistura homogênea

Auto-inflamação: Uma mistura HOMOGÊNEA de combustível + AR, em

proporções estequiométricas, nas condições normais de temperatura e pressão, NÃO REAGE.

Ou pelo menos, para eufemizar a expressão, suas reações de oxidação são tão lentas que é impossível de se perceber.

10



Se a temperatura desta mistura começar a aumentar progressivamente, aquelas reações de oxidação lentas, começam a transformar os REATIVOS iniciais em produtos intermediários de oxidação.

A velocidade global da reação, ainda é lenta e, após passar por um valor máximo, ela diminui devido a extinção dos reativos da mistura.

11



Entretanto, se esta mistura for posta a uma temperatura SUPERIOR a um valor crítico “Ti ”, dita temperatura mínima de auto-inflamação, àquelas reações lentas de oxidação lentas, se transformam numa combustão VIVA.

Os reativos transformam-se quase que instantaneamente em produtos de combustão.

12


Exemplo “acadêmico” de combustão de uma mistura homogênea

Evoluções esquemáticas da velocidade de reação de uma mistura.

Fonte: RAYNAL, B.

13


Exemplo “pratico” de combustão de uma mistura homogênea!!!!!!!

14


Delay de auto-inflamação

O tempo “”, durante o qual este sistema deverá ser mantido em condições fixas de temperatura e pressão, antes que aconteça a inflamação, chama-se DELAI DE AUTO INFLAMAÇÃO.

Este delai corresponde ao tempo necessário para que certas “pré-reações” de oxidação se desenvolvam em cadeia e iniciem a combustão.

15


Delai de auto-inflamação

A temperatura mínima “Ti” depende da natureza do combustível.

Para um dado combustível, em mistura homogênea com o ar, o delai depende da TEMPERATURA, da PRESSÃO, assim como da RIQUEZA da mistura.

As figuras a seguir mostram isto:

16


Delai de auto-inflamação

A figura mostra que, o delay diminui se a PRESSÃO do sistema aumenta a uma mesma temperatura.

20 bar

40 bar

Fonte: RAYNAL, B.

17


Inflamabilidade e processo de propagação de chama

O processo de auto-inflamação pode ocorrer em quase toda a zona que se encontra a mistura de reativos....

....ou então, em uma pequena região deste volume, onde as condições de temperatura, pressão e concentração dos reagentes estão reunidas.

Neste caso, teremos a IGNIÇÃO!

18



Fonte: RAYNAL, B.

19



Na prática, isto é o que mais acontece em um motor de combustão interna onde, a IGNIÇÃO é dada por uma centelha elétrica, ou introdução de um corpo quente (motor todo carbonizado!!) ou de gazes quentes do escapamento (motores do futuro).

20



A partir deste ponto ou momento de ignição, se as condições relativas a mistura permitirem.....

– ...... A combustão poderá propagar-se passo a passo através de uma FRENTE DE CHAMA, que separa a todo instante, a zona de gases queimados da zona de gases frescos.

– O sistema é dito então, INFLAMÁVEL.

21



Fonte: RAYNAL, B.

22



A PROPAGAÇÃO desta zona reativa, criada pela ignição da mistura, pode se realizar de diferentes maneiras. Mas acima de tudo, ela depende muito da natureza inicial da mistura AR + Combustível.

23



Tipos de propagação de frente de chama:

1. Chama de pré-mistura: Acontece se o combustível e o comburente (ar, nitro, etc) são misturados ANTES da ignição. Ex: Motores a ignição por centelha.

2. Chama de difusão: Acontece quando o fenômeno de propagação é em parte controlado pela velocidade na qual os reativos se DIFUNDEM uns contra os outros. Ex: Motores a ignição por compressão (Diesel).

24



A CHAMA DE DIFUSÃO - Diesel

Inicia-se sem intervenção interna, ou seja, origina-se por auto-inflamação;

A energia fornecida na fase de compressão do ciclo Diesel já é suficiente, pois a temperatura no interior ultrapassa o valor crítico de auto-inflamação “Ti”;

O processo de início da combustão deve então ser bem controlado afim de minimizar o delay de auto inflamação.

