AULA DIESEL SLIDE rev LB 2

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CURSO DE MECÂNICA A DIESEL

Engenheiro Mecânico : Leonidas Brasileiro

Plano de Aulas

Teóricas

Práticas

Motor Diesel

Primeiro Motor Diesel, 1897

Rudolf Diesel

O Motor-Reator explora os efeitos de uma reação química, um fenômeno natural, que acontece quando o óleo é injetado num recipiente com oxigênio, causando uma explosão ao misturar-se. Para conseguir controlar tal reação e movimentar uma máquina foi necessária uma infinidade de outros inventos, como a bomba injetora, elaborar sistemas de múltiplas engrenagens e outros acessórios controladores para que pressão de liberação atuasse precisamente na passagem do êmbolo do pistão no ângulo de máxima compressão.

O Óleo Diesel

Algumas Características Densidade 0,853 kg/l Valor Energético: 35,86 MJ/l Resíduo: 2,6 g/l CO2 Ponto de Fulgor: 38 °C

Princípio de Funcionamento do Motor Diesel • Ciclo Diesel – 4 Tempos

O motor a combustão interna de pistão que funciona segundo o ciclo Diesel apresenta quatro fases: • 1 – Admissão • 2 – Compressão • 3 – Combustão • 4 – Escape

Princípio de Funcionamento do Motor 2 T https://www.youtube.com/watch?v=r3Xhxr9CLyk

https://www.youtube.com/watch?v=SfaIs9pVUQQ https://youtu.be/0BJWnLx94u4?t=2m20s

Princípio de Funcionamento do Motor Diesel • Ciclo Diesel – 4 Tempos

O motor a combustão interna de pistão que funciona segundo o ciclo Diesel apresenta quatro fases: • 1 – Admissão • 2 – Compressão • 3 – Combustão • 4 – Escape

http://achatespower.com/our-formula/opposed-piston/

Princípio de Funcionamento do Motor Diesel • Ciclo Diesel – 4 Tempos

O motor a combustão interna de pistão que funciona segundo o ciclo Diesel apresenta quatro fases: • 1 – Admissão • 2 – Compressão • 3 – Combustão • 4 – Escape

Componentes do Motor • Os componentes do Motor estão subdivididos em componentes Móveis e compontentes estacionários. • Os componentes móveis do motor a diesel consistem em: biela, pistão, eixo de manivelas, árvore de comando das válvulas e válvulas.  • Os componentes estacionários do motor são o bloco, o cárter e o cabeçote.

Bloco • Bloco: Maior parte do motor propriamente dito. Contém os cilindros onde trabalham os pistões, as galerias para a circulação de água (para resfriamento) e de óleo (para lubrificação) e também os alojamentos para a árvore de manivelas.

Bloco

Camisa Seca

Camisa Úmida

Camisa Aletada

Biela • Biela: peça que liga o pistão ao eixo de manivelas.

Pistão • Pistão: peça em liga de alumínio que sobe e desce dentro do cilindro, transmitindo à biela a força da queima do combustível, que faz girar o eixo de manivelas.

Pistão

Pistão

Pistão

Pino do Pistão

Flutuante

Usa oscila na bielabiela e no embuchada, pistão

Oscilante

Fixo na biela e livre no pistão

Pino do Pistão

Falhas em Pistões

Falhas em Pistões

Eixo de Manivelas • Eixo de manivelas: Também chamado de “árvore de manivelas” ou “virabrequim”, é a peça que recebe ao mesmo tempo toda a energia gerada pelos pistões (através das bielas) e a concentra num só movimento.

Eixo de Manivelas

Vibração Torcional https://www.youtube.com/watch?v=VjcQvQRuLSY https://www.youtube.com/watch?v=-6KnVhVvuB0

Árvore de Comando das Válvulas • Árvore de comando das válvulas: também conhecida como “árvore de distribuição”, é acionada pelo eixo de manivelas através da correia dentada, engrenagem ou corrente, para abrir as válvulas de admissão e de escapamento quando necessário.

