1 / 25

Motores de Combustão Interna Aplicação na Propulsão Aeronáutica Uma Introdução

Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005. Motores de Combustão Interna Aplicação na Propulsão Aeronáutica Uma Introdução. Eng. João Trincheiras Torres. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005. Introdução. Avião do Barão Manfred von Richthofen – também

catori
Download Presentation

Motores de Combustão Interna Aplicação na Propulsão Aeronáutica Uma Introdução

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Motores de Combustão InternaAplicação na Propulsão AeronáuticaUma Introdução Eng. João Trincheiras Torres

  2. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Introdução Avião do Barão Manfred von Richthofen – também conhecido por Barão Vermelho... Fokker DR1 – Triplano Caça de 1ª linha da 1ª Grande Guerra em 1916/7 e pesava 580 kg Motor: Oberursel 110 Hp (82 Kw) Radial Rotativo

  3. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Introdução Caça Supermarine Spitfire Anos 40 - WW2 Motor: Rolls-Royce Merlin 1650 Hp 27 litros de cilindrada 916 kg, 12 cilindros em V Peso total: 2400 Kg Velocidade Max: 570 km/h

  4. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Introdução O bem conhecido Lockheed-Martin F-16 Fighting Falcon (General Dynamics) Peso Max: 12.3 T sem tanques ext. 19.2 T com tanques ext. Vel. Max: Mach 2 @ 12 200 m Alcance max (ferry): 3900 km Combustível: 4000 L Impulso: 29500 lb = 131.6 kN (em a/b) (equiparável a uns 18000 kW/25000Cv)

  5. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Notas Históricas • Século XVII • 1673 – Máquina de pólvora – Ciclo Atmosférico (Huygens) • 1681 – Marmita para cozer alimentos sob pressão (Papin) • 1688 – Aperfeiçoamento da máquina de pólvora de Huygens (Papin) • 1690 – Máquina de Vapor - cilindro e caldeira confundidos (Papin)

  6. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Notas Históricas • Século XVIII • 1712 – Máquina de Newcomen – cilindro e caldeira separados, mas resfriamento por injecção de água no cilindro (Newcomen) • 1791 – Patente inglesa para motor de combustão interna (J. Barber) • 1794 – Patente inglesa para motor de combustão interna (R. Street) (ignição por faísca) • 1799 – Patente para gás de iluminação (Philippe Le Bon)

  7. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Notas Históricas • Século XIX • 1801 – Patente de motor a gás (Philippe Le Bon) • 1806 – Ensaios do pyreolophore (Irmãos Niepce) (motor de combustão pulvurento) • 1807 – Carro de Rivaz, motor de hidrogénio (Isaac de Rivaz) • 1823 – Projecto de motor atmosférico, inflamação por queimador no distribuidor (Samuel Brown) • 1826 – Emprego dos combustíveis líquidos (Erskine Hazard) (ideia do carburador)

  8. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Notas Históricas • Século XIX (cont) • 1838 – Motor de mistura combustível comprimida num reservatório. (Barnett) • 1860 – Motor Lenoir – Ciclo de dois tempos sem compressão (Lenoir) • 1863 – Automóvel Hippomobile a hidrogénio (Lenoir) • 1876 – Motor, ciclo de 4 tempos (Otto) • 1883 – Ciclos de 2 tempos com compressão (Benz) • 1897 – Motor a combustão a pressão constante (Diesel)

  9. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Notas Históricas • Século XX 1903 – Primeiros Voos a motor The Wright Flyer – Irmãos Wright (NOTA – IMAGEM aviao e motor e potencia)

  10. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Os Precursores (combustão externa)

  11. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Os Precursores (combustão Interna)

  12. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Os Precursores (combustão Interna, Otto)

  13. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Possíveis Classificações de Motores Alternativos de Combustão interna • Quanto ao ciclo de funcionamento • Ciclo Otto (motores de explosão) • Ciclo Diesel (motores de combustão) • Quanto ao sistema Operativo • Motores a 4 tempos • Motores a 2 tempos • Segundo a actuação do fluido sobre o embolo • Motores de efeito simples • Motores de efeito duplo