25



A CHAMA DE DIFUSÃO

Foto: DELPHI.

26



A CHAMA DE DIFUSÃO

O combustível então deve ser injetado diretamente dentro da câmara de combustão;

Este é então pulverizado e depois vaporizado. Difundindo-se assim, no ar comprimido no interior da câmara de combustão.

Um delay de auto-inflamação, de ordem química, que varia conforme a riqueza, se soma ao delay físico que corresponde ao tempo de vaporização do combustível líquido.

27



A CHAMA DE DIFUSÃO

A mistura formada então, é essencialmente HETEROGÊNEA, e comporta zonas de riqueza variável indo de combustível puro (R = ∞) ao ar puro (R = 0);

É impossível determinar o local da câmara que a auto-inflamação dar-se-á início, porém, se for assegurado uma temperatura e pressão suficiente no fim da compressão......

...inevitavelmente um ponto da câmara estará propício a dar início a uma auto-inflamação rápida.

28



A CHAMA DE DIFUSÃO

Partindo-se desta zona inicial de auto-inflamação, onde se considera que a chama se desenvolve em PRÉ-MISTURA, e graças a energia recém liberada, a combustão se estende em seguida por chama de DIFUSÃO sobre o resto do combustível presente na câmara.

....assim como o combustível que continua a ser injetado após o início da auto-inflamação, pode-se daí, modificar o desenrolar da combustão.

29



Fonte: RAYNAL, B.

30



A CHAMA DE DIFUSÃO

Devido a grande variação “local” de riqueza dentro dos mais variados pontos da câmara de combustão, pode-se somente tratar a riqueza como “GLOBAL”;

A riqueza máxima que assegura uma combustão completa, encontra-se na cada 0,85, ou seja, 15% de excesso em ar.

Mesmo que o combustível injetado encontre oxigênio suficiente na câmara, a partir de uma certa quantidade injetada, este queima incompletamente com a aparição de fumaça no escapamento.

31



A CHAMA DE DIFUSÃO

Sobre este tipo de motor, a regulagem da carga é feita pela quantidade de combustível injetado, sem modificar o enchimento de ar, que em estando constante, é mantido sempre em seu valor máximo. Não tem borboleta!!

P n M qi c air th . . .

teair C M

32


Exemplo de Chama de difusão:DIESEL

Fonte: AVL

33



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA EM UM MOTOR A IGNIÇÃO POR CENTELHA

34



A CHAMA DE PRÉ-MISTURA

Depende de uma fonte “externa” de energia para iniciar;

Ela pode, dependendo da natureza da mistura e das condições operatórias do motor, se propagar em diferentes velocidades.

Se velocidade sub-sônica: DEFLAGRAÇÃO Se velocidade super-sônica: DETONAÇÃO!

35



A CHAMA DE PRÉ-MISTURA

MAS ATENÇÃO, se velocidade super-sônica é chamada de DETONAÇÃO, não se deve confundir este termo com o fenômeno de “batida de pino” ou “cliquetis” ou “knock” para designar este fenômeno. Chamaremos então este processo anômalo de Combustão AnormalCombustão Anormal ao longo do curso.

36



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA

=> Este fenômeno é assegurado pela transferência de CALOR e MASSA ou, pela DIFUSÃO das partículas ativas da zona quente (onde acontece a reação química) = = = > para a zona de gases não queimados, mais conhecidos como gases “frescos”.....

37




Os fatores aerodinâmicos no sistema em combustão, exercem uma influência MUITO importante sobre a VELOCIDADE global da combustão.

Na prática, a mistura combustível em escoamento turbulento, é a grande responsável pelo bom funcionamento dos motores.

38




Escoamento turbulento, mas como assim??

O escoamento turbulento é um agente que aumenta drasticamente a mistura entre os gases “frescos” e os em reação. Sendo assim, ele acelera em muito a combustão dentro da câmara. Deste modo, o motor pode funcionar acima de 2000 rpm!!

39




Nos motores de F1 atuais, eles atingem 20.000 rpm. A combustão não é ainda o fator que limita esta rotação.

