PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE MINAS GERAISEngenharia Mecnica linha de formao Mecatrnica

RELATRIO DE LABORATRIO DE SISTEMAS TRMICOS:SISTEMA DE ARREFECIMENTO

Belo Horizonte20141- INTRODUO

A engenharia dos motores de combusto interna, tem evoludo enormemente, criando maquinas cada vez mais complexas, com mdulos de gerenciamento eletrnico que controlam todos os sistemas do motor, inclusive o de arrefecimento, para manter a temperatura ideal de funcionamento, maximizando a economia de combustvel, o aproveitamento da energia gerada pelo motor e procurando reduzir ao mximo a emisso de poluentes para o ar. As diferentes variveis de climas, altitudes, locais e condies das aplicaes dos automveis, onde os motores tem que funcionar, causam sensveis alteraes em seu desempenho, exigindo regulagens, materiais e combustveis cada vez mais especficos para o alcance das normas de qualidade estabelecidas em nvel mundial. Um dos sistemas de motores mais afetados pelas variaes de clima, altitudes, cargas e horas de funcionamento, o sistema de arrefecimento, pois a manuteno da temperatura nos nveis adequados a cada tipo de operao no tarefa fcil. O motor desenvolve at 2.760C de calor dentro da cmara de combusto. Aproximadamente 1/3 da energia do combustvel convertida em potncia utilizvel para impulsionar o veculo, 1/3 dissipada atravs do sistema de arrefecimento e o 1/3 remanescente jogado fora pelo sistema de escapamento. Os projetos de motores atuais so mais leves e altamente potentes, com melhor controle de emisses, mas colocam uma responsabilidade cada vez maior na eficincia dos sistemas de arrefecimento pressurizados e em sua correta manuteno.

Figura 1: Sistema de arrefecimento.2- COMPONENTES DO SISTEMA DE ARREFECIMENTO2.1- Radiador:Serve como trocador de calor no sistema. O lquido aquecido proveniente do motor, ao passar pelos dutos do radiador sofre um resfriamento devido circulao de ar pelas suas aletas. O lquido resfriado retorna novamente para o motor.O radiador possui dois dutos principais: entrada do lquido aquecido (parte superior) e sada do liquido resfriado (parte inferior). importante que suas aletas se mantenham limpas, para no dificultar a passagem do lquido de arrefecimento.Figura 2: Radiador

Este dispositivo se localiza na parte frontal do automvel, de modo a facilitar a passagem do ar.

2.2- Bomba de gua:Serve para auxiliar o deslocamento da gua no sistema, ou seja, recalca o lquido do radiador para o motor, fazendo com que haja uma troca do lquido aquecido pelo resfriado. Mesmo se no houvesse a presena da bomba, o lquido iria circular por termofisso (a diferena de temperatura provocaria o movimento). A bomba um dispositivo que melhora essa circulao.

Figura 3: Bomba de gua.

2.3- Dutos internos:No interior do bloco do motor, no cabeote ou no coletor de admisso existem dutos por onde o lquido passa, absorvendo o calor desses elementos. Para se evitar o acmulo de sujeira e formao de crostas, fundamental a utilizao de aditivos.

2.4- Ventilador:Tambm conhecido por ventoinha, esse dispositivo responsvel pela circulao forada do ar pelas aletas do radiador.Normalmente, quando o veculo estiver em movimento, a prpria ventilao natural provocada pelo deslocamento do veculo seria mais do que suficiente para refrigerar o lquido que passa no radiador. Acontece que nem sempre isso possvel, devido baixa velocidade em que o automvel pode se encontrar.

Figura 4: ventoinha.

Nos automveis, esse ventilador puxa o ar frontal para trs, como se fosse um exaustor. Ele pode ser acionado por correia (pela polia da rvore de manivelas), por um eletrom e por um motor eltrico normalmente o mais utilizado.

2.5- Termostato:Elemento responsvel pelo controle de temperatura do motor e o rpido aquecimento do mesmo, quando frio. uma vlvula que se abre e fecha permitindo ou no a passagem do lquido de arrefecimento. Quando fechada, no ocorre a troca de calor, fazendo com que o lquido que est no motor sofra um rpido aquecimento. Quando aberta, permite que o lquido resfriado penetre no interior do motor, baixando sua temperatura.

