Modelo para previsão do trabalho de atrito num motor de combustão interna rotativo

• Autor(a) principal: Nascimento, Henderson Cari
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Relatório
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/16238
• topic: Motor de Combustão Interna; Modelo para o Trabalho de Atrito; Motor Rotativo; Eficiência; Atrito; Internal Combustion Engine; Friction Work Model; Rotary Engine; Efficiency; Friction

Os motores são máquinas engenhadas para entregar energia mecânica, movimento essencial às mais diversas tarefas que ditam o ritmo da sociedade. Os motores de combustão interna, invariavelmente presentes no nosso cotidiano são o destino de boa parte da energia utilizada pela humanidade, no entanto, uma parcela considerável da potência gerada nesse tipo de motor é consumida pelo trabalho de atrito na própria máquina. Este trabalho apresenta um modelo de cálculo para a previsão da potência de atrito num motor rotativo a combustão interna, tecnologia atualmente em desenvolvimento pela empresa KEYOU GmbH. O trabalho de atrito num motor de combustão interna é usualmente dividido em três componentes; trabalho de bombeamento, trabalho de fricção e trabalho de acessórios. O primeiro grupo, que consiste na energia utilizada para bombear os fluidos na admissão e exaustão do motor, é calculado pelas leis da mecânica dos fluidos para escoamento em dutos. O segundo grupo, que trata da fricção no contato de componentes em movimento relativo foi modelado matematicamente através pelas equações da tribologia para atrito viscoso. Por fim, o terceiro grupo que é o trabalho executado pelo motor para a operação de componentes auxiliares, foi modelado pelas leis da mecânica dos fluidos, quando os auxiliares são bombas dos sistemas de lubrificação e refrigeração, e pelo rendimento do alternador quando tratam-se de acessórios elétricos O modelo cumpre os requisitos do projeto pela adaptabilidade e fácil operação, com resultados em concordância com os disponíveis na bibliografia. Num motor de 1 l à velocidade de 3500 RPM o modelo prevê que 10,4 kW, cerca de 20 % da potência útil, é desperdiçada sob a forma de atrito. O maior componente desta perda é o trabalho de fricção, seguido pelo trabalho de bombeamento e o trabalho de acessórios. O modelo também aponta que a potência de atrito aumenta com o aumento da velocidade de operação, um reflexo da contribuição da fricção hidrodinâmica existente no sistema.