Rendimentos

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Rendimentos e perdas em um motor real

Eng. Julio Cesar LODETTI

Rendimentos e perdas em um motor real
A energia introduzida em um motor de combustão interna, em sua grande parte, se “perde” ao longo do funcionamento do mesmo. O restante, se transforma em trabalho. Mas por onde é que ela se perde?

Volvo Powertrain - Eng. Julio Lodetti

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Rendimentos e perdas em um motor realPerdas Perdas Perdas Perdas no circuito de refrigeração; por atrito; por radiação do calor; no escapamento:

Na forma de combustão incompleta Na forma de entalpia sensível

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Rendimentos e perdas em um motor real
η g =η comb .η th .th .η cycle .η org

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Rendimentos e perdas em um motor real
η g =η comb .ηth .th .η cycle .η org

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Index
1. 2. 3. 4. Rendimento Rendimento Rendimento Rendimento de combustao termodinamico teorico de ciclo organico e rendimento mecanico

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1. Rendimento de combustão
Por definição:
ηcomb =
Energia ⋅ liberada⋅ pela ⋅lacombustão Energia ⋅quimica ⋅do ⋅combustivel

η comb

≈1 para Φ ≤ 1 < 1 para Φ > 1

(mistura estequiometrica ou pobre) (mistura rica)

Em motor gasolina η comb = f(Φ) basicamente.
SE Φ > 1:

η comb

por formaçao de CO, H2 e HC

• Em motor Diesel η comb ≈ 1
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Index

1. 2.

Rendimento de combustao Rendimento termodinâmico teórico
Influencia de ε Influencia de γ

3. 4.

Rendimento de cicloRendimento organico e rendimento mecanico

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2. Rendimento Termodinâmico teórico
•Calculado a partir de um ciclo ideal de referência: Ciclo Beau de Rochas ou OTTO.

η th.th =1−

1

ε γ −1

•Expressão simples permite, em primeira aproximação estudar a influência da:
- A concepção geométrica do motor - A natureza do fluido motor γ ε

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Rdto. termodinamico teorico Rdto.

Influencia da razão de compressão “ε” do fluido motor
• ↑ε ↑ ηth.th

• ↑ ε limitado em um motor a igniçao por centelha pelos fenomenos
de KNOCK (detonação)
•Condições termodinâmicas •Indice de Octanas do carburante

•KNOCK depende da



Hoje, para gasolinas clásicas ε ≈ 10/1 – 11/1 indo até quase 13/1 nosmotores Flex-Fuel Brasileiros.

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Rdto. termodinamico teorico Rdto.

Influencia do ε do fluido motor

- Se aumentamos indefinidamente ε acabamos aumentando as perdas mecanicas (atritos)
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Rdto. termodinamico teorico Rdto.

Influencia do γ do fluido motor

η th.th =1−

1

ε γ −1
γ = f (temperatura,Dificuldade: Na realidade composiçao)

γ ≠ constante
Alguns valores: Ar a temperatura normal: γ = 1,40 Mistura estequiometrica: γ = 1,27
Logo, quanto mais fria a mistura ao final da compressão, melhor.
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Rdto. termodinamico teorico Rdto.

Influencia do γ do fluido motor
Si γ ↑

ηth.th ↑
γ↓

Si Cp ou Cv ↑

ηth.th



-Influencia dariqueza e da temperatura sobre γ: -Si Φ ↑ -Si T ↑

ηth.th ↓ ηth.th ↓

Porque γ ↓ , T medias ↑, mol. triatomicas ↑ (CO2, H2O) Porque Cp e Cv ↑

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Rdto. Rdto Influencia do γ do fluido motor . termodinamico teorico

Rendimento termodinâmico teórico tende a aumentar, quando a riqueza cai. Pois GAMA aumenta (1,32~1,36) e se aproxima ao do AR
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Rdto. termodinamico teorico Rdto.

Influencia do γ do fluido motor
Superioridade de ηth.th do motor Diesel em relação ao gasolina:
- ε maior no Diesel - Diesel funciona com excesso de ar γ maior que em gasolina

Mas se comparamos os dois tipos de motor (atmosféricos) para potencias idênticas, no Diesel maiores perdas mecânicas (PMF) devido a:
- Uma...
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