Árvore de Comando das Válvulas

Bronzinas ou Casquilho • A Bronzina é um tipo de mancal, também designada por capa, bucha ou casquilho, é utilizado para reduzir o atrito e servir de apoio e guia para peças giratórias, deslizantes ou oscilantes de um conjunto mecânico (por exemplo um motor), sejam estas eixos ou rodas sobre eixos, como virabrequim, bielas e comandos de válvulas, permitindo-lhes o movimento com um mínimo de atrito. • Geralmente são formadas por duas carcaças de aço, de forma semicirculares iguais para facilitar a montagem, porém, também fabricadas de forma anelar (bucha), revestido interiormente de metal macio (antifricção), com propriedades para reduzir o atrito. • O revestimento interior da carcaça de aço em questão é o bronze, de onde se origina o nome (“bronzina”), que pode ser composto por várias ligas metálicas, como por exemplo: cobre-chumbo, cobre-estanho e ainda, em alguns casos, é usado o metal branco e estanho-alumínio.

Bronzinas ou Casquilho

Tipos de Bronzinas ou Casquilho • Tipos Bronzinas em liga sólida consistem inteiramente de metal para bronzinas. • Frequentemente, são usadas ligas especiais de bronze. • A Maioria das bronzinas deste tipo é constituída de buchas.

Tipos de Bronzinas ou Casquilho • Bronzinas bimetálicas consistem de uma tira de aço, uma camada intermediária e uma camada de metal para bronzinas. • Ligas de alumínio são normalmente usadas como metal para bronzinas. Bronzinas bimetálicas são usadas em motores a combustão por ignição de baixa ou média potência e em motores a diesel naturalmente aspirados, usados em automóveis.

Tipos de Bronzinas ou Casquilho • Bronzinas trimetálicas consistem de uma tira de aço, uma camada de separação e uma camada de trabalho. São Normalmente usadas em motores de alta potência. • Portanto, estas bronzinas são particularmente adequadas para motores turbo com intercooler . Na maioria dos casos, todos os tipos de bronzinas têm proteção especial contra oxidação, sob a forma de uma camada de estanho depositada em sua superfície por processo eletrolítico.

Válvulas • Válvulas de admissão e Escape: São abertas para que a mistura ar/combustível ou somente Ar (Diesel) entre no cilindro, e as de escape, para que os gases queimados saiam após a explosão.

Cabeçote • Cabeçote: espécie de tampa que tem furos com roscas para a instalação das velas de aquecimento ou bicos injetores.

Cárter • Cárter: Parte inferior do bloco, onde se deposita o óleo para a lubrificação dos componentes móveis do motor.

Motor de Combustão Interna

Baixo Consumo

Maior Complexidade

Motores Diesel Capacidade de Aceleração Mais Forte

Mais Caros

Maior Durabilidade

Mais Vibração

Tecnologia Mais Avançada

Menos * (devidoPoluição a EURO) tecnologia) (padrões

Principais Problemas do Motor Diesel

Poluição SOX – Óxidos de Enxofre Resulta da queima de de óleo contendo Enxofre S500, S50 e S10 Requer filtros NOX – Óxidos de Nitrogênio Resulta da queima em alta temperatura, reagindo com Nitrogènio do ar Método de Ar Úmido (Vapor) Recirculação de Gases de Exaustão Injeção de Água Redução catalítica Turbo de dois estágios Motores mais modernos

Alguns Problemas https://www.youtube.com/watch?v=VrxNJVEPZBs

https://www.youtube.com/watch?v=R9mX-8-nLPQ

https://www.youtube.com/watch?v=4YT0WcI7hjk

https://www.youtube.com/watch?v=wq6nRe2Lku0

O Que é Isso?????

https://youtu.be/Cqb7l-_P_nE

https://youtu.be/KI7Xbrakozs?t=37s

https://autopapo.com.br/noticia/motor-a-diesel-disparado-entenda/

Atrito, Desgaste Abrasivo e Tribologia

Atrito Estático Atrito Dinâmico

F=μN

Atrito Atrito, em física, é a força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento. É gerada pela aspericidade (rugosidade) dos corpos. A força de atrito é sempre paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre elas. Atrito entre superfícies depende da força normal, a componente vertical da força de contato; quanto maior for a força normal maior será o atrito. A energia dissipada pelo atrito é, geralmente, convertida em energia térmica e/ou quebra de ligações entre moléculas, como ocorre ao lixar alguma superfície.

