Motor miller

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
Engenharia Mecânica

Estudo Comparativo de Rendimento Entre o Motor de Ciclo Miller e Motor Ciclo Diesel

Aluno: Marcos Felipe Pereira Maciel
Matricula: 20901795

Manaus/AM 03/2013

1 – INTRODUÇÃO
Os motores de combustão interna são o principal meio de fornecimento de potencia para veículos, que funcionam com ignição por centelha (chamado cicloOtto) ou ignição por compressão (ciclo Diesel). Os motores a diesel consomem menos combustível, por isso são mais eficientes e tem uma emissão baixa de gases poluentes enquanto que os motores a gasolina podem fornecer maiores potencias, mas tem a desvantagem de reduzir muito seu rendimento quando trabalhando em cargas parciais, sendo esta a condição mais comum de trabalho desses tipos de motores.Figura 1 - Gráfico PxV do ciclo Otto

A razão pela queda no rendimento é que quando os motores a gasolina operam em carga parcial, geralmente a admissão é restringida, produzindo-se um vácuo parcial no coletor de admissão, de modo a que o motor possa funcionar estequiometricamente e com menor caudal de gasolina. Este modo de operação pode ser visto naFig.1 para o ciclo de Otto em carga parcial. A área definida por 1’-6-7-1-1’ representa trabalho de bombeamento (negativo) enquanto que a área 1’-2-3-4-5-1’ mostra o trabalho positivo desenvolvido sobre o pistão.
Com o intuito de resolver a questão do baixo rendimento dos motores a gasolina Ralph Miller apresentou em se trabalho “Supercharging and internally cooling for high output” de 1947 oconceito de um motor a gasolina baseado no ciclo Otto, que oferece um rendimento maior até mesmo que o do motor a diesel, chamado ciclo Miller. O principio básico deste motor é que a fase de expansão deve ser mais longa que a fase de compressão.
O objetivo desta pesquisa é comparar o rendimento do ciclo Miller com o ciclo Diesel teoricamente e experimentalmente, e provar pelos dois métodos que osmotores Miller são mais eficientes que os a Diesel.
2 – O MOTOR MILLER

Para se obter uma expansão maior que a compressão existem três procedimentos: variar-se a taxa de compressão fechando-se a válvula de admissão antes do Ponto Morto Inferior ou fechando-se a válvula de admissão após o Ponto Morto Inferior

Figura 2 - Grafico PxV do Ciclo Miller
A Fig. 2mostra o gráfico de pressão em relação ao volume do ciclo Miller trabalhando a cargas parciais onde a fase de compressão, que é representado pelos pontos 1-2, é menor que a fase de expansão, representado pelos pontos 3-4. É possível notar que o trabalho de bombeamento de combustível é visivelmente menor que o do ciclo Otto, diminuindo a perda de potência e aumentado o seu rendimento.

2.1 – Taxa deCompressão Variável (VCR – Variable Compression Ratio).

Para se variar a taxa de compressão é possível alterar o diâmetro da câmara de combustão, como mostrado na Fig. 3.

Figura 3 - Diferentes diâmetros da câmara de combustão para diferentes taxas de compressão.

Com a câmara de combustão maior a mistura de ar e combustível pode ocupar um espaço maior dentro da câmara retardando-se assima fase de compressão.
2.2 – Fechamento Atrasado da Válvula de Admissão (LIVC – Late Intake Valve Closure)
Como mostrado na figura 4, no LICV, com a válvula aberta, o cilindro começa a admitir a mistura de ar combustível, mas ao chegar no ponto morto inferior a válvula continua aberta fazendo com que parte da mistura admitida saia novamente do cilindro, retardando-se assim o inicio do estagiode compressão

Figura 4 - Fechamento atrasado da válvula de admissão

2.3 – Fechamento Adiantado da Válvula de Admissão (EIVC – Early Intake Valve Closure)
No EIVC o fechamento da válvula se dá muito antes do ponto morto inferior fazendo com que o cilindro admita um volume menor de mistura atrasando a fase de compressão.

3 – MODELO TEÓRICO

3.1 – Rendimento do ciclo Miller...
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