Motor a gasóleo
Motor a gasóleo , qualquer motor de combustão interna em que o ar é comprimido a uma temperatura suficientemente alta para inflamar o combustível diesel injetado no cilindro, onde a combustão e a expansão atuam um pistão. Ele converte a energia química armazenada no combustível em energia mecânica , que pode ser usado para movimentar caminhões de carga, grandes tratores, locomotivas e embarcações marítimas. Um número limitado de automóveis também são movidos a diesel, assim como alguns grupos geradores de energia elétrica.
motor diesel e câmara de pré-combustão Motor diesel equipado com uma câmara de pré-combustão. Encyclopædia Britannica, Inc.
Combustão diesel
O motor diesel é um dispositivo cilindro-pistão de combustão intermitente. Ele opera em um ciclo de dois tempos ou quatro tempos ( Vejo
); entretanto, ao contrário do motor a gasolina de ignição por centelha, o motor a diesel induz apenas ar na câmara de combustão em seu curso de admissão. Os motores a diesel são normalmente construídos com taxas de compressão na faixa de 14: 1 a 22: 1. Os projetos de motores de dois e quatro tempos podem ser encontrados em motores com diâmetros de cilindros inferiores a 600 mm (24 polegadas). Os motores com furos superiores a 600 mm são quase exclusivamente sistemas de ciclo de dois tempos.motor a diesel de quatro tempos A sequência típica de eventos de ciclo em um motor a diesel de quatro tempos envolve uma única válvula de admissão, bico de injeção de combustível e válvula de escape, conforme mostrado aqui. O combustível injetado é inflamado por sua reação ao ar quente comprimido no cilindro, um processo mais eficiente do que o motor de combustão interna com ignição por centelha. Encyclopædia Britannica, Inc.
O motor diesel ganha sua energia queimando combustível injetado ou pulverizado na carga de ar quente comprimido dentro do cilindro. O ar deve ser aquecido a uma temperatura superior à temperatura na qual o combustível injetado pode inflamar. O combustível pulverizado no ar que tem uma temperatura superior à temperatura de autoignição do combustível reage espontaneamente com o oxigênio do ar e queima. As temperaturas do ar são tipicamente superiores a 526 ° C (979 ° F); no entanto, na partida do motor, aquecimento suplementar dos cilindros às vezes é empregado, uma vez que a temperatura do ar dentro dos cilindros é determinada tanto pela taxa de compressão do motor quanto por sua temperatura operacional atual. Os motores a diesel são às vezes chamados de motores de ignição por compressão porque o início da combustão depende do ar aquecido por compressão, em vez de uma faísca elétrica.
Em um motor a diesel, o combustível é introduzido conforme o pistão se aproxima do ponto morto superior de seu curso. O combustível é introduzido sob alta pressão em uma câmara de pré-combustão ou diretamente na câmara de combustão cilindro-pistão. Com exceção dos sistemas pequenos de alta velocidade, os motores a diesel usam injeção direta.
Os sistemas de injeção de combustível com motor diesel são normalmente projetados para fornecer pressões de injeção na faixa de 7 a 70 megapascais (1.000 a 10.000 libras por polegada quadrada). Existem, no entanto, alguns sistemas de alta pressão.
O controle preciso da injeção de combustível é fundamental para o desempenho de um motor diesel. Uma vez que todo o processo de combustão é controlado pela injeção de combustível, a injeção deve começar na posição correta do pistão (isto é, ângulo da manivela). No início, o combustível é queimado em um processo de volume quase constante, enquanto o pistão está próximo ao ponto morto superior. À medida que o pistão se afasta dessa posição, a injeção de combustível continua e o processo de combustão aparece então como um processo de pressão quase constante.
O processo de combustão em um motor a diesel é heterogêneo, ou seja, o combustível e o ar não são pré-misturados antes do início da combustão. Consequentemente, a vaporização rápida e a mistura do combustível no ar são muito importantes para a queima completa do combustível injetado. Isso dá muita ênfase ao projeto do bico injetor, especialmente em motores de injeção direta.
O trabalho do motor é obtido durante o curso de potência. O curso de energia inclui o processo de pressão constante durante a combustão e a expansão dos produtos quentes da combustão após o fim da injeção de combustível.
Os motores a diesel são frequentemente turboalimentados e pós-resfriados. A adição de um turbocompressor e pós-resfriador pode realçar o desempenho de um motor diesel em termos de potência e eficiência .
A característica mais marcante do motor diesel é sua eficiência. Ao comprimir o ar em vez de usar uma mistura de ar-combustível, o motor diesel não é limitado pelos problemas de pré-ignição que afetam os motores de ignição por centelha de alta compressão. Assim, taxas de compressão mais altas podem ser alcançadas com motores a diesel do que com a variedade de ignição por centelha; proporcionalmente, ciclo teórico superior eficiências , quando comparado com o último, muitas vezes pode ser realizado. Deve-se notar que, para uma dada razão de compressão, a eficiência teórica do motor de ignição comandada é maior do que a do motor de ignição por compressão; entretanto, na prática, é possível operar motores de ignição por compressão em taxas de compressão altas o suficiente para produzir eficiências maiores do que aquelas alcançáveis com sistemas de ignição por centelha. Além disso, os motores a diesel não dependem do estrangulamento da mistura de admissão para controlar a potência. Como tal, a marcha lenta e a eficiência de potência reduzida do diesel são muito superiores às do motor de ignição por centelha.
A principal desvantagem dos motores a diesel é a emissão de poluentes do ar . Esses motores normalmente descarregam altos níveis de partículas (fuligem), nitrogênio reativo compostos (comumente designado NÃO x ), e odor em comparação com motores de ignição por centelha. Conseqüentemente, na categoria de motores pequenos, a aceitação do consumidor é baixa.
Um motor a diesel é acionado por meio de alguma fonte de energia externa até que as condições sejam estabelecidas nas quais o motor possa funcionar com sua própria energia. O método inicial mais simples é admitir ar de uma fonte de alta pressão - cerca de 1,7 a quase 2,4 megapascais - para cada um dos cilindros, por sua vez, em seu curso normal de disparo. O ar comprimido é aquecido o suficiente para inflamar o combustível. Outros métodos de partida envolvem auxiliar equipamento e incluem admitir rajadas de ar comprimido para um motor ativado por ar engrenado para girar o volante de um motor grande; fornecer corrente elétrica a um motor de partida elétrico, similarmente engrenado ao volante do motor; e aplicar um pequeno motor a gasolina engrenado no volante do motor. A seleção do método de partida mais adequado depende do tamanho físico do motor a ser ligado, da natureza da carga conectada e se a carga pode ou não ser desconectada durante a partida.
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