A foto mostra uma simulação da frente de um motor Peugeot V10 F-1

Fonte: ifp.fr.

40




1. Devido a esta grande turbulência e outros fatores ligados ao processo de combustão, a frente de chama não tem um aspecto liso ou bem definido.

2. Existem nas suas fronteiras, micro turbulências que aumentam muito a superfície real da chama. Aumentando assim o contato com os gases “frescos”.

3. O FSR ou Flame Speed Ratio, é um índice que permite levar em conta a turbulência encontrada na câmara de combustão.

Ele representa o aumento da superfície entre uma chama “normal” e uma afetada pela turbulência interna.

41


Inflamabilidade e processo de

propagação de chama

Fonte: RAYNAL, B.

42



O F.S.R. depende da fase da combustão pois, a velocidade de propagação da chama e a taxa de dissipação de energia, são variáveis ao longo do processo de combustão. (cinemática pistão/manivela)

Nota-se no entanto que, a turbulência tem efeito maior quando a fase de combustão já está plenamente desenvolvida.

43



A evolução da velocidade é função:

– Da evolução da temperatura e pressão dos gases ONDE se propaga a chama.

– Da modificação da turbulência na câmara devido a cinemática do conjunto biela+pistão.

=> A velocidade no início da combustão é pequena. Podemos supor ainda que o núcleo da combustão está se movimentando sem ser deformado pela ação da turbulência local.

44



Para este núcleo, a verdade será ainda maior se suas dimensões forem menores que as turbulências locais.

Mas, quando a frente de chama alcança dimensões próximas aos níveis de turbulência da câmara, esta irá agir e recortar toda a superfície de frente de chama. A velocidade de propagação da frente de chama dispara neste momento.

Nesta fase, a velocidade depende mais da turbulência do que das propriedades químicas da mistura.

45



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA -

A AERODINAMICA INTERNA do motor, como a geometria dos dutos de admissão, câmara de combustão, também contribuem (ou não) para o aumento e propagação do escoamento turbulento.

46



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA – Aerodinâmica Interna

Existem atualmente, basicamente 3 maneiras de se admitir a mistura dentro dos cilindros. São elas:

1. SWIRL

2. TUMBLE

3. SQUISH

47



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA – Aero.Int.-

1) SWIRL -> Obtido com a geometria dos dutos de admissão.

Consiste na rotação da mistura em torno do eixo central do cilindro.

Mais comumente usada em motores Diesel para veículos de passeio.

Fonte: RAYNAL, B.

48



A PROPAGAÇÃO DA CHAMA – Aero.Int.-2

O SWIRL melhora a combustão agindo sobre o aumento da velocidade de queima e regularidade de funcionamento.

Também ajuda a aumentar a superfície média da frente de chama e reparte melhor a região dentro da câmara.

Ruim no que tange as trocas térmicas com as paredes e rendimento volumétrico.

49




Exemplo de soluções

DIESEL

Alcool/GASOLINA

Fonte: RAYNAL, B.

50




2) O TUMBLE: Estratégia de admissão da mistura que a coloca em rotação, na forma de turbilhonamento, em um eixo perpendicular ao eixo do cilindro.

Mais comumente usado em motores a ignição por centelha.

51



O TUMBLE é gerado também com a geometria dos dutos de admissão, do ângulo de inclinação das válvulas e da lei de abertura de válvulas. O TUMBLE favorece em muito o desenvolvimento da combustão.

Fonte: RAYNAL, B.

52



3) O SQUISH: Terceira e última estratégia de “gerenciamento” da mistura.

Consiste numa forte turbulência gerida no momento oportuno. Por exemplo, no momento da combustão e na vizinhança do PMH.

Permite aumentar a velocidade de combustão.

Pode entretanto destruir o SWIRL e o TUMBLE. Até apagar a faísca da vela!

53



3) O SQUISH: Terceira e última estratégia de “gerenciamento” da mistura.

Fonte: RAYNAL, B.

54



A EXTINÇÃO DA CHAMA

Assim como tudo na vida, a chama nasce, se desenvolve, se propaga e morre. Existem 3 maneiras dela morrer.