Desgaste Abrasivo

Perda de material pela passagem de partículas rígidas sobre uma superfície. Wear of Engineering materials, Paris 1969. Devido a partículas ou protuberâncias rígidas que são forçadas umas contra as outras, e movem-se ao longo de uma superfície sólida.

Desgaste Abrasivo Tipos Abrasão entre dois corpos

Causado por protuberâncias ou partículas rígidas na superfície. Com o passar do tempo essas superficies ficam mais desgastadas e perdem se particulas do objeto. Abrasão entre três corpos Partículas não estão ligadas às superfícies, mas entre elas.

Desgaste Abrasivo Mecanismos Corte Mais severa forma de desgaste em materiais dúcteis. Durante o processo de corte, a ponta abrasiva remove uma lasca, semelhante à ação de uma máquina ferramenta. Resulta em remoção de material. Fratura Quando o material desgastado é frágil, como por exemplo a cerâmica, ocorre uma fratura da superfície usada. As partículas de desgaste são o resultado da trinca. Fratura por sulcamento repetido Ocorre quando um material é dúctil e a superfície de desgaste é repetidamente deformada. Neste caso os detritos do desgaste são resultado da fadiga de baixo ciclo do metal. Destacamento de grão Forma relativamente rara de desgaste, encontrada principalmente em cerâmicas, onde a fronteira entre os grãos é relativamente fraca. Neste mecanismo o grão inteiro é perdido como partícula de desgaste. Pode se tornar extremamente rápido quando a ligação entre grãos é fraca e os grãos tem tamanho grande.

Tribologia Definição Tribologia (do grego τρίβω 'tribo' significando 'esfregar, atritar, friccionar', e λόγος 'logos' significando 'estudo') foi definida em 1966 como "a ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento relativo e assuntos e práticas relacionados" ("the science and technology of interacting surfaces in relative motion and of related subjects and practices"). A tribologia une os campos da mecânica, física, química, materiais e os conhecimentos em lubrificação atrito e desgaste para predizer o comportamento de sistemas físicos. Primórdios da tribologia A descoberta e a formulação dos mecanismos da tribologia é atribuída a três cientistas: Nicolai Petrov (1836-1920), Beauchamp Tower (1845-1904) e Osborne Reynolds (1842-1912). Perceberam que o mecanismo do processo de lubrificação não era devido à interação mecânica de superfícies sólidas, mas sim devido ao filme de fluido que as separava. Este é o aspecto fundamental da lubrificação hidrodinâmica. Petrov postulou dois pontos importantes: primeiro, que a propriedade importante do fluido com relação ao atrito não era a densidade, mas sim a viscosidade e, segundo que a natureza do atrito num mancal hidrodinâmico não é o resultado da interação entre duas superfícies sólidas, mas do atrito viscoso do fluido entre as superfícies. Ele propôs a natureza do atrito em mancais hidrodinâmicos. Em 1883, Petrov propôs uma relação funcional entre força de atrito e parâmetros de um mancal que é válida até os dias de hoje. A relação entre a força de atrito e a capacidade de carga num mancal foi descoberta por Beauchamp Tower

Lubrificação Lubrificação Hidrodinâmica A lubrificação Hidrodinâmica é considerada uma das áreas mais importantes da tribologia. Ocorre quando duas superfícies em movimento relativo são separadas por uma película de um fluido lubrificante. Petrov, Tower e Reynolds perceberam que o mecanismo que existe neste tipo de lubrificação não era devido à interação mecânica de superfícies sólidas, mas sim devido ao filme de fluido que as separava - este é o aspecto fundamental da lubrificação hidrodinâmica. Os fundamentos teóricos e experimentais foram firmemente estabelecidos num curto período de tempo, entre 1883-1886. Todavia, foi o físico britânico Osborn Reynolds (1842 - 1912) que traduziu os resultados experimentais em linguagem matemática, desenvolvendo uma equação de derivadas parciais (também chamada de equação de Reynolds em sua homenagem) que tem sido a base para a grande maioria dos desenvolvimentos nesta área, gerando um grande número de pesquisas até os dias de hoje.

