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Jornada de exatas 2013
- 1. Jornada de Exatas2013Jornada de Exatas 2013 MOTORES DE COMBUSTÃOMOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA: Novas Tecnologias Prof Me Fabio TofoliProf. Me. Fabio Tofoli
- 2. Poluição AtmosféricaPoluição Atmosférica Principal motivodos avanços tecnológicos no setor
- 3. Poluição AtmosféricaPoluição Atmosférica Dentre osgases provenientes da combustão dos motores, pode‐se citar o dióxido de nitrogênio (NO ) monóxido de carbono (CO) dióxido deo dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de enxofre (SO2), ozônio (O3), partículas totais em suspensão, partículas inaláveis, fumaça entre outros.
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- 9. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento EGR – Exhaust Gas Recirculation
- 10. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento EGR – Exhaust Gas Recirculation – Filtro DPF
- 11. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento EGR – Exhaust Gas Recirculation VANTAGENS • Sistema compacto não necessitando de tanques adicionais e maior espaço no berço do motorno berço do motor. • Baixa emissão de Nox pela redução da temperatura de combustão. DESVANTAGEM • Por ter menores temperaturas durante a combustão, tem problemas na utilização de combustíveis alternativos. • Alta formação de particulados mascarada por filtro de particulado DPF. • Não pode ser utilizado com combustível de baixa qualidade devido à alta concentração de enxofre.
- 12. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento SCR – Selective Catalityc Reduction
- 13. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento SCR – Selective Catalityc Reduction
- 14. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento SCR – Selective Catalityc Reduction
- 15. Sistemas de PósTratamentoSistemas de Pós Tratamento SCR – Selective Catalityc Reduction VANTAGENS • A maior vantagem é que esse dispositivo não interfere negativamente no consumo nem no desempenho ainda que em caso de falta do Arla32 oconsumo nem no desempenho, ainda que em caso de falta do Arla32 o sistema de autodiagnóstico de falhas faça com que a central de gerenciamento do motor reduza potência e torque na ordem de 20 a 40% para manter os níveis de poluição dentro dos limites.p p ç • Não tem funcionamento comprometido quando utilizado óleo diesel de baixa qualidade. DESVANTAGEM • Necessita de um reservatório a mais, agregando peso ao veículo. • Rede de distribuição no continente é fraca. • Falta de treinamento adequado a pessoal de postos de combustível.
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- 17. Motor HCCIMotor HCCI VANTAGENSVANTAGENS • Osmotores HCCI poderão queimar praticamente todo tipo de combustível, por exemplo: biodiesel, álcool, gasolina, diesel, gás natural, entre outros. • Baixa emissão de gases, em laboratório não foi necessário o uso de nenhum tipo de filtro pós‐combustão. • Menor número de peças, visto que não há sistema de ignição e que seus componentes tornam‐se econômicos tanto na reparação quanto na produção.
- 18. Motor HCCIMotor HCCI DESVANTAGENSDESVANTAGENS • Omaior problema do motor HCCI é justamente o que traz seu maior benefício, ou seja, como controlar as inúmeras ignições dentro da câmara de combustão? Para isso, dois fatores têm extrema importância: a, p temperatura de trabalho do motor e a qualidade do combustível utilizado. • Atualmente, com os sistemas de arrefecimento dos motores, não é possível prever qual será a temperatura do motor no momento da combustão, e isso pode criar pontos de pré‐ignição e prejudicar o seu funcionamento. • combustível com diferentes características dificultam antevermos em que lugar a ignição se iniciará na câmara.
- 19. Motor MillerMotor Miller Ciclo MillerCicloOtto o xpansão pansão missão Admissão pressão mpressão Alta taxa de expansão Ex Exp Ad Comp o Alta taxa de expansão torna o sistema mais eficiente Nem admissão nem compressão Taxa de expansão torna-se maior que atorna se maior que a taxa de compressão
- 20. Motor MillerMotor Miller Exemplo: Veículo: Mazda2 (Demio)Veículo: Mazda 2 (Demio) Cilindrada: 1,3 litros Autonomia: 23 km/l
- 21. Motor MillerMotor Miller VANTAGENSVANTAGENS • Idealpara utilização com combustíveis de baixo PCI. • Não há necessidade de grandes mudanças estruturais no bloco e sistemag ç de potência (pistão, biela, virabrequim). DESVANTAGEM • Necessidade de utilização de sistema de comando de válvulas mais sofisticado e utilização obrigatória de turbocompressor.
