Motores a Combustão Interna e Novas Alternativas de Combustíveis

1 Introdução.

Como todos sabem o motor a combustão interna foi escolhida por mais de um século seja por motivos históricos, revolução industrial ou por motivos da abundância do combustível (petróleo), para aproveitar a energia proporcionada, para o transporte e para uso fabril. Desde o uso desses motores por Henry Ford para a fabricação de carros, o uso tornou-se exponencialmente crescente. Muitos são os benefícios trazidos por estas máquinas que proporcionam transporte e conforto. Infelizmente não são apenas benefícios que se apresentam.

 Visto que, o petróleo é um combustível não renovável e que contribui muito para a poluição do meio ambiente. Várias indústrias e centros de pesquisas têm se mobilizado na busca por novas fontes de energia combustível. Na economia de combustível fóssil, o mineral é bombeado do solo e depois é queimado como fonte de energia. Através da resolução Nro. 17 de 1986, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), decidiram-se fixar a seguinte taxa de redução de poluentes em veículos nacionais.

     Monóxido de carbono (CO)                             2gr/km

    Hidrocarbonetos não queimados (CxHx)        o,3gr/km.

   Oxido de nitrogênio (NOx)                               0,6g/km.

     No caso de motores a álcool

       Aldeídos                                                       0,03gr/km.

Como critério de comparação apenas a emissão de CO em 1990 compreendia 3% da emissão total de poluentes, hoje representa apenas 0.5% ou menos deste valor.

O motor de combustão interna em baixa rotação consome 12 vezes seu próprio volume de ar e expele 15 vezes em resíduos com apenas alguns segundos de funcionamento, nota-se que a troca gasosa é intensa e o volume de produtos representativos.

Mas pelo que vemos até agora as grandes marcas de montadoras só procuram gerar combustível “limpo” através do petróleo, que por sua vez continua jogando poluentes no meio ambiente. Um grande exemplo são células que absorvem hidrogênio dos combustíveis fósseis e gerando energia elétrica para o veículo.

1.1 Objetivo Geral.

Apresentar estudos específicos sobre cada tipo de combustível e suas reações, agravantes no ambiente e toxidade no corpo humano. Motores a combustão Interna, seu funcionamento.

1.2 Objetivos Específicos.

Fazer uma pesquisa sobre o rendimento da gasolina.

Escolher um motor, o qual será estudado e testado nas varias alternativas de combustíveis.

Pesquisar e estudar as características de alternativas mais limpas de combustíveis.

Criar tabelas e gráficos de eficiência de cada combustível no motor escolhido.

Escolher uma das alternativas de combustíveis limpos e criar um protótipo para a sua geração.

2 Revisão bibliográfica.

A pesquisa bibliográfica tem como objetivo o levantamento dos temas em destaque: Motores a Combustão Interna (MIE e MIF), estudo dos gases poluentes e seus efeitos na atmosfera e no meio ambiente.

                     

                             2.1  Motor a combustão Interna.

  São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.

Assim, este tipo de motor se diferencia dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine.

Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de freqüente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que se pode chamar de explosão (queima descontrolada sem frente de chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade das mesmas e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de pinogenio nitrogênio. Fonte: (Jorge Martins, 2011).

---

                                   2.1.1 Motor alternativo.

Máquinas alternativas possuem elementos que realizam movimentos repetitivos de translação. Nestes motores, os principais destes elementos são os pistões, cujo movimento altera o volume das câmaras de combustão, ora comprimindo os gases, ora sendo movimentado pelos gases.

Motores alternativos dividem-se pelo número de tempos em que completa uma seqüência de processos. Neste caso, tempo é o percurso de um pistão, do ponto morto inferior ao ponto morto superior, o que equivale à meia volta da árvore de manivelas.

                           2.1.2 CICLOS TERMODINÁMICOS.

                                       2.1.2.1 CICLO OTTO OU MOTOR DE IGNIÇÃO POR FAÍSCA (MIF).

 O motor baseado no ciclo ideal Otto caracteriza-se por ter sua ignição por faísca.

Este tipo é os mais comumente utilizados em automóveis de passeio e motocicletas. Existem processos alternativos em motores experimentais para iniciar a queima como micro-ondas ou uma injeção piloto.

  1o tempo: Admissão

O pistão desce enquanto aspira uma mistura gasosa de ar e combustível que pode ser gasolina, gás ou álcool, que entra no cilindro através da válvula de admissão (os motores a diesel admitem apenas ar). Durante esse tempo a válvula de escape permanece fechada para que a mistura não saia. A pressão máxima atingida é menor que 1 atmosfera, mantendo-se constante (processo isobárico) e a temperatura fica entre 340 e 400K.