Motores de Combustão Interna

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Motores de Combustão Interna

Motores de Combustão Interna

Formação de mistura combustível-ar em MIF Prof. Dr. Maurício Assumpção Trielli

Prof. Dr. Guenther C. Krieger Filho

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Motores de Combustão Interna Motor de Ignição por Faísca

z Dispositivos de formação de mistura

combustível-ar para motores de ignição por faísca:

- sistemas eletrônicos de injeção monoponto e multiponto de combustíveis líquidos e gasosos;

- injeção direta

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z Sistema eletrônico de injeção monoponto

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z ECU (Engine Control Unit)

• Recebe sinais do motor:

- Temperatura, pressão e vazão do ar admitido - Temperatura do motor

- Rotação do motor /Ângulo do virabrequim (CA) - Posição da borboleta

- Razão ar/combustível (sonda lambda) - Grandezas elétricas

•

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z ECU (Engine Control Unit) – Malha Fechada

M. Balenovic, “Modeling and Model-Based Control of a Three-Way Catalytic Converter,” Eindhoven, 2002.

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z Sistema eletrônico de injeção em relação ao carburador

- Melhor controle da mistura ar-combustível (estequiometria) - Maior economia de combustível

- Melhor dirigibilidade, principalmente a frio

- Controle automático das rotações máxima e mínima

- Redução das emissões

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z Sistema eletrônico de injeção

- Port Fuel Injection (PFI)

- Direct Injection (DI)

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z Sistema de injeção monoponto PFI

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z Sistema eletrônico de injeção multiponto

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z Corpo de borboleta eletrônico

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z Bicos Injetores

Monoponto Multiponto

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z Bicos Injetores

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z Massa de combustível injetada:

Equacionamento:

- Consumo de combustível:

onde:

C

^D

é o coeficiente de descarga do orifício;

A é a área da seção transversal do orifício;

ρ

c

é a massa específica do combustível;

Δp é a diferença de pressões entre a pressão do combustível e do meio onde é injetado.

ሶ

𝑚

_𝑐

= 𝐶

_𝐷

𝐴 2𝜌

_𝑐

Δ𝑝

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z Sistema Típico de Alimentação de GNV

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z Sistema de alimentação de GNV monoponto

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z Sistema de alimentação de GNV multiponto

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z Injeção Direta

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z Formação de mistura

Air flow Ethanol spray Air flow

Ethanol spray

• Synchronized PIV systems

• LIF technique used to

distinguish between air seed droplets and spray

• Acquisition rate: 8000 𝐻𝑧 Raw image

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z Injeção Direta

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z Métodos Numéricos CFD para injeção direta (DI)

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Exercício 1: O sistema de preparação de mistura combustível-ar de um motor de ignição por faísca possui um tubo convergente-divergente (venturi) com 32 mm de diâmetro mínimo associado ao corpo de borboleta. Sabendo ainda que o motor é de 4 tempos e possui uma cilindrada total de 3.600 cm³, determinar:

a) a rotação máxima de funcionamento do motor, admitindo um rendimento volumétrico de 80% quando a borboleta aceleradora encontrar-se totalmente aberta em plena potência;

b) a vazão em massa de combustível a ser dosada pelo sistema para se ter uma relação combustível-ar igual a 0,075 (combustível utilizado:

gasolina) nestas condições.

Adotar: Cv =0,9, k=1,4 para o ar em escoamento isoentrópico, 1,15 kg/m³ para a massa específica do ar atmosférico do local onde o motor funciona e p_atm = 950 mbar.

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Exercício 2: Um sistema de injeção monoponto deve fornecer gasolina (PCI = 42,0 MJ/kg e  = 730 kg/m³) com uma relação combustível-ar de 1:13 quando o motor de 4T e 2 L de cilindrada total que equipa funciona em plena potência (100% de carga a 5.400 rpm).

Qual deve ser o levantamento h da agulha do injetor, nesta condição de funcionamento do motor, supondo que a área de passagem de combustível nestes injetores pode ser calculada através da expressão A =  d h tg (/2) onde d é o diâmetro do assento da agulha e  é o ângulo de cone de sua sede; sabe-se que  = 90e d= 1,5 mm para o injetor em questão.

Sabe-se que a pressão do combustível disponível a montante do injetor