Sistema de Arrefecimento

Sistema de Arrefecimento

Tópicos • Introdução • Visão Geral • Componentes do Sistema • Funcionamento do Sistema • Função da Válvula Termostática • Radiadores de Água e de Ar • Processo de Brasagem • Ventiladores • Módulos de Arrefecimento • Desempenho Térmico • Curva característica de um ventilador ou Bomba D’água • Influência da vazão da água no desempenho térmico • Influência da vazão do ar no desempenho térmico • Ponto de avaliação do sistema • Avaliação de performance do sistema • Teste e simulações • Manutenção do Sistema • Diagnóstico de Falhas no Sistema

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Introdução

• A evolução tecnológica a partir do século 19, tem criado máquinas cada vez mais complexas com módulos de gerenciamento eletrônico que controlam todos os sistemas do motor, incluindo o sistema de arrefecimento , para manter a temperatura ideal de funcionamento do motor independente da condição aplicada (clima, altitude, carga, etc) maximizando a economia de combustível e aumentando a eficiência energética do motor.

• Um motor a combustão desenvolve até 2760° C de calor dentro da câmara de combustão. Aproximadamente 1/3 da energia gerada pela combustão é dissipada para o sistema de arrefecimento, os demais 2/3 são convertidas em potência e são lançadas na atmosfera pelo sistema de exaustão.

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Visão Geral

• Temperatura Ideal

• Temperatura Constante

• Sistema de Refrigeração ≠ Sistema de Arrefecimento

• Maior parte da energia é transformada em calor.

• Impedir que componentes se fundam (Alumínio 660°C e Ferro fundido 1500°C)

Visão Geral Importância do controle da temperatura

• Variação de esforços (uphill).

• Peças com materiais diferentes.

• Atrito constante.

Visão Geral Motores Arrefecidos a Ar

• Menor complexidade

• Menos peças móveis

• Menor Atrito

• Menor Calor

Visão Geral Motores Arrefecidos a Água

• Maior complexidade

• Mais peças móveis

• Maior Atrito

• Mais Calor

• Maior Potencial

• Menos Ruído

• Maior Eficiência

Visão Geral Reação da Água Sob Pressão

• Pressão ATM – Congelamento 0° C

• Pressão ATM – Ebulição – 100° C

• Maior pressão, ponto de ebulição elevado

EX: ¼ atm, ponto de ebulição = 106°C

• Alguns pontos do motor atingem temperaturas ≥ 100°C

• Bolhas são inimigas do sistema

Visão Geral Aditivos na água do Sistema

• Maior tecnologia levou a utilização de aditivos

• São geralmente base de Etileno Glicol

• Aumentam o ponto de ebulição da água ( Ex: 118 – 119°)

• Reduzem a possibilidade de vapor dentro das galerias

• Possuem Ação antioxidante

• Impedem crostas e mantém o sistema limpo

• Reduzem o ponto de congelamento (Geralmente -25°C)

• Quantidade de aditivo é determinada pelo fabricante

Visão Geral Características Ideais de um Sistema de Arrefecimento

• Volume do líquido de arrefecimento varia de acordo com o tamanho e posição do motor, pelo tipo de transmissão, etc.

• Líquido precisa ser substituído periodicamente.

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Componentes do Sistema

Bomba D’água

Sensor de Temperatura

Interruptor Térmico Ventilador

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Funcionamento do Sistema

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Função da Válvula Termostática

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Radiadores de Água

- É o componente que recebe o líquido aquecido e o devolve ao motor com uma temperatura mais

baixa. Possui dutos internos para a circulação do líquido de arrefecimento, providos de aletas que

direcionam o fluxo de ar e auxiliam dissipar o calor, diminuindo assim a temperatura o líquido

Radiadores de Água - Cont

Radiadores de Ar

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Processo de Brasagem

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Ventiladores

Ventiladores - Cont

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Módulo de Arrefecimento

Módulo de Arrefecimento

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Desempenho Térmico

Desempenho Térmico

Desempenho Térmico

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Curva Característica Radiador

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Influência da Vazão da Água Desempenho Térmico

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Influência da Vazão do ar Desempenho Térmico

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Ponto de Operação do Sistema

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Avaliação de Performance do Sistema

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Testes e Simulações

Testes e Simulações

Testes e Simulações

Testes e Simulações

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Diagnóstico de Falhas no Sistema

O sistema de ignição, de injeção e a vida útil do motor são adversamente afetados, se o sistema de arrefecimento não for mantido limpo e pressionado adequadamente. O superaquecimento prejudica os componentes internos do motor diminuindo o tempo de vida útil.

Diagnóstico de Falhas no Sistema

Teste de Vazamento – Completar o líquido de arrefecimento até o máximo indicado, aplicar uma tampa com um dispositivo aplicador de pressão (bomba) com manômetro. Acione o dispositivo, pressurizando o sistema até 7 lb/pol². Observe manômetro. Se a pressão cair sinal que há vazamento no sistema. Teste da Válvula Termostática – Coloque a válvula em um dispositivo com água fria e a aqueça de forma branda. Verifique se a válvula termostática começará a abrir quando a temperatura da água atingir a especificada em projeto.