1.) Nascer morta (!) -> falha de ignição;

2.) Extinguir na vizinhança das paredes;

3.) Morrer aprisionada nos interstícios do sistema.

55



Fonte: RAYNAL, B.

56


A combustão em um motor a ignição por centelha

Vimos até agora o processo de combustão em si. Estudar-se-á agora, como ele influencia o comportamento de um motor a ignição por centelha.

Fonte: howstuffworks.com

57



Em um motor a ignição por centelha, a combustão é desencadeada em UMA ou eventualmente VÁRIAS zonas muito localizadas da mistura AR + Combustível.

Existe então, um aporte de energia exterior, em um certo instante do ciclo (ponto de ignição!!!) graças a um dispositivo de centelhamento = = = > VELA

58



Na verdade das verdades, o que acontece naquela pequena região da centelha, é uma AUTO-INFLAMAÇÃO da mistura pois a temperatura ao redor do arco voltaico é da ordem de 3000 graus! Bem acima então da “Ti” ou temperatura de auto-inflamação.

Devido a esta temperatura elevadíssima, o delay ‘” é negligenciado.

59



Fonte: RAYNAL, B.

60



A partir de uma fonte de inflamação da mistura, uma frente de chama ira então propagar-se normalmente na mistura.

A velocidade de propagação é de algumas dezenas de metros por segundo (30 a 40), separando então a câmara em 2 partes:

– Gases frescos e queimados.

61



MAS, MAS, esta deflagração só poderá efetivamente se propagar, caso a mistura for sensivelmente homogênea e se a composição inicial da mesma assim o permitir.

Além da pressão e temperatura, a RIQUEZA tem então que estar incluída nestes limites que regem a deflagração.

62



ATENÇÃO!!!!!! Porém, contudo, entretanto, basta que durante a deflagração, UM ou mais pontos quentes se auto-inflamem para o motor apresentar Combustão Anormal.Combustão Anormal.

O combustível então entra em cena, ele precisa ter características particulares de resistência a auto-inflamação (M.O.N) e às temperaturas atingidas pelos gases “frescos” no decorrer da combustão.

63



A riqueza influencia a velocidade de propagação da chama.

Nos motores, ela tem que estar próxima da estequiometria para se garantir uma velocidade suficientemente rápida.

A velocidade de combustão é máxima nas regiões entre riqueza 1 e 1,2.

A velocidade cai bruscamente com riquezas baixas < 0,8.

64



Além da riqueza (a), outros parâmetros de regulagem, uso e construção, sobre a combustão, influenciam a velocidade/propagação da combustão. São eles:

b) Regime de rotação;

c) Rendimento volumétrico;

d) Avanço da ignição;

e) Características geométricas do motor como:

e.1) Geometria da câmara de combustão;

e.2) Taxa de compressão;

e.3) Aerodinâmica interna do circuito de admissão e câmara.

65


A combustão em um motor a ignição por centelha -

A) RIQUEZA

Fonte: RAYNAL, B.

66


A combustão em um motor a ignição

por centelha -

B)Regime de rotação

- - - 1000 rpm

----- 3100 rpm

Fonte: RAYNAL, B.

67


A combustão em um motor a ignição por centelha -

C) Rendimento volumétrico

–Se enchimento cai, pressão e temperatura cai. Fração de gases queimados aumenta.

–Se carga motor muito baixa, combustão fica muito lenta, aumenta números de ciclo sem combustão, aumenta dispersão cíclica.

68


A combustão em um motor a ignição por

centelha

D) Avanço da ignição

– Em 1, maior pressão de pico, mas com muito avanço. Veja que a combustão está centrada antes do PMH.(faixa verde)

– Já em 4, tem-se a melhor PMI pois, combustão está bem centrada.(vermelho)

PMH

69



E) Geometria

E.1.)da Câmara

-As paredes devem ter o menor contato possível com a frente de chama,

-Câmara compacta é bom então. Posição central da vela também.

4v/cil 2v/cil

Área frente chama Área parede impactada

Fonte: RAYNAL, B.

70



E) Geometria

E.1.)da Câmara

-Influência da posição e número de velas por cilindro em função da área de frente de chama e percurso percorrido na câmara.

