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8/2/2019 Projeto Aula Flexppt

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A Qumica na

tecnologia flex

Antonio Porpino


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Conhecendo as fasesdos motores

1. Admisso

2. Compresso

3. Exploso

2. Escapamento


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a qumica na TECNOLOGIA FLEXAntonio Porpino

liberdade de escolha

como funciona o sistema de alimentao flexvel?

como possvel controlar os processos dos motorescom diversos ndices de concentrao de gasolina e lcool?

para melhor conhecer esse sistema temos que conhecerprimeiro as caractersticas desses combustveis.

e como possvel coloc-los no mesmo tanque?

SISTEMA FLEX


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Miscibilidade dos combustveis

LEVE DIFERENA


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ACRESCENTANDO

+ LCOOL

ACRESCENTANDO

+ LCOOL AINDA


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VRTICES

ELEMENTO COM

COR + CLARA

HOMOGNEO


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HOMOGENIDADE

a mais importanteCaracterstica. Foi a

partir da que houve odesenvolvimento do

sistema flex. toda vezque abastecer, oscombustveis tero

sempre as mesmasro riedades.




MAS, ISSO NO TO

SIMPLES ASSIM!




Se adicionarmos

10 ml de gua com

percentuais de

50% x 50%

= mistura homognea

Se adicionarmos maisgua (aprox 40ml) ainda

com percentuais50% x 50%

= mistura heterognea


10/50a qumica na TECNOLOGIA FLEX

Antonio Porpino


Se submetermos a uma

temperatura decrescente medida que a

temperatura reduz, o

lcool se separa dagasolina formandonovamente

2 fases(heterogneo)

Combustvel inadequadopara o sistema flex.



Antonio Porpino


Observem que o lcool

por ser mais denso , vaipara o fundo, enquantoque a gasolina por sermais leve sobe. Esse

combustvel compropriedades distintas,

uma para cada faseonde no seria fcil tero controle do sistema

flex.



Antonio Porpino


Portanto, No adianta somentemisturarmos os combustveis, se no

houver uma temperatura adequada e umalimitao da concentrao de gua para

essa temperatura.

Isso porque o nosso lcool hidratado epossui 4% de gua.



Antonio Porpino

TERNRIO DE GIBBS

CADA PONTO NO GRFICO CORRESPONDE A UMA MISTURA ESPECFICA

concentrao

temperatura

presso

%volume

GASOLINA


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Antonio Porpino

TERNRIO DE GIBBS

COMPOSIO DO LCOOL

4% 96%

%volume

GASOLINA


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TERNRIO DE GIBBS

QUAL A APLICAODESTE GRFICO?

PERMITE DETERMINARAS REGIES DE

MISCIBILIDADE

PARA CADATEMPERATURA E

CONCENTRAODOS ELEMENTOS.

%volume

GASOLINA


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TERNRIO DE GIBBS

Se a temperatura forde: -10C

Resultar em:MISTURA IMISCVEL

OBS: No Brasil

raramente temos umatemperatura -10C , etodas asconcentraes :

gasolina x lcoolpermanecem acimada curva, na regio demiscibilidade.

-10C

%volume

GASOLINA


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GASES RESIDUAIS DA COMBUSTO

COMO O MOTOR OPERA COM ESSECOMBUSTVEL TO VARIADO?

QUAIS SO OS GASES EXPELIDO EM CADACONCENTRAO?

ATRAVS DELES QUE VAMOS CONHECER A

ORIGEM DE TODO O CONTROLE DO SISTEMAFLEX.


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Quando dizemos que a gasolina est sendo queimada,

afirmamos que, quimicamente est sendo compostauma mistura ar + gasolina, transformando-se em gases

na descarga.


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O ar composto basicamente por :

Oxignio + Nitrognio

Na reao de combusto, o combustvel reage apenascom o oxignio. (nico elemento ativo do ar).


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O nitrognio praticamente no reage, saindo puro na

descarga da mesma forma que entrou.Vamos obter outros dois gases que fazem parte da dos

residuais:

Dixido de carbono + vapor de gua.


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As concentraes desses gases depende da

concentraoar + gasolina na combusto.


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Se o motor for alimentado com os ndices mostrados acima,

(15 x 1) obteremos o Ponto estequiomtrico da gasolinacom a melhor proporo para se alimentar um motor, ondetodo oxignio e todo combustvel seria queimado evitando a

formao de poluentes.


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Se tivermos maior concentrao de arna combusto , teremos uma sobra dear na descarga, pois no havercombustvel suficiente para queimar.Chamaremos de Mistura Pobre= mais ar e menos combustvel


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Se por outro lado tivermos maiorconcentrao de combustvel nacombusto , teremos uma sobra decombustvel na descarga, pois no hoxignio suficiente para queimar.Chamaremos de Mistura Rica

= mais combustvel e menos ar.


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Estudos indicam que uma baixaconcentrao de oxignio na descarga,permitem um baixo ndice de poluentese uma boa eficincia de combusto. Oideal seria que, mesmo que a misturaseja estequiomtrica, sobrasse uma

pequena quantidade de oxignio nadescarga.


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gases residuais da combusto

1- Processo de combusto no perfeito.

2- O oxignio a chave do monitoramento do sistemade injeo eletrnica.

3- Os sensores de oxignio (sonda lambda) tem umpapel fundamental nesse processo detectando avariao de concentrao de oxignio nos gases

residuais.

PODEMOS OBSERVAR QUE:


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composio qumica dos combustveis

Vamos observar a composio qumica dessescombustveis e seu efeito de concentrao nadescarga.

para entender melhor o sistema flex,


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gasolinaHidrocarbonetos ( carbono + hidrognio)

Como produtos da queima produz:Dixido de carbono (CO2) gs perigoso para o efeito

estufa e aquecimento globale Monxido de carbono (CO), formado pelacombusto imcompleta (mistura rica) onde aquantidade de oxignio insuficiente gerando

resduos poluentes. Esses gases se acumulam emnossa atmosfera gerando diversos males `a nossasade.



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gasolinaHidrocarbonetos ( carbono + hidrognio)

J vimos que uma mistura ar + combustvel produzna descarga dixido de carbono + nitrognio + vapor

de gua. Isso ocorre porque a gasolina compostapor carbono + hidrognio.

a qumica na TECNOLOGIA FLEXAntonio Porpin

carbono reage com oxignio = dixido de carbono

Hidrognio reage com o oxignio = vapor de gua


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lcooL etanol

Composio: hidrognio + carbono + oxignio

Tambm conhecido como etanol ou lcool etlico.

este combustvel produzido por fermentao apartir da cana de acar.No afeta a camada de oznio

(ecologicamente correto)e obtido de uma fonte renovvel.



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lcooL etanol

Composio: hidrognio + carbono + oxignio

Se for acrescentado lcool na gasolina, o

combustvel resultante passa a ser um compostoque contm carbono + hidrognio + oxignio.Isso ocorre porque a molcula de lcool j contmuma pequena quantidade de oxignio incorporada.



33/50

sistema flexVejamos como funciona o sistema.

Quando a mistura gasolina x lcool queimada, oexcedente de oxignio incorporado no lcool expelido na descarga. Por sua vez, o sensor de

oxignio informa rapidamente a presena excessiva

desse elemento, reconhecendo o empobrecimentoda mistura. O computador ao receber essa

informao, aumenta a quantidade de combustveisnos injetores para que o oxignio seja consumido e

volte a concentrao tima. estabelecido um novoequilbrio e o sistema reconhece a proporo idealentre gasolina x lcool no tempo de injeo.



34/50

sistema flexSe houver um novo abastecimento, aumentandoainda mais a quantidade de lcool, mais oxignio

ser expelido, e o computador aumentarproporcionalmente a quantidade de combustvel namistura buscando um novo equilbrio. Essa correo

ocorrer tambm se o motor for alimentadosomente com lcool. Se isso ocorrer, a correo

atingir seu limite, sendo 9 kg de ar para cada 1 kgde lcool. Esta a proporo estequiomtrica do

lcool brasileiro ( etanol ).



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sistema flex

O princpio do sistema flex consiste em manter aconcentrao de oxignio dentro dos limitesestabelecidos, independente do combustvel

utilizado.



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h d d i i


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conhecendo os sensores de oxignio

Detecta a variao da concentrao de oxignio nos gases residuais

Trabalha em uma frao de milsimos de segundo

Temperatura de trabalho acima de 300 graus Celsius

Instalados nos tubos de descarga

Seu elemento sensor fica expostoaos gases aquecidos

Informa a diferena da concentraodesses gases x concentraoatmosfrica = 21%Exatido na informao daquantidade de oxignio presente.



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possui um bulbo sensor, contendo xidode zircnio + platina envolvido por um

filtro cnico

SONDA CONVENCIONAL

= 1 FIO


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Possui um elemento sensor tambm de zircnio,porm com geometria plana.

SONDA PLANAR


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g

A Planar e a banda larga so muitoparecidas externamente.

Nos veculos nacionais, so utilizadasapenas a convencionais e as planares.

O nmero de fios tambm diferencia seumodelo.

1 fio = no possui aquecedor e ficamprximas do coletor de

descarga.(convencionais)4 ou mais fios = possuem resistncia de

aquecimento interno, flexibiliza suaposio na descarga.

CONTROLE DO SISTEMA FLEX


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Vamos considerar que ocontrolador seja um pino euma bolinha suspensa. Sesoltarmos a mesma, elacair para um dos ladoscom um comportamento

quase aleatrio devido aforma convexa do pinocontrolador.



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Vamos considerar

Se ela cair para direita, a misturaestar rica.

(excesso de combustvel).

E se cair para esquerda, amistura estar pobre. (excessode ar ). Quando o motor estiver

funcionando, ele pode seralimentado com mistura rica e

pobre, mas sempre buscando oponto de equilbrio.



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A funo do controlador(pino) manter a bolinha

suspensa indicando ocontrole da proporo damistura entre pobre e ricade acordo com as

informaes do sensor deoxignio.



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Se o veculo estiver comgasolina e colocarmos lcool,a mistura sofrer umempobrecimento imediatodevido a presena de oxigniona molcula do lcool.Portanto obteremos uma

mistura pobre. O controladorresponde rapidamenteaumentando a proporo decombustvel nos injetores,

retornando a bolinha para oponto ideal trazendoestabilidade. Um novocombustvel foi reconhecido.



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Se o veculo estiver comlcool e colocarmos

gasolina, a mistura sofrerum enriquecimento bruscoonde a bolinha penderiapara direita (mistura rica).

O controlador responderapidamente tambmtrazendo a condio deequilbrio. Esse estado

indica uma novaproporo ar/combustvele a partir da a mistura controlada ciclicamente.

componentes importantes


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componentes importantes

Todos os componentes do sistema receberam um reforoprotetivo devido ao ndice corrosivo do lcool. So namaioria de ao inox e polmeros resistentes ao mesmo.

A bomba de combustvel alm de suportar totalmente o

lcool, fornece uma alta vazo para atender a condiode alimentao do motor com esse combustvel.

sistema flex


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sistema flex

Portanto, essa tecnologia estar cada vez mais presentesnos veculos atuais. Representa maior liberdade deescolha para os usurios.

um grande desafio para a mecnica, onde cada sistemapossui suas particularidades.


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