MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

Exercícios de revisão para P2

Exercício 1 (combustão): Considerando os diagramas Pxα ao lado, referentes a 5 combustões consecutivas num mesmo cilindro de um motor de combustão interna, pede-se: [pic 1]

1. o tipo de combustão que se desenvolve normalmente nesse motor, espontânea ou por centelha, como a associada aos ciclos 1, 2, 3 e 4;
2. a anomalia de combustão que está ocorrendo no ciclo 5;
3. sugerir 2 providências para evitá-la;
4. descrever 2 consequências que podem advir de sua ocorrência.[pic 2]

Exercício 2 (combustão): Considerando o diagrama Pxα ao lado, que ocorre num cilindro de um motor de combustão interna, pede-se:

a) o tipo de combustão que se desenvolve nesse motor, ou seja, espontânea ou por centelha;

b) o nome da anomalia de combustão que se observa; 

c) sugerir uma providência para evitá-la ou minimizar sua intensidade;

d) descrever 2 consequências que podem advir de sua ocorrência.

Exercício 3 (combustão): Relativamente a uma combustão típica em motores de ignição por compressão, pode-se afirmar:

a) a frente de chama se forma em torno do leque de injeção onde a mistura é rica;

b) a detonação é uma anomalia de combustão que se caracteriza como um fenômeno de início de combustão;

c) o uso de combustível de elevado número de cetano aumenta a probabilidade de formação de óxidos de nitrogênio durante a fase rápida da combustão;

d) a fase da combustão por difusão só ocorre se a ignição se iniciar enquanto ainda se tem injeção;

e) as alternativas b e c são corretas.

Exercício 4 (combustão):  Assinale a alternativa correta sobre combustão típica em motores de ignição por faísca.

1. a ocorrência de autoignições a jusante da frente de chama, mesmo em pequenas quantidades, é prejudicial ao funcionamento do motor;
2. a frente de chama se forma em torno da válvula de escape;
3. o uso de combustíveis de alta octanagem aumenta a possibilidade de ocorrência de detonação;
4. a pré-ignição pode ser potencializada pela presença de depósitos sólidos na câmara de combustão e por alta taxa de compressão;
5. a detonação é uma anomalia de combustão que se caracteriza como um fenômeno de início de combustão.

Exercício 5 (combustão): Quanto às formas de câmaras de combustão para motores diesel, é correto afirmar:

a) as câmaras abertas são mais comumente utilizadas quando se deseja menores níveis de ruído de funcionamento para o motor.

b) as câmaras abertas são mais comumente utilizadas quando se deseja rotações de funcionamento mais elevadas.

c) as câmaras abertas são mais comumente utilizadas quando se deseja combustões mais eficientes.

d) as câmaras divididas de turbulência geram combustões mais eficientes termicamente que as de conseguidas em motores de câmaras abertas.

e) os mecanismos típicos de produção de turbulência em câmaras de pré-combustão é o tumble.

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Exercício 6 (combustão): Sobre a combustão em motores de ignição por faísca, é errado afirmar:

a) o uso de combustível de baixa octanagem favorece a ocorrência de detonação e pode desencadear pré-ignição.

b) a velocidade da frente de chama depende da relação combustível-ar.

c) a ocorrência moderada de autoignições a jusante da frente de chama pode aumentar o rendimento térmico do motor.

d) a taxa de conversão de energia química em energia interna pode ser aumentada pelo incremento de turbulência na câmara de combustão.

e) A pré-ignição pode ser evitada com o aumento da pressão de alimentação.

Exercício 7 (combustão): A combustão de um motor de ignição por faísca de 2T que funciona a 5.600 rpm em plena carga, ao ter o estabelecimento da centelha entre os eletrodos da vela de ignição 24° APMS, caracteriza-se por ser acompanhada por detonação.

Desenvolva um diagrama pxα (pressão na câmara de combustão x ângulo de manivelas) mostrando, de forma indicativa:

- a curva de pressão sem combustão;

- o ponto de início de faiscamento;

- a duração da faísca;

- o retardamento da combustão;

- a taxa máxima de elevação de pressão;

- a ocorrência da detonação.

Exercício 8 (injeção diesel): Um sistema CRS (common-rail system) deve dosar até 120 mm3 de combustível (ρ= 860 kg/m3) em cada injeção quando o motor diesel em que vai ser instalado operar @ 4.500 rpm.

Sabe-se que a pressão no rail é de 200.000 kPa e que o intervalo angular total para a injeção é de 50° do eixo de manivelas. Admitindo que a injeção seja contínua (sem pré-injeção ou injeção modulada) e que a pressão média na câmara de combustão durante a injeção seja 12.500 kPa, estimar:

a) a vazão em volume de combustível para cada um dos 3 orifícios do bico injetor. Qo= 2,16x10-5m3/s

b) o diâmetro Do de cada orifício utilizando Co = 0,6 como coeficiente de descarga. Do= 0,263 mm

Exercício 9 (injeção diesel): Um determinado modelo de sistema de injeção common-rail equipa um motor desenvolvido para utilizar óleo diesel (pci = 42 MJ/kg e ρc = 830 kg/m3) como combustível.

Deseja-se passar a utilizar biodiesel puro de soja (pci = 37 MJ/kg e ρc = 860 kg/m3) nesse motor buscando, entretanto, preservar sua potência efetiva máxima na mesma rotação.

Por questões de custo, decidiu-se manter o mesmo sistema (bombas de alimentação e de alta pressão e rail) e substituir apenas os bicos injetores.

Sabendo que os bicos injetores originais possuem 4 orifícios de 0,200 mm de diâmetro, qual deve ser o diâmetro dos novos orifícios dos bicos substitutos para garantir boa nebulização do biodiesel na câmara de combustão?