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Tópico Técnico 1 - Motor Diesel

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    Tópico Técnico 1 - Motor Diesel

    1) O Motor diesel

    O motor diesel (ou motor a gasóleo) é um motor de combustão interna inventado por Rudolf Diesel (1858-1913), engenheiro alemão, em que a inflamação do combustível se faz pela compressão do ar dentro da câmara de combustão (não precisa de velas). Ele desenvolveu esse metódo quando aperfeiçoava motores para substituir as máquinas a vapor.

    O ciclo é dividido em 4 fases e poderá ser antecedido por um pré-aquecimento da câmara de combustão pelas velas de incadescência (funcionam apenas no arranque), dado que quando o tempo está frio o ar ao ser comprimido poderá não atingir a temperatura suficiente para a inflamação. Esse obstáculo têm vindo a desaparecer em virtude das injecções directas de baixa e de alta pressão.

    1. Admissão de ar
    2. Compressão de ar
    3. Injecção de combustível
    4. Escape

    O combustível utilizado pelos motores diesel é o gasóleo, um hidrocarboneto obtido a partir da destilação do petróleo a temperaturas de 250ºC e 350ºC. Recentemente, o diesel de petróleo vem sendo substituido pelo biodiesel, que é uma fonte de energia renovável.

    Onde se tem feito mais evolução neste tipo de motorização mais eficiente que o seu congênere a gasolina é no campo da injecção directa, nomeadamente nas de alta pressão como o injector-bomba e o "common-rail", que possibilitam a obtenção de mais potência e ainda melhores consumos e ruído de funcionamento.

    Funcionamento

    O ciclo real de um motor Diesel segue com uma razoável aproximação o ciclo teórico composto pelas evoluções:

    1. Compressão isentrópica
    2. Parte de introdução de calor a volume constante (isócora) e Parte de introdução de calor a pressão constante (isobárica)
    3. Expansão isentrópica
    4. Rejeição de calor a volume constante (isócora)

    Este ciclo, tal como descrito, chama-se Ciclo Misto. Quando a totalidade da energia é introduzida a pressão constante o ciclo chama-se Ciclo Diesel.

    O ciclo inicia-se com o êmbolo no Ponto Morto Superior (PMS). A válvula de admissão está aberta e o êmbolo ao descer aspira o ar para dentro do cilindro.

    <center>[img] http://img154.imageshack.us/img154/9166/c05317qh3.jpg [/img]</center>

    O êmbolo atinge o Ponto Morto Inferior (PMI) e inicia-se então a compressão. A temperatura do ar dentro do cilindro aumenta substancialmente, o que é fundamental para a ignição no motor Diesel.

    Pouco antes do PMS o combustível começa a ser injectado em finas gotículas com o propósito de se vaporizar facilmente e, em mistura com o ar quente, acaba por se auto-inflamar. A combustão é controlada pela taxa de injecção de combustível. O combustível começa a ser injectado um pouco antes do PMS devido ao facto de demorar tempo a vaporizar-se e a misturar-se com o ar (atraso físico) e de demorar um determinado tempo até se auto-inflamar (atraso químico). Estes atrasos são designados globalmente por atraso à inflamação. A diferença entre o ângulo de cambota do PMS e do início de injecção chama-se avanço à injecção.

    A expansão começa ainda durante a fase de combustão. Ainda durante o tempo de expansão, abrem-se as válvulas de escape.

    O ciclo termina com a fase de escape, onde os gases de combustão são expulsos do cilindro.

    O motor diesel apenas precisa de injectar o combustível necessário para iniciar a inflamação do ar. É por isto que o motor diesel consome menos do que o motor a gasolina.

    Se o ar de admissão já chegar à câmara de combustão comprimido, poupa ao motor esse esforço, originando um aumento de potência.

    Há duas maneiras de comprimir o ar de admissão: turbo-compressor ou compressor. O objectivo é o mesmo, o resultado final também, o que distingue estes dois componentes é o modo de os por a funcionar.

    2) O Turbo
    <center></center>
    A imagem acima mostra um turbo-compressor. Este é composto por dois componentes que estão acoplados, uma turbina e um compressor. A turbina recebe os gases de escape que saiem da camara de combustão com pressão. Essa pressão coloca a turbina a girar que, por sua vez, transmite o movimento circular ao compressor, que suga o ar exterior e o comprime, enviando-o para a câmara de combustão.

    <center></center>

    É claro, que um turbo precisa que haja pressão nos gases de escape para conseguir comprimir o ar de admissão. Por isso, os efeitos dos turbos não se sentem a baixa rotação.

    3) O compressor

    O compressor é um componente idêntico ao compressor de um turbo, a diferença reside na turbina, um compressor não tem turbina. O que dá movimento ao compressor é uma correia que vai buscar o seu movimento à cambota.

    Isto permite dois pontos de vantagem em relação ao turbo-compressor, 1º actua logo desde a 1ª rotação, pois não precisa de esperar que os gases de escape tenham pressão para o mover e 2º desimpede a saída dos gases de escape ao não lhe por uma perda de carga adicional, como mete um turbo-compressor.

    Um exemplo destes compressores é o famoso G40, G60 e os Mercedes Kompressor, embora todos utilizados em motores a gasolina. Mais recentemente a VW apresentou um motor com dois turbos em série, sendo o 1º turbo um compressor e o 2º um turbo-compressor.

    4) O intercooler

    Como devem saber, um volume de ar frio tem mais massa de ar do que se estiver quente. Num motor diesel que vive de ar, quanto mais ar lá colocarmos melhor. Logo temos todo o interesse em introduzir ar frio para a massa de ar ser maior.

    Um dos efeitos indesejáveis de um turbo (ou compressor) é precisamente o facto de aquecer o ar ao o comprimir.

