•Operação:
•Nos motores de ignição por compressão, apenas ar é induzido para dentro
do cilindro no tempo de admissão. O combustível é injetado diretamente
dentro do cilindro justamente antes de iniciar a combustão. O controle de
carga (aceleração) é obtido pela variação da quantidade de combustível
injetado a cada ciclo; o fluxo de ar a uma dada velocidade essencialmente não
varia.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
Aplicações
Automóveis
Caminhões
Locomotivas
Navais
Eletricidade
•Operação:
•São comuns os motores naturalmente aspirados onde o ar atmosférico é induzido para
dentro do cilindro; os turbo-comprimidos e os superalimentados onde o ar é
comprimido por uma bomba ou soprador mecanicamente acionado. Nestes dois
últimos consegue-se um aumento da potência aumentando a massa de ar admitida por
unidade de volume deslocado, aumentando também a quantidade de combustível a ser
injetada.
•Exceto nos motores menores, o ciclo de dois tempos é competitivo com o de quatro
tempos.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
Admissão
Naturalmente aspirados
Turbo-comprimidos
Superalimentados
?
•Operação:
•A taxa de compressão nos motores Diesel
(12 a 24) é muito maior do que a dos
motores de ignição por centelha (ICE). Os
tempos das válvulas são similares aos dos
motores ICE. Ar a pressão próxima da
atmosfera é induzido durante o curso de
admissão e então é comprimido para
pressão de cerca de 4 MPa e temperatura de
cerca de 800 K durante o curso de
compressão. A cerca de 20º APMS, começa a
injeção de combustível para dentro do
cilindro. A parte B da figura mostra um perfil
da taxa de injeção. O combustível injetado
dispersa-se em pequenas gotas e penetra no
ar. O combustível então evapora misturando-
se com o ar. A temperatura e pressão do ar
estão acima do ponto de ignição do
combustível. Portanto, após um pequeno
delay period , inicia-se a ignição espontânea
(auto-ignição) de partes da mistura não
uniforme de ar e combustível, iniciando o
processo de combustão, e a pressão no
cilindro (parte C da figura) sobe acima da
linha pontilhada, que corresponde à pressão
sem combustão.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
•Operação:
•A chama espalha-se rapidamente através da
porção de combustível injetado já misturado
com ar suficiente para a combustão.
Enquanto o processo de expansão acontece,
a mistura entre ar, combustível e gases em
queima continua, acompanhada por mais
combustão (parte D). A plena carga, a massa
de combustível injetado é cerca de 5% da
massa de ar no cilindro.
•O aumento de emissão de fumaça preta na
exaustão limita a quantidade de combustível
que pode ser queimado eficientemente.
•O processo de exaustão é similar ao dos
motores ICE.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
•Operação:
•O sistema de injeção de combustível consiste de
uma bomba injetora, tubos e bicos injetores.
Vários tipos de bombas e bicos são usados. A
figura mostra uma bomba injetora em linha.
Neste caso, um conjunto de êmbolos (um para
cada cilindro) operam dentro de cilindros,
acionados por cames.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
•Operação:
•No começo do curso do êmbolo, a porta de
entrada (Porta A) é fechada e o combustível preso
acima do êmbolo é forçado para dentro da linha
de injeção. O bico injetor tem um ou mais furos
através dos quais o combustível entra no cilindro
na forma de spray. Uma válvula acionada por
mola fecha estes furos até que a pressão na linha
de injeção, agindo na superfície da válvula
sobrepuja a força da mola e abre a válvula. A
injeção começa um pouco depois que a pressão
na linha começa a crescer, o que é controlado
pelo eixo de cames da bomba. A injeção termina
quando a porta A, na figura, é descoberta pela
ranhura helicoidal do êmbolo, porque a alta
pressão acima do êmbolo é então liberada.
•A quantidade de combustível injetada (que
controla a aceleração) é determinada pelo
projeto dos cames da bomba e pela posição da
ranhura helicoidal. Então, para um motor com um
certo eixo de cames, girar o êmbolo (e sua
ranhura helicoidal) varia a aceleração.
Motores de combustão por compressão (DIESEL). Máquinas Térmicas I – Prof. Eduardo Loureiro
Porta A
Tipo de Injeção
Injeção indireta
◦ O combustível inflama-se e queima
parcialmente na antecâmara
◦ A sobre-pressão instantânea sopra a mistura
com efeito de pulverização e turbulência pelo
canal de disparo até a câmara principal
◦ As paredes da antecâmara mantém alta
temperatura a fim de auxiliar a preparação e a
ignição do combustível
Tipo de injeção
Injeção direta
◦ O combustível é injetado diretamente sobre a
cabeça do pistão mediante um bico injetor
com furos direcionados segundo certo ângulo
◦ Funciona com pressões muito elevadas
◦ O ar de carburação executa um movimento
rápido em relação à névoa do combustível
formada pelo jato único
◦ Melhor rendimento térmico
Processos de injeção direta
Injeção direta no ar
parado
Jato sobre a cabeça do
pistão com câmara de
mistura térmica
Sistema de Injeção
Sistema de injeção de pressão modulada (Common Rail)
Para motores de Injeção direta1- medidor de massa de ar
2- unidade de comando
3- bomba de alta pressão
4- acumulador de alta pressão (Rail)
5- injetores
6- sensor de rotação do eixo da manivela
7- sensor de temperatura do motor
8- filtro de combustível
9- sensor do pedal do acelerador
Componentes do Sistema de Injeção
Bico Injetor◦ Tem a finalidade de prover o suprimento de combustível pulverizado
em forma de névoa A agulha do bico b que fecha com o auxílio de uma forte mola a, é levantada
pela elevada pressão do combustível bombeado em c. d = linha de pressão; e= parafuso de ajuste para a regulação da pressão de injeção; f = linha de retorno do combustível utilizado para lubrificação e refrigeração do bico injetor
BOMBA INJETORA
Princípio de funcionamento
◦ Bomba de pressão
Pressão e dosagem para cada cilindro
Tipos
◦ Bomba injetora em linha
Um pistão para cada cilindro
Impulsiona o combustível quando atinge o ponto início
de injeção no final do tempo de compressão
◦ Bomba injetora rotativa
Único pistão que alimenta um distribuidor rotativo
Funcionamento
A dosagem do combustível é feita pela
posição da cremalheira conectada ao
acelerador por meio do governador de
rotações
Dosagem do combustível
◦ Com o mesmo deslocamento vertical, o
pistão injeta mais ou menos combustível em
função da sua posição
◦ O que muda é o tempo final de débito