UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISEscola de Engenharia – UFMG

Departamento de Engenharia Mecânica – DEMEC

Motores de Combustão Interna

Compatibilidade Motor x Veículo x Escalonamento de Marchas

Prof. Fabrício Pujatti

Conceitos:

Conceitos:

Peso x Volume: Evolução

UNO

PALIO

CELTA

NUOVO CORSA

GOL

206

TWINGO

CLIO

POLO

FIESTA STREET

NOVO FIESTA

IBIZA

310 com red. peso

310 teórico dimensional

800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00

Volume ( Largura x Altura x Comprimento ) - (m³)

Peso

(Kg)

Curvas Características:

0

20

40

60

80

100

120

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 70000

10

20

30

40

50

60

70To

rque

[Nm

]

Pot

ênci

a [k

W]

Rotação [RPM]

Curvas Características:

Con

sum

o [k

g/h]

Curvas Características:

Con

sum

o Es

pecí

fico

[g/k

Wh]

Curvas Características:

10 kW

20 kW

30 kW

40 kW

Potência no Eixo de Tração:

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Velocidade [km/h]

Potê

ncia

[kW

]

G1 G2 G3 G4 G5

Potência Disponível:

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Velocidade [km/h]

Potê

ncia

[kW

]

Res. Total

Res. Aerodinâmica

Res. Rolamento Pneu

Potência Disponível:

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200

Velocidade [km/h]

Potê

ncia

[kW

]

G1

G2

G3

G4

G5

Escalonamento de Marchas:

0

2 0

4 0

6 0

8 0

10 0

12 0

14 0

16 0

18 0

20 0

22 0

24 0

2 00 0 25 0 0 3 00 0 3 50 0 4 0 00 4 5 00 5 0 00 5 5 0 0 6 0 0 0 6 5 0 0 7 0 0 0

Rotação [RPM]

Velo

cida

de [k

m/h

]

G2

G4

G1

G3

G5

Escalonamento Esportivo:

1

2

3

4

5

Escalonamento Econômico:

1

2

3

4

5

Gráficos de Aceleração: Fun to Drive

Comparativo Medidas de Pneu

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Velocidade (km/h)

Ace

lera

ção

(m/s

²)

Curva de Maior Eficiência:

Curva Eficiência

Transmissão tipo CVT:

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 45000

50

100

150

200

rpm

Nm

Compatibilidade Mecânica:

997 Nenhuma 28,3 26,9 31,5 34,8 30,8

Tipo de Mercadoria Transportada com maior frequência:

Compatibilidade Mecânica:

LOREMO (Low Resistance Mobile):

LOREMO (Low Resistance Mobile):

Emissão de CO2 e Consumo de Combustível:

CEA M2 - DEMEC/UFMG: 4.0 g CO2 / km

(600 km/L)

Emissão de CO2 e Consumo de Combustível:

Motores de Combustão Interna - EMA-153

Uso dos Mapas de Motores

Pv=C r M vM ug V v0,5 arC d AvV v

3

Utilizando os mapas de potência, torque e consumo específico obtidos com o programa AnalyticalCARE, para o motor padrão para operação em plena carga (100%) e em cargas parciais de 90%, 80%, 60%, 40%, 20% e 10%. Analisar a demanda de potência de um veículo terrestre com as seguintes características:

As relações de transmissão da caixa de marchas são:

A relação final de transmissão é o valor da redução entre a roda e o diferencial.

a) Construir um gráfico com todas as curvas de potência requeridas pelo veículo para velocidades de 0 a 120 km/h, na marcha recomendada;b) Sobrepor as curvas de potência requerida e as curvas de potência do motor. Comentar sobre a capacidade do motor em atender as solicitações do veículo;c) Calcular os torques necessários e sobrepor as curvas sobre o mapa de torque calculado. Comentar;d) Calcular o consumo de combustível, em kg/h, para cada ponto de operação possível do conjunto motor-veículo. Construir um gráfico de consumo versus rotação do motor. Comentar.

4

Marcha Relação Velocidade Máxima (km/h)1 4,18 212 2,14 403 1,41 644 1,12 725 0,89 120

Ré 3,31 21

Coeficiente de atrito de rolagem Cr 0,02Massa do veículo Mv 1284 kgCarga útil (4 passageiros de 68 kg+bagagem) Mc 450 kgAceleração da gravidade g 9,81 m/s^2

ro 1,22 kg/m^3Coeficiente de atrito aerodinâmico Cd 0,3Área frontal do veículo Av 2,25 m^2Diâmetro da roda Dr 0,75 mRelação final de transmissão Rf 4,1

Densidade do ar ambiente (0oC e 105 bar)