CAPÍTULO 4 - Universidade Tecnológica Federal do Paraná ...damec.ct.utfpr.edu.br/automotiva/downloadsAutomot/4RendiConsu… · CAPÍTULO 4 • Rendimentos de um ... 4 Volvo Powertrain

CAPÍTULO 4

• Rendimentos de um motor de combustão interna.

• Consumo especifico

Eng. Julio Cesar Lodetti

Volvo Powertrain

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Volvo PowertrainEng. Julio Lodetti

Os rendimentos de um motor• Um rendimento caracteriza a eficácia de um processo a partir da

relação de dois termos.

Fonte: RAYNAL, B.

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Rendimentos e perdas em um motor real

orgcycleththcombg ηηηηη ... .=

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Os rendimentos de um motor

• Quando se usa o termo “rendimento”, é necessário precisar sem ambigüidades o que se encontra no numerador e no denominador da fração.

• Caso isto não ocorra, todas as considerações, todas as comparações que são realizadas a partir do rendimento ficam vagas....

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INDEX

1. Rendimento efetivo e rendimento indicado

2. Rendimento orgânico

3. Rendimento de combustão e rendimento térmico

4. Assimilação da energia duma mistura a uma pressão

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1. Rendimento efetivo (global) e Rendimento indicado

carburante do calorifica

efetivag P

P=η

• É a relação entre a potência medida em bancada dinamométricae a potência “calorífica” entregue pelo combustível

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1. Rendimento efetivo (global) e Rendimento indicado

carburante do calorifica

efetivag P

P=η

Esta definição está baseada em 3 hipóteses:• 1 kJ Calor = 1 kJ trabalho;• Combustível = calor• PCIv cte = PCIp cte = PCI (pois a água se encontra no estado de vapor no escape)

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Rendimento Global ou Efetivo

Fonte: RAYNAL, B.

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• Consumo especifico efetivo (CSE):

)((g/h)

(g/kW.h) kWP

GCSE

e

f=

• No cotidiano industrial porém, o rendimento global é pouco utilizado. Em seu lugar, usa-se a noçãode CONSUMO ESPECÍFICO de combustível.

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• Consumo especifico efetivo (CSE):

)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f=

CSE g kW hPCI kJ kgg

( / . ). ( / )

=3 600 000

η

• Para um carburante clássico comercial:

PCI ≈ 43000 (kJ/kg)

CSE g kW hg

( / . ) ,≈

83 7η

0,3 0,4 0,5

CSE 280 209 167

gη

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Curvas CSE e Rendimento Orgânico para um motor Flex-fuelExemplo de aplicação

Consumo Específico - Motro 1.6 16v - Gasolina Vs Alcool

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

550.0

600.0

650.0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Engine Speed

Con

sum

o Es

pecí

fico

de C

ombu

stív

el (g

/kw

.h)

CSE -E24 CSE - E100 Poly. (CSE - E100) Poly. (CSE -E24)

)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f=

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)(kWP(g/h) G

(g/kW.h) CSE e

f=

Curvas CSE e Rendimento Orgânico para um motor Flex-fuelExemplo de aplicação

Consumo Específico - Motro 1.6 16v - Gasolina Vs Alcool

10.0%

12.0%

14.0%

16.0%

18.0%

20.0%

22.0%

24.0%

26.0%

28.0%

30.0%

32.0%

34.0%

36.0%

38.0%

40.0%

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Engine Speed

Con

sum

o Es

pecí

fico

de C

ombu

stív

el (g

/kw

.h)

Norg - E24 Norg - E100

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• No caso de combustíveis com PCI muito diferentes….

Exemplo:Methanol: PCI = 19940 kJ/kgGasolina: PCI = 43000 kJ/kg

…..nao podemos comparar as CSE!!

• Devem ser comparados os rendimentos

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Rendimento indicado

Fonte: RAYNAL, B.

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• Rendimento indicadocarburante do calorifica

indicadai P

P =η

• Consumo especifico indicado (CSI)

)/(.0006003

)()/()./(

kgkJPCI

kW Pihg Gf hkWgCSI

iη==

Gf = CSI . Pi = CSE . Pe

• Relação entre CSE, CSI, Pe e Pi:

CSE CSIPP

CSIP P

Pi

e

e f

e= =

+. .

CSE CSI PMIPME

CSIPME PMF

PME= =

+. .

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CSE CSI PMIPME

CSIPME PMF

PME= =

+. .

Influência das perdas por PMF a relação CSE / CSI

Quanto maior o atrito interno, maior será o seu consumo de combustível para a realização de um mesmo trabalho....

Fonte: RAYNAL, B.

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Rendimento Orgânico....

...ah se eles tivessem vida....

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2 - Rendimento orgânico

Fonte: RAYNAL, B.

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2. Rendimento orgânico

CSECSI

PP

i

eorg ==η

•Leva em conta as perdas por atritos internos no motor e pela movimentação dos auxiliares

ηorgi f

i

f

i

P P

P

P

P=

−= −1

• O rendimento global é igual a:

η η ηg i org= .

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3 - Rendimento de Combustão

Fonte: RAYNAL, B.

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• Define-se como a relação entre a energia calorífica efetivamente liberada nacombustão real e a energia química associada ao poder calorífico do combustível introduzido no motor.

Rendimento de combustão

lcombustive do quimica iaEnergcombustao pela liberada aEnergi comb=η

≈ 1 para Φ ≤ 1 (mistura estequiométrica ou pobre)

< 1 para Φ > 1 (mistura rica)combη

η η η ηg comb th org= . .

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4 - Rendimento Térmico

Fonte: RAYNAL, B.

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• Representa a eficácia da trasformação do calor liberado pelo carburante em energia mecânica;

• Indica a energia calorífica EFETIVAMENTE liberada pela combustão em energiamecânica.

Rendimento térmico

carburante pelo liberada calorifica

indicadath P

P=η

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