Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Por: analu0897 • 15/5/2024 • Trabalho acadêmico • 2.214 Palavras (9 Páginas) • 37 Visualizações
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais[pic 1]
Engenharia Mecânica - 9º Período
SAMUEL RESENDE SOUZA
WAGNER DE JESUS SANTOS JUNIOR
RELATÓRIO DO MODELO DE MOTOR 4 CILINDROS
Relatório da disciplina de Sistemas Térmicos II
PROF: ROGÉRIO JORGE AMORIM
BELO HORIZONTE
NOVEMBRO DE 2022
SUMÁRIO
- Introdução
- Objetivo
- Revisão Bibliográfica
- Metodologia
- Resultados e Discussões
- Considerações Finais
- Referências Bibliográficas
- INTRODUÇÃO
Devido ao modelo de deslocamento adotado no Brasil, a utilização de veículos é um dos meios de transporte mais utilizados. Embora a pandemia tenha impactado negativamente a produção de veículos leves no país, o Brasil ainda produziu durante o ano de 2021 mais de 2 milhões de veículos (ANFAVEA – 2021).
Tendo em vista a importância desse modal de transporte, entender os mecanismos, analisar o comportamento dos componentes e máquinas é um passo importante para buscar alternativas mais eficientes e ou sustentáveis.
Com este intuito, esse trabalho busca realizar uma simulação de um modelo computacional de um motor 4 cilindros da montadora General Motors (GM), do veículo Zafira, onde pode-se analisar o comportamento do motor diante dos dados projetados e o comportamento do motor mediante a alteração de um parâmetro.
- OBJETIVO
Simular através do programa AVL BOOST, um modelo computacional de um motor 4 cilindros da montadora General Motors (GM), do veículo Zafira. Além de propor uma alteração em um parâmetro do motor e analisar o impacto dessa mudança no comportamento do equipamento.
- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Motor de combustão interna
Máquinas térmicas são capazes de converter energia térmica em trabalho mecânico. Há muitas formas de se obter energia, tais como a combustão, energia solar, energia nuclear entre outras. Desse modo, os motores de combustão interna são um tipo de máquina capaz de gerar trabalho mecânico mediante a combustão, onde é fornecida energia térmica e outros produtos através de reações químicas.
Para automóveis, o trabalho mecânico é utilizado para movimentar o veículo através da combustão, além de alimentar os outros sistemas do automóvel. Brunetti (2012) alega que o modo para obtenção de trabalho em uma máquina térmica é causado por um processo chamado “fluxo ativo”. O volume de controle desse sistema seria a câmara de combustão, onde as reações ocorrem e o fluxo ativo é ocasionado pela mistura de ar e combustível na entrada do volume de controle, sendo que os gases que são produtos dessa reação são expelidos na saída do volume de controle.
Motores alternativos geram o trabalho mecânico diante do movimento oscilatório ocasionado pelo pistão, onde o sistema biela manivela transforma o trabalho em rotação contínua para uma aplicação particular.
Quando o trabalho mecânico é gerado através da força de reação de gases expelidos a uma certa velocidade e pressão pelo motor, a máquina térmica é denominada como motor de impulso, caso dos motores de foguetes, por exemplo.
Há os motores rotativos, onde produzem um trabalho mecânico diretamente no movimento de rotação, como por exemplo os motores Wankell.
O Ciclo de motor Otto que também é conhecido como motor de ignição por faísca ou motor de quatro tempos, foi concebido em 1876 por Nicolaus August Otto. Brunetti (2012) detalha que no motor do Ciclo Otto a mistura de ar e combustível é admitida com a injeção direta de combustível para que adiante a combustão inicie através de uma centelha.
O Ciclo de motor Diesel – também conhecido como motor de ignição espontânea – foi concebido um pouco depois, em 1893 por Rudolf Diesel (BRAESS; SEIFFERT, 2005). Brunetti (2012) explica que para este ciclo o pistão comprime ar até atingir uma temperatura elevada. Em seguida, o combustível alimenta o sistema de tal modo que ocorra uma reação espontânea entre o combustível e o oxigênio presente na câmara, ocasionando a combustão.
Embora os motores de Ciclo Diesel tenham maior potência, o objetivo do estudo é veículos menores, no caso, que utilizam o Ciclo de motor Otto.
3.2 Funcionamento dos motores
Ciclo de operações em motores é definido a partir de uma sequência de processos sofridos pelo fluxo ativo, se repetindo periodicamente para geração de trabalho mecânico útil (BRUNETTI, 2012).
Nos motores do Ciclo Otto, a cada duas rotações do eixo virabrequim, alcança-se os quatro tempos precisos para que o ciclo de fornecimento de energia ao motor ocorra. Há o aparato cursos biela manivela e a cada ciclo do eixo virabrequim o pistão é erguido e em seguida abaixado dentro da câmara de combustão.
A posição que o pistão atinge seu apogeu é denominada Ponto Morto Superior (PMS), enquanto o ponto que o pistão atinge sua depressão é denominada Ponto Morto Inferior (PMI). Através dessa configuração obtém-se o volume máximo da câmara de combustão.
Desse modo, os quatro tempos são definidos pela ordem que os eventos ocorrem, sendo: tempo de admissão, tempo de compressão, tempo de expansão e tempo de escape. Por suportar elevadas pressões cíclicas e altas velocidades enquanto opera, a estrutura de um motor precisa ser robusta e resistente, conforme Martins (2006) alega. Essa estrutura pode ser desmembrada em: cárter, cabeçote e bloco.
O cárter se encontra na parte inferior do motor e tem a incumbência de armazenar e arrefecer o óleo lubrificante que percorre o motor em sua totalidade.
O cabeçote é a parte superior do motor onde estão alojadas as válvulas de admissão e de escape para cada cilindro do motor, além dos apoios de árvores de cames atribuídos à abertura e fechamento das válvulas, não obstante, as velas de ignição.
Por fim, o bloco do motor encontra-se entre o cárter e o cabeçote e é a região onde os cilindros são fixados e onde os pistões operam.
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