PROJETOS DE MOTORES AGRÍCOLAS - CI

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

Prof. Dr. Daniel Albiero

FORTALEZA-CE

MARÇO DE 2012

1- PROJETO TERMODINÂMICO;

2-PROJETO MECÂNICO (CINEMÁTICA E DINÂMICA);

3-PROJETO ESTRUTURAL;

4-PROJETO DE MATERIAIS.

PROJETO TERMODINÂMICOMotores de Combustão Interna

TermodinâmicaCALOR É definido como energia transferida através do

contorno de um sistema devido a diferença de temperatura entre os sistema e seu entorno.

TaTb Ta<Tb

calor

TRABALHO É definido como energia transferida através do contorno de um sistema devido a diferença intensiva de uma propriedade, outra que não temperatura, que existe entre o sistema e seu entorno.

Pa

Pb Pa>Pb

trabalho

Motores Térmicos:

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Termodinâmica

PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA: Energia não pode ser criada nem destruída mas apenas convertida e uma forma para outra.

Q- ΔEarmazenado =ΔEfluxo-W Onde: Q é o calor transferido; W é o trabalho realizado; ΔEfluxo é a diferença entre a quantidade final e inicial que fluíu; ΔEarmazenado é a diferença entre a quantidade final e inicial que fica armazenada.

SE E SOMENTE SE TODA ENERGIA ARMAZENADA FLUÍ PELO SISTEMA ENTÃO:

Q=-W

η=(ΣW)/Q chega no máximo a 60%

EFICIÊNCIA TÉRMICA:

Termodinâmica

SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA: Dada uma máquina térmica que inicie sua operação é impossível que opere sem receber trabalho ou calor adicional para manter-se em operação. (O moto-contínuo é impossível, a entropia de um sistema sempre aumenta).

ds=(dQrev)/T

Onde:

ds é a diferencial da entropia;

dQrev é a diferencial do calor em um ciclo reversível;

T é a temperatura do sistema.

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Ciclos MotoresCiclo Otto:

Nos diagrama Pv e Ts, figura (a) e (b) ocorrem os seguinte processos:

ab é uma compressão isoentrópica (compressão) ;

bc é um processo de adição de calor à volume constante (ignição);

cd é uma expansão isoentrópica (expansão);

da um processo de rejeição de calor à volume constante (exaustão).

k=cp/cv é uma cte referente ao fluído

Ciclo Otto:

Ciclo Otto:

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Ciclos MotoresCiclo Diesel

Nos diagrama Pv e Ts, figura (a) e (b) ocorrem os seguinte processos:

ab é uma compressão iso-entrópica (compressão) ;

bc é um processo de adição de calor à pressão constante (ignição);

cd é uma expansão iso-entrópica (expansão);

da um processo de rejeição de calor à volume constante (exaustão).

Ciclo Diesel

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Tempos de operaçãoO termo tempos de operação de motores se refere a seqüência de operações que ocorrem no conjunto de mecanismos (motor) que seguem um ciclo motor.Existem motores 2 tempos, e motores 4 tempos:

Motor 2 tempos (ciclo diesel ou otto)

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Tempos de operação

Motor 4 tempos (ciclo diesel ou otto)

UMA VOLTA GIRABREQUIM = UM CICLO DE POTÊNCIA

DUAS VOLTAS GIRABREQUIM= UM CICLO DE POTÊNCIA

Ciclo Diesel - Real

Ciclo Diesel - Real

Os motores modernos seguem este ciclo que na verdade é uma mistura entre o ciclo otto e diesel (a carga total, injeção de combustível e queima ocorrem dentro do tempo de expansão).

Ciclo Dual

MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna

Tempos de operação

Motor 4 tempos (ciclo otto)

Combustão

PROJETO MECÂNICOBalanceamento:

0maF

0...... 2222

211 bb RmRmRm

0.rmM

0... 2211 bb RmRmRm

PROJETO MECÂNICOBalanceamento:

Forças vibratórias

)(RxFTM s M é o momento vibratório, T é de reação, R é o vetor posição entre o pivô e o seguidor, F é a força do seguidor.

Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO

Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO

Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO

Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO

Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO

     

.IT

dmzyI x ).( 22 dmzxI y ).( 22 dmyxI z ).( 22

2..21 IEC

Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO

PROJETO MECÂNICO

Forças dinâmicas nos pinos principais e da manivela:

PROJETO MOTORES MULTICILÍNDRICOS

^2

^22 )]..sen(...[))]...2cos(.)..(cos(..).cos(...[ jtrmit

lrtrmtrmF abas

Forças vibratórias em motores multicilíndricos:

Momento vibratório em motores multicilíndricos:

Modos de flexão e torção da vibração em motores multicilíndricos:

CÁLCULO ESTRUTURAL

PROJETO DE MATERIAIS

Diagramas de Ashby

PROJETO DE MATERIAIS ( Aços):