    Como tal, temos que arrefecer esse ar de admissão. O intercooler é tão somente o componente onde esse ar é arrefecido.

    <center></center>

    Como se vê na imagem, um intercooler é um radiador que é arrefecido com o ar exterior.

    Actualmente, já quase todos os motores diesel são turbo comprimidos e têm intercooler.

    O caso extremo é o motor do Bugatti Veyron, tem 4 turbos e 1 intercooler por cada turbo.

    5) Acessórios

    Para que tudo isto funcione correctamente, há filtros, sondas e componentes que são necessários.

    A Sonda Lambda detecta continuamente o teor de oxigênio nos gases de escape e informa a ECU (Unidade de Controle Eletrônico) sobre a condição de mistura ar/combustível do veículo. A ECU utiliza esta informação para decidir se é necessário alterar a mistura para atingir uma condição ideal (veja diagrama). Isto é conhecido como controle realimentado (closed-loop), pois o sinal de saída do sensor realimenta o controlador (ECU) que pode então controlar corretamente o sistema de mistura ar/combustível, proporcionando uma ótima e eficiente conversão catalítica e reduzindo em conseqüência a emissão de poluentes. Ao mesmo tempo garante uma boa dirigibilidade.

    <center></center>

    Agora a MAF - Mass Airflow Sensor é utilizada para medir a quantidade de ar que entra no motor. É necessário medir correctamente a quantidade de ar que entra no motor para a ECU saber qual a quantidade correcta de combustível (gasóleo) que tem de injectar. Por isso, este componente é essencial e deve estar sempre em boas condições.

    A ECU por sua vez compara com os valores medidos pela Sonda lambda e calcula qual a quantidade de combustível que pode injectar a mais para dar mais potência sem nunca ultrapassar os valores limites de poluentes nos gases de escape. Este é chamado efeito de overboosting. Injecta-se mais gasóleo para um aumento momentâneo de potência.



    #2
    Bom post!

    Comentário


      #3
      Onde tens massa deverias colocar densidade. Afinal [u]a</u> quantidade de massa existente num dado volume é chamada densidade.;)

      Comentário


        #4
        Sim, tens razao.

        Gostava de ver este tópico mais desenvolvido, com mais imagens e assim. A ajuda de todos é bem-vinda.

        Comentário


          #5
          [^][^][^]

          Parabéns, está muito bem.

          Abraços

          Comentário


            #6
            Muito bom parabéns pelo tòpico Hugo Pereira[^][^]

            Comentário


              #7
              Hugo, não te importavas de dizer onde arranjaste essas imagens da explicação? É que a mim davam-me jeito.

              Cumps

              Comentário


                #8
                Não me importo nada. Algumas foram do site How Stuff Works, mas pesquisei o que queria usando o Google Images.

                Encontrei umas animações muito boas que gostava de as colocar aqui, mas como estão em flash, não sei como as passar para aqui. Lamento.

                Comentário


                  #9
                  citação:Originalmente colocada por Hugo Pereira

                  Não me importo nada. Algumas foram do site How Stuff Works, mas pesquisei o que queria usando o Google Images.

                  Encontrei umas animações muito boas que gostava de as colocar aqui, mas como estão em flash, não sei como as passar para aqui. Lamento.
                  Ok, obrigado! Mesmo que não consigas por os flashes, se pudesses pôr os links deles aqui, agradecia-te.

                  Comentário


                    #10
                    Bom post! [^][^]

                    Comentário


                      #11
                      muito bom

                      Comentário


                        #12
                        Aqui está o atalho http://auto.howstuffworks.com/diesel.htm

                        Comentário


                          #13
                          MT bom Post Parabens.

                          [^][^][^][^]


                          Rover4ever

                          Comentário


                            #14
                            Uma coisa. Quando Rudolf Diesel inventou o motor diesel, a ideia dele para combustível era óleo vegetal!

                            Comentário


                              #15
                              Muito bom! ;)

                              Comentário


                                #16
                                citação:Originalmente colocada por Janus

                                Onde tens massa deverias colocar densidade. Afinal [u]a</u> quantidade de massa existente num dado volume é chamada densidade.;)
                                Está correcto.

                                A densidade é massa por unidade de volume.

                                Comentário


                                  #17
                                  citação:Como devem saber, um volume de ar frio tem mais massa de ar do que se estiver quente. Num motor diesel que vive de ar, quanto mais ar lá colocarmos melhor. Logo temos todo o interesse em introduzir ar frio para a massa de ar ser maior
                                  Só não entendo esta frase...

                                  Comentário


                                    #18
                                    Excelente tópico!!! Parabéns!!!

                                    Comentário


                                      #19
                                      citação:Originalmente colocada por neoxic

                                      Só não entendo esta frase...

                                      Não entendes? Hummm... ou então também me passou ao lado... eu achei que estava correcta a ideia: densidade. A cilindrada é constante, portanto quanto mais denso for o ar a admitir tanto mais átomos de oxigénio haverá disponíveis para a combustão, seja para aumentar o débito de gasóleo seja para diminuir a fumarada produzida (aumentar o limite de fumo).

                                      Se calhar queres dizer que densidade não resulta apenas da temperatura do ar mas também da sua pressão... ok, mas admitindo como constante a pressão atmosférica e de sobrealimentação, então quanto mais arrefecido estiver esse ar tanto mais denso ele estará.

                                      Comentário


                                        #20
                                        sim senhor , muito bom [^][^]
                                        os meus sinceros parabens;)

                                        Comentário


                                          #21
                                          citação:Originalmente colocada por civic sr

                                          sim senhor , muito bom [^][^]
                                          os meus sinceros parabens;)
                                          x2

                                          Comentário

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