4v/Cil

2v/Cil

Twin spark

Fonte: RAYNAL, B.

71


A combustão em um motor a ignição por centelha - 18

MNEMÔNICA

Motor 4 Tempos;

– A 3000 rpm = 50 rotações por segundo

25 combustões por segundo

–60 a 90 graus do virabrequim para acontecer a combustão

»3 a 5 MILISEGUNDOS para ela acontecer!!!!!

72


A combustão ANORMAL em um motor a ignição por centelha

Nem tudo são flores no caminho do progresso e desenvolvimento dos motores.

Existe um fenômeno que nos persegue desde o começo e, pelo que tudo indica, estará sempre presente na vida daqueles que com os motores trabalham.

Este vilão chama-se KNOCKKNOCK, ou cliquetis em Francês.

73



Existem várias condições de funcionamento que podem acarretar na aparição de KNOCK. São elas:

– Por ignição => mais freqüente.

– Paredes muito quentes;

– Depósitos incandescentes.

74



A figura ilustra bem o momento em que surge a vibração de KNOCK

Foto: NGK

75


A combustão ANORMAL em um motor a ignição por centelha - 3

O KNOCK nada mais é do que a auto-inflamação de parte da mistura composta pelos gases “frescos”.

Esta auto-inflamação é praticamente uma explosão que gera:

– Forte aumento na pressão do sistema;

– Geração de ondas de pressão de choque na câmara que se propagam a uma velocidade média de 900 m/s (!!) a uma freqüência de 4000 a 8000 Hz.

– Geração de um ruído característico e facilmente audível.

76



Um motor que por ventura vier a funcionar por alguns minutos com KNOCKING, pode, devido ao excesso de temperatura gerado:– Romper a junta de

cabeçote;– Fusão do pistão;– Fusão da câmara e

outros componentes em contato com a combustão.

Pistão de um motor Renault V6 bi-turbo de F-1. 1986

Foto: J. Lodetti

77


A combustão ANORMAL em

um motor a ignição por

centelha

OK!!X

35 m/s900 m/s

Fonte: RAYNAL, B.

78


O controle motor

Exemplo de cartografia de riqueza em função da carga.

79


A combustão em um motor a ignição por centelha e Injeção Direta

Com o passar dos anos e o advento da tecnologia, existem atualmente motores que podem sim funcionar com baixas riquezas.

Existem 2 tipos de motores:

– A injeção direta com carga estratificada (IDE, GDI,..)

– Motor a mistura pobre ou “lean burn”.

80


Histórico – injeção direta

1916: Alemanha – Junkers lança o primeiro motor a injeção direta em motores aeronáuticos. Modelo Fo.2 de 6 cilindros horizontais;

1930: Desenvolve-se muito a pesquisa em motores a injeção direta a gasolina; 1937: Alemanha – é lançado o Daimler-Benz DB601, Junkers Jumo 210G e o

BMW 132 F. Todos para uso aeronáutico; 1937: Um Messershmith Me 209, equipado com um DB601 sobre-alimentado e

com injeção de metanol, desenvolve cerca de 2100hp e alcança 755 km/h; 1949: Alemanha – Desenvolvimento de motores DKW 2 tempos a injeção direta; 1949: Estados Unidos – Texado desenvolve o primeiro motor a funcionar com

carga estratificada de combustível (Texaco Combustion Process).

81


Histórico - cont

1954: Alemanha – Daimler-Benz lança a famosa 300SL, equipada com um motor cilindros de 3.0 litros equipado com injeção direta e produzindo 220hp@5500 rpm;

1960: Alemanha – MAN FM desenvolve motor a ignição por centelha com carga estratificada baseado em um motor diesel;

1970: Estados Unidos – Ford desenvolve também seu motor a carga estratificada (PROCO);

Décadas de 60 e 70: Desenvolvimento praticamente abandonado devido ao advento da injeção eletrônica de combustível;

Década de 90: Relançamento dos motores a injeção direta. Primeiro foi o Mitsubishi GDi;

Atualmente: Plena difusão de motores a injeção direta sobre-alimentados.