Óleos Lubrificantes

http://www.autolubse.com.br/viscosidade-api-classificacao-sae-o-que-e-isso/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Grau_API

Tratamento de Óleo Diesel

Óleos Lubrificantes Classificação SAE Estabelecida pela SAE - Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, classifica os óleos lubrificantes pela sua viscosidade, que é indicada por um número. Quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante e são divididos em três categorias: Óleos de verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60; Óleos de inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W; Óleos multiviscosos (inverno e verão): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-50.[1]

Óleos Lubrificantes Classificação API Desenvolvida pelo Instituto Americano do Petróleo, baseia-se em níveis de desempenho dos óleos lubrificantes, isto é, no tipo de serviço do qual a máquina estará sujeita. São classificados por duas letras, a primeira indica o tipo de combustível do motor e a segunda o tipo de serviço / grau de desenvolvimento do óleo. S – SPARK – Gasolina / Álcool / GNV C – COMMERCIAL - Diesel G – GEAR - Engrenagens

Sistema de Alimentação de Combustível

Injeção

https://youtu.be/nDV8wS_27jA

Sistema de Lubrificação

Arrefecimento

https://youtu.be/z5JrpzhpJoQ

Sistema de Arrefecimento

Injeção

https://youtu.be/ui2XbMCyae4

Sistema de Alimentação de Ar

Sistema de Alimentação de Combustível

Sistema de Alimentação de Combustível

Sistema de Alimentação de Combustível

Sistema de Alimentação de Combustível

Sistema de Alimentação de Combustível

Prevenção de Impurezas

Combustível Lubrificante Água Ar

Filtração Filtração ou filtragem é um método utilizado para separar sólido de líquido ou fluido que está suspenso, pela passagem do líquido ou fluido através de um meio permeável capaz de reter as partículas sólidas. Existem filtrações de escala de laboratório e filtrações de escala industrial. Numa filtração qualitativa, é usado o papel de filtro qualitativo,placas de vidro sinterizados ou de porcelana sinterizada mas, dependendo do caso, o meio poroso poderá ser uma camada de algodão, tecido, polpa de fibras quaisquer, que não contaminem os seres humanos Em qualquer dos casos indicados há uma grande gama de porosidades e esta deverá ser selecionada dependendo da aplicação em questão.

Filtração

Combustível

Filtração

Lubrificante

Potência / Torque https://www.youtube.com/watch?v=xE76sDrBX-8

Potência UNIDADES Watt = Joule / Segundo KW = 1000 X W CV = 735 W HP = 745 W

Potência Definição: Potência é a RAPIDEZ com que trabalho é realizado P = Trabalho / Tempo

Torque Definição: Torque é a capacidade de uma força gerar movimento giratório de um objeto em torno de um eixo

Torque UNIDADES Nxm kgf x m

Manutenção Corretiva Preventiva Preditiva

Boas Práticas de Manutenção

Instrumentação de Motores Diesel

Instrumentação de Motores Diesel

Grandeza

Medição

Calor

Temperatura

Pressão

Pressão

Rotação

RPM

Temperatura Sensor de temperatura Semicondutor Varia resistência elétrica conforme temperatura https://www.youtube.com/watch?v=Tyz9vF54yeQ

Pressão Transdutor de pressão “Strain Gauge”

Pressão

Rotação - RPM RPM: Saída elétrica do alternador Sinal da ECU – Electronic Control Unit

Instrumentação Experimental

Estudo Motor MWM

Diagnóstico Eletrônico OBD2 On Board Diagnostics 2 Padrão obrigatório nos EEUU e Europa desde 1996 Obrigatório no Brasil desde 2010 Nascido na California → Prevenção de Poluição

https://www.youtube.com/watch?v=OhShoU_E-0g

Diferencial

https://www.youtube.com/watch?v=g9bf9jpsnGQ

Códigos DTC https://www.doutorcarro.com.b r/tabela-de-codigos-de-erro-dtc s-obd2-significados/

Diagnostics Trouble Codes Códigos de Diagnóstico de Problemas

Exercícios Práticos Scanner Bluetooth HH OBD Advanced App: Torque | Car Scanner ELM OBD2 | CarDiag Conexão ao veículo Verificar Diagnósticos básicos

Filtração

Lubrificante