•Operação:

•Nos motores de ignição por compressão, apenas ar é induzido para dentro

do cilindro no tempo de admissão. O combustível é injetado diretamente

dentro do cilindro justamente antes de iniciar a combustão. O controle de

carga (aceleração) é obtido pela variação da quantidade de combustível

injetado a cada ciclo; o fluxo de ar a uma dada velocidade essencialmente não

varia.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

Aplicações

Automóveis

Caminhões

Locomotivas

Navais

Eletricidade

•Operação:

•São comuns os motores naturalmente aspirados onde o ar atmosférico é induzido para

dentro do cilindro; os turbo-comprimidos e os superalimentados onde o ar é

comprimido por uma bomba ou soprador mecanicamente acionado. Nestes dois

últimos consegue-se um aumento da potência aumentando a massa de ar admitida por

unidade de volume deslocado, aumentando também a quantidade de combustível a ser

injetada.

•Exceto nos motores menores, o ciclo de dois tempos é competitivo com o de quatro

tempos.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

Admissão

Naturalmente aspirados

Turbo-comprimidos

Superalimentados

?

•Operação:

•A taxa de compressão nos motores Diesel

(12 a 24) é muito maior do que a dos

motores de ignição por centelha (ICE). Os

tempos das válvulas são similares aos dos

motores ICE. Ar a pressão próxima da

atmosfera é induzido durante o curso de

admissão e então é comprimido para

pressão de cerca de 4 MPa e temperatura de

cerca de 800 K durante o curso de

compressão. A cerca de 20º APMS, começa a

injeção de combustível para dentro do

cilindro. A parte B da figura mostra um perfil

da taxa de injeção. O combustível injetado

dispersa-se em pequenas gotas e penetra no

ar. O combustível então evapora misturando-

se com o ar. A temperatura e pressão do ar

estão acima do ponto de ignição do

combustível. Portanto, após um pequeno

delay period , inicia-se a ignição espontânea

(auto-ignição) de partes da mistura não

uniforme de ar e combustível, iniciando o

processo de combustão, e a pressão no

cilindro (parte C da figura) sobe acima da

linha pontilhada, que corresponde à pressão

sem combustão.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

•Operação:

•A chama espalha-se rapidamente através da

porção de combustível injetado já misturado

com ar suficiente para a combustão.

Enquanto o processo de expansão acontece,

a mistura entre ar, combustível e gases em

queima continua, acompanhada por mais

combustão (parte D). A plena carga, a massa

de combustível injetado é cerca de 5% da

massa de ar no cilindro.

•O aumento de emissão de fumaça preta na

exaustão limita a quantidade de combustível

que pode ser queimado eficientemente.

•O processo de exaustão é similar ao dos

motores ICE.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

•Operação:

•O sistema de injeção de combustível consiste de

uma bomba injetora, tubos e bicos injetores.

Vários tipos de bombas e bicos são usados. A

figura mostra uma bomba injetora em linha.

Neste caso, um conjunto de êmbolos (um para

cada cilindro) operam dentro de cilindros,

acionados por cames.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

•Operação:

•No começo do curso do êmbolo, a porta de

entrada (Porta A) é fechada e o combustível preso

acima do êmbolo é forçado para dentro da linha

de injeção. O bico injetor tem um ou mais furos

através dos quais o combustível entra no cilindro

na forma de spray. Uma válvula acionada por

mola fecha estes furos até que a pressão na linha

de injeção, agindo na superfície da válvula

sobrepuja a força da mola e abre a válvula. A

injeção começa um pouco depois que a pressão

na linha começa a crescer, o que é controlado

pelo eixo de cames da bomba. A injeção termina

quando a porta A, na figura, é descoberta pela

ranhura helicoidal do êmbolo, porque a alta

pressão acima do êmbolo é então liberada.

•A quantidade de combustível injetada (que

controla a aceleração) é determinada pelo

projeto dos cames da bomba e pela posição da

ranhura helicoidal. Então, para um motor com um

certo eixo de cames, girar o êmbolo (e sua

ranhura helicoidal) varia a aceleração.

Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro

Porta A

Tipo de Injeção

Injeção indireta

◦ O combustível inflama-se e queima

parcialmente na antecâmara

◦ A sobre-pressão instantânea sopra a mistura

com efeito de pulverização e turbulência pelo

canal de disparo até a câmara principal

◦ As paredes da antecâmara mantém alta

temperatura a fim de auxiliar a preparação e a

ignição do combustível

Antecâmara

Antecâmara no cabeçote de

um motor Diesel de 4 tempos.Antecâmara tipo esférica

Tipo de injeção

Injeção direta

◦ O combustível é injetado diretamente sobre a

cabeça do pistão mediante um bico injetor

com furos direcionados segundo certo ângulo

◦ Funciona com pressões muito elevadas

◦ O ar de carburação executa um movimento

rápido em relação à névoa do combustível

formada pelo jato único

◦ Melhor rendimento térmico

Processos de injeção direta

Injeção direta no ar

parado

Jato sobre a cabeça do

pistão com câmara de

mistura térmica

Sistema de Injeção

Sistema de injeção de pressão modulada (Common Rail)

Para motores de Injeção direta1- medidor de massa de ar

2- unidade de comando

3- bomba de alta pressão

4- acumulador de alta pressão (Rail)

5- injetores

6- sensor de rotação do eixo da manivela

7- sensor de temperatura do motor

8- filtro de combustível

9- sensor do pedal do acelerador

Componentes do Sistema de Injeção

Bico Injetor◦ Tem a finalidade de prover o suprimento de combustível pulverizado

em forma de névoa A agulha do bico b que fecha com o auxílio de uma forte mola a, é levantada

pela elevada pressão do combustível bombeado em c. d = linha de pressão; e= parafuso de ajuste para a regulação da pressão de injeção; f = linha de retorno do combustível utilizado para lubrificação e refrigeração do bico injetor

BOMBA INJETORA

Princípio de funcionamento

◦ Bomba de pressão

Pressão e dosagem para cada cilindro

Tipos

◦ Bomba injetora em linha

Um pistão para cada cilindro

Impulsiona o combustível quando atinge o ponto início

de injeção no final do tempo de compressão

◦ Bomba injetora rotativa

Único pistão que alimenta um distribuidor rotativo

Funcionamento

A dosagem do combustível é feita pela

posição da cremalheira conectada ao

acelerador por meio do governador de

rotações

Dosagem do combustível

◦ Com o mesmo deslocamento vertical, o

pistão injeta mais ou menos combustível em

função da sua posição

◦ O que muda é o tempo final de débito

Dosagem do combustível

Dosagem do combustível