82


HistóriaDaimler-Benz 300SL Engine

Fonte: BOSCH/MTZ

83


Potencial de Ganho

Fonte: BOSCH/MTZ

84


A combustão em um motor a ignição por centelha Injeção Direta

Porque é mais eficiente??

Fonte: BOSCH/MTZ

85



Fonte: BOSCH/MTZ

Potencial de Ganho

86


A combustão em um motor a ignição por centelha Injeção Direta –

Fonte: BOSCH/MTZ

Potencial de Ganho

87


Design

Fonte: BOSCH/MTZ

88



Motores a carga ESTRATIFICADA 2

Combustível

Ar

Foto: Renault

89



Fonte: BOSCH

90



O primeiro construtor Europeu a lançar um motor a injeção direta a gasolina foi a RENAULT. Este motor chama-se F5R IDE e foi desenvolvido pela divisão Renault Sport.

Atualmente, a maioria dos construtores já possui como opção, ou já substituiu os motores a injeção no coletor de admissão por um motor a Injeção Direta de Gasolina.

91



Motores a carga ESTRATIFICADA

Neste tipo de motor, a mistura Ar + Combustível é voluntariamente NÃO HOMOGÊNEA.

O enriquecimento LOCALIZADO na vizinhança da fonte de ignição, permite uma combustão de mistura GLOBALMENTE POBRE.

Com isto, se consegue funcionamento com riqueza GLOBAL entre 0,5 a 1,3 !!

92


Design – Carga Estratificada

Fonte: BOSCH/MTZ

93


A combustão em um motor a ignição por centelha Injeção Direta – Carga Estratificada

Fonte: BOSCH

94



As tecnologias mais empregadas hoje se apóiam:

1. Nos novos conhecimentos no domínio da aerodinâmica interna dos motores e nas ferramentas de simulação numéricas. Estas últimas, são muito usadas no estágio de concepção dos circuitos de alimentação e câmara de combustão. (SWRIL, TUMBLE,...)

Motores a carga estratificada

95



2. Nas potencialidades do sistemas de controle motor e de injeção de combustível, graças ao progresso da eletrônica.

96



A próxima figura, mostra um motor a injeção direta, com funcionamento em carga estratificada e homogênea atual.

Notaremos que o domínio do estado físico da mistura admitida na câmara de combustão, está focada na DURAÇÃO da formação da mistura.

97



Motor Mitsubishi G.D.I. (Gasoline Direct Injection)

Vídeo: AVLFonte: BOSCH/MTZ

98



1. A forte carga: Combustível injetado na fase de admissão de ar. Modo tradicional

2. A baixas/médias cargas: Injeção na fase de compressão a fim de estratificar a mistura e manter riqueza correta na vela.

Forte Média/Baixa

Fonte: RAYNAL, B.

99



Vantagens do funcionamento estratificado:

Redução em 10% das perdas por bombeamento;

Melhora em 5% do rendimento termodinâmico;

Temperaturas de combustão menores, logo redução de perdas térmicas até 7%;

Admissão da carga de ar com temperaturas menores => aumento na taxa de compressão de 10:1 para 12:1.

Potencial TOTAL de melhora no rendimento: 30%

100


Motores Lean Burn

101


A combustão em um motor a ignição por centelha CLÁSSICO

RESUMO

Combustão em mistura homogênea, obtido por uma mistura prévia e estando o combustível em estado vaporizado quando da injeção na câmara de combustão

Combustível facilmente vaporizável e resistente ao “knock”.

Duração de formação da mistura: 360 graus (1/2 do ciclo)

102


A combustão em um motor a ignição por centelha CLÁSSICO

RESUMO – cont.

Ignição por aporte externo de energia;

Combustão em pré-mistura através de uma propagação de uma deflagração;

A riqueza da mistura admitida fica dentro de limites estreitos em torno da estequiometria => ( de 0,9 a 1,2).

103


A combustão em um motor a ignição por centelha...... NÃO TÃO CLÁSSICO

generalidades sobre os processos de combustão nos motores eng. julio cesar lodetti capitulo 6

Documents