- 22. TurbocompressoresTurbocompressores Atualmente no Brasilhá um grande movimento das montadoras para a utilização de turbocompressores em veículos de passeio Isto aconteceutilização de turbocompressores em veículos de passeio. Isto acontece com o objetivo de atender as exigências do Inovar‐Auto, novo regime automotivo, que tem o intuito de incentivar o aumento de eficiência éti d ã d i ã d l tenergética e a redução de emissão de poluentes.
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- 24. TurbocompressoresTurbocompressores VANTAGENSVANTAGENS • Diminuição doconsumo de combustível causando uma melhor eficiência energética. DESVANTAGEM • Piora de eficiência para baixas cargas o que pode ser reduzido com a otimização do sistema.
- 25. TurbocompressoresTurbocompressores Sistema VGT –Turbo de Geometria Variável
- 26. TurbocompressoresTurbocompressores Sistema VGT –Turbo de Geometria Variável
- 27. TurbocompressoresTurbocompressores Sistema VGT –Turbo de Geometria Variável VANTAGENS • Melhora da eficiência em baixas rotações. DESVANTAGEM • Sistema complexo com alta taxa de falha e baixa durabilidade.
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- 30. TurbocompressoresTurbocompressores Sistema de duploestágio VANTAGENS • Melhora da eficiência em baixas rotações. DESVANTAGEM • Necessidade de dois turbocompressores acoplados.
- 31. Combustão Pobre –Lean BurnCombustão Pobre Lean Burn Spark Plug Stoich Mixture Pilot Gas Spark Plug Ultra Lean MixturePlug Mixture Pilot Gas g Mixture Pre Chamber Open Chamber Spark Ignited Pre Chamber Spark Ignited Fuel Spark Ignited Ultra Lean Fuel InjectorFuel Injector Lean Mixture Pre Chamber Pilot Gas Ultra Lean Mixture Injector Open Chamber Pre ChamberOpen Chamber Liquid Fuel Injection Pre Chamber Liquid Fuel Injection
- 32. Combustão Pobre –Lean BurnCombustão Pobre Lean Burn Spark Plug Stoich Mixture Ultra Lean Mixture Pilot Gas P C bPre Camber Pre Chamber Spark Ignited Open Chamber Spark Ignited High Thermal EfficiencyNOx MHI Gas Engine Low emissions High Thermal Efficiency 1 0 1 5 2 0 Low Stoichiometric Lean Burn Ultra Lean Burn High Thermal Efficiency 1.0 1.5 2.0
- 33. Combustão Pobre –Lean BurnCombustão Pobre Lean Burn
- 34. Combustão Pobre –Lean BurnCombustão Pobre Lean Burn VANTAGENS • Melhora da eficiência térmica para combustíveis de baixo PCI. DESVANTAGEM • Necessidade de sistema de tratamento de NOx.
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- 36. Motor de Taxa de Compressão Variável MCE‐5 VCRi VANTAGENS • Taxa decompressão adequada para qualquer tipo de combustível. • Melhora no desempenho (potência e torque) • Melhora no consumo de combustível. DESVANTAGEMDESVANTAGEM • Alto custo
- 37. Ignição a Lasere a PlasmaIgnição a Laser e a Plasma Na ignição a laser, a ideia é utilizar dois feixes de laser na câmara de combustão aumentando eficiência da queima da mistura ar‐combustão, aumentando eficiência da queima da mistura ar‐ combustível. A vela por plasma proporciona benefícios como durabilidade, l t i l à id d t di i i d t dprovavelmente igual à vida do motor, diminuindo gastos de manutenção, e fácil adaptação à arquitetura elétrica dos motores.
- 38. Tecnologias Plug‐inTecnologias Plug in •Start stop • Bomba de água elétricaBomba de água elétrica • Bomba de óleo de geometria variável • Termostato elétrico Al d i li• Alternador inteligente
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- 43. ConsideraçõesConsiderações • Os motoresde combustão interna continuaram sendo tecnologias de propulsão• Os motores de combustão interna continuaram sendo tecnologias de propulsão no período de curto a médio prazo (2030); • Utilização de combustíveis alternativos continuará sendo a solução mais viável a• Utilização de combustíveis alternativos continuará sendo a solução mais viável a curto e médio prazo; • Sistemas híbridos ainda tem limitações devido aos altos custos em relação aSistemas híbridos ainda tem limitações devido aos altos custos em relação a redução de CO2; • Os motores elétricos ainda tem muitos pontos em aberto e alto custo de Os oto es e ét cos a da te u tos po tos e abe to e a to custo de produção.
- 44. Novas Tecnologias nosMCINovas Tecnologias nos MCI FIM