  14. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Possíveis Classificações de Motores Alternativos de Combustão interna • Segundo o tipo de Refrigeração • Arrefecidos a ar (e ar/óleo) • Refrigerados por líquido (água e glicol) • Não refrigerados (adiabáticos) • Quanto ao numero de cilindros • Monocilindricos (imagem) • Pluricilindricos (imagem) • Quanto à disposição dos cilindros • Em linha • Cilindros Opostos • Pistons Opostos • Em: V, W, H, U • Em estrela (radiais, rotativos)

  15. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Características a avaliar em motores para a aeronáutica • Potência Máxima Alcançada • A Relação Peso/Potência do grupo motopropulsor completo • O consumo específico de combustível do motor (normalmente em gramas/kW.hr) • Outros Consumos do Motor • Óleo • Água/Metanol (aumento de potência) • Água/glicol (refrigerante) • Peso Total para realizar uma dada missão

  16. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 CombustíveisTipos de combustíveis • Sólidos • Líquidos • Gasosos • Gases líquidos • Gases permanentes (criogénicos) Características de alguns combustíveis líquidos

  17. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Características de alguns gases • * Densidade a 0ºC e a 1.013 bar • Zero absoluto = -273.15ºC • Propano liquefaz-se a 4-12 bar, dependendo da temperatura

  18. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Detonação nos combustíveis A detonação aumenta A detonação diminui

  19. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 A pré-ignição e a detonação nos motores OTTO • Uma combustão normal dentro de um cilindro é rápida (frente de chama entre 10m/s a 50m/s) mas não é instantânea. Contudo, se a temperatura e a pressão da mistura ar/combustível não queimada alcançar valores críticos, então a combustão dar-se-á espontaneamente e simultaneamente através de toda a mistura ar/combustível ainda não queimada. O resultado é uma explosão violenta e súbita da mistura chamada DETONAÇÂO. • Normalmente a DETONAÇÂO é a combustão espontânea da mistura ar/combustível após ignição. • PRÉ-IGNIÇÃO é uma combustão prematura da mistura ar/combustível antes da ignição normal, com elevadas pressões, e durante o final do tempo da compressão.

  20. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 A pré-ignição e a detonação nos motores Diesel No motor Diesel o tempo que decorre entre a injecção do combustível no cilindro e o tempo em que ocorre a inflamação, chama-se atraso de inflamação. Se for muito grande, acumula-se muito combustível por queimar podendo então esta inflamação desenrolar-se de forma repentina, com elevadas pressões de forma semelhante à detonação nos motores do Ciclo Otto. Se um combustível de um motor do ciclo Otto for muito resistente à detonação é possível desenvolver motores capazes de debitar cerca do dobro da potencia alcançável utilizando combustíveis clássicos

  21. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Lubrificação TIPOS DE LUBRIFICANTES - Sólidos - Consistentes - Líquidos - Gasosos SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO - Por chapinhagem - Lubrificação forçada - Por perda total • FUNÇÕES DO ÓLEO DE UM MOTOR • Lubrificar • Arrefecer • - Remover impurezas • - Neutralizar produtos de combustão quimicamente activos • - Amortecer vibrações • - Transmitir forças

  22. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Tipos de Arrefecimento de Motores DIRECTO SOBRE ALETAS Forçado Não forçado INDIRECTO POR MEIO DE UM FLUIDO Água Água mais anticongelante Óleo Nota: O anticongelante mais utilizado é o etileno-glicol. Misturado a 50% com água, ferve a 135ºC (1,5bar) e congela a cerca de -40ºC OUTROS PERMUTADORES DE CALOR - INTERCOOLERS - RADIADORES DE ÓLEO - CONDENSADORES DE AR CONDICIONADO, ETC.

  23. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Como aumentar a potência dos motores • Com o aumento do tamanho dos cilindros • Com o aumento do número dos cilindros • (ambos estes casos é por aumento