Análise de Diagramas Indicados e Otimização de Ciclos de Motores

Análise de Diagramas Indicados

Este documento aborda a análise de diagramas indicados, obtidos por um aparelho indicador, e sua relevância para a compreensão dos ciclos de motores.

Ciclos Reais: O que Refletem

• Perdas de calor
• Duração da combustão
• Perdas de atrito do fluido operante
• Duração dos períodos de abertura e fecho de válvulas
• Ponto de ignição e injeção
• Perdas de escape
• Calor específico superior aos ideais

Como Obter o P.M.I. (Potência Média Indicada)

• Medindo a superfície do diagrama indicado e dividindo pela cilindrada.
• Na prática, a potência indicada é obtida somando a potência do freio à potência absorvida pelos atritos.

Diagrama do Ciclo Otto

Resistência à Passagem da Mistura na Borboleta

A resistência à passagem da mistura na borboleta é maior na abertura inicial.

Influência sobre o Ponto de Ignição

Se a faísca saltar demasiado cedo, levará a uma significativa perda de trabalho, pois detonará a gasolina, provocando uma explosão na câmara de combustão enquanto o pistão ainda está a subir, o que poderá danificar o pistão ou a biela.

Num motor Diesel, se existir um atraso na injeção, o combustível será injetado quando o pistão já estiver a descer, o que causará uma perda de taxa de compressão e, consequentemente, uma combustão mais lenta, incompleta e fraca, resultando numa significativa perda de potência.

Influência de Coletores e Válvulas no Ciclo Indicado

Se a válvula de admissão abrir atrasada, levará a uma perda de trabalho por aspiração, visto que o pistão estará a descer e causará "vácuo" dentro do cilindro, podendo também resultar numa quantidade insuficiente de ar ou mistura de combustível e ar para uma combustão/explosão perfeita.

Gráfico 1: Curva de Admissão

• AB: Curva de admissão (abaixo da pressão atmosférica).
• M: Apresenta uma inflexão.
• AM: Depressão do cilindro em sequência da abertura atrasada da válvula de admissão.

Gráfico 2: Válvula de Admissão com Fechamento Tarde

AB prolonga-se até F (onde começa a compressão), pois a válvula de admissão fecha tarde. O carreto da árvore de cames de admissão está deslocado 1 ou 2 dentes em relação à cambota (distribuição descomandada), resultando em pressões baixas em todo o ciclo.

Gráfico 3: Curva de Explosão e Avanço da Válvula de Escape

A curva de explosão vai até ao ponto M. Em seguida, inflete na direção de C e a pressão no interior do cilindro decresce antes de atingir o P.M.I. (devido a demasiado avanço na abertura da válvula de escape).

Através do diagrama, podemos saber se existe uma boa ou má conceção das condutas de admissão e escape e respetivas válvulas, e como interferir no tempo de abertura das válvulas.