Figura 5: Vlvula Termostato.Alguns mecnicos retiravam essa vlvula do sistema alegando que a mesma prejudicava a refrigerao. Isso no verdade. Uma vez sem o termostato, a temperatura do motor oscila muito, ora trabalhando muito aquecido, ora com temperatura muito baixa.Motores trabalhando com temperatura baixa tem um desgaste mais acentuado e um maior consumo de combustvel.

A sua temperatura de abertura e fechamento dependem do tipo de motor e do combustvel que utilizado. Motores a lcool normalmente trabalham com temperaturas mais elevadas.

2.6- Indicador de temperatura:Localizado no painel de instrumentos do veculo, esse dispositivo tem por finalidade, informar ao motorista sobre as condies de temperatura do motor.O indicador de combustvel um voltmetro analgico instalado no painel de instrumentos. Esse dispositivo mede a tenso num resistor fixo localizado no prprio painel, que est ligado em srie com um resistor varivel por temperatura (termistor). Forma-se ento, um divisor de tenso no circuito.

Figura 6: Termistor.

A tenso fornecida para o circuito estabilizado em torno de 9 volts, para que no possa haver variao na medio em funo da tenso da bateria. Para isso, utiliza-se um estabilizador de tenso (regulador).

2.7- Lquido de arrefecimento:Composto de uma mistura de gua destilada com aditivos anti-oxidantes (previne a corroso dos elementos metlicos do sistema), anti-congelantes (previne a formao de cristais de gelo quando o liquido atinge aproximadamente 0C, e consequente aumento interno de presso), e em alguns casos mais especficos algicidas (previne o desenvolvimento de algas) ou anti-bacterianos. Sua funo efetuar a troca de calor, ele ganha calor quando passa pelomotor a explosoe perde calor ao passar no radiador.

2.8 Reservatrio de ExpansoA funo deste reservatrio permitir que o nvel de liquido de arrefecimento permanea inalterado, quando frio (volume menor) ou quando aquecido (volume maior). E tambm o abastecimento do sistema.

Figura 7: Reservatrio de expanso.

3- FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE ARREFECIMENTO O funcionamento do sistema de arrefecimento consiste em um circuito fechado e pressurizado, onde a gua circula no interior do motor retirando o calor gerado pela combusto e trocando a temperatura com ambiente externo.Ao ligar o motor o mesmo comea a funcionar, a bomba dgua que est ligada ao motor, atravs de uma correia, comea a girar e produzir o bombeamento de gua. Enquanto a temperatura do motor estiver abaixo a aproximadamente 70 C a gua s circula dentro do bloco e cabeote.Quando a temperatura da gua atingir um determinado valor acima de 70C a vlvula termosttica comea a se deformar e abrir a passagem para a tubulao e mangueiras levarem gua at o radiador.O radiador, que geralmente de uma liga de Alumnio, excelente para defletir o calor, passa a cumprir seu papel de trocar a temperatura com o meio externo. O radiador construdo de uma forma que a gua ande em zigue e zague como uma serpentina. Ligado a esta serpentina esto as aletas do radiador, dando a forma de uma colmia. O radiador est colocado em uma posio estratgica, na parte da frente do veculo, o objetivo receber o ar mais fresco que entra pela grade e bate direto no radiador trocando o calor com a gua quente do motor.Depois de baixar a temperatura a ndices normais de funcionamento, que esto em torno de 90C a 110C, a gua volta para o reservatrio de expanso e depois entra novamente para o motor e o ciclo recomea sem parar, at se desligar o motor.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ROCHA, Gionei. FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE ARREFECIMENTO. Disponvel em:< http://www.infomotor.com.br/site/2009/05/funcionamento-do-sistema-de-arrefecimento/> Acesso em 09 abr. 2014SILVA, Radah Loureno. SISTEMA DE ARREFECIMENTO. Disponvel em< http://www.ruv.com.br/dicas/sistema_de_arrefecimento.htm> Acesso em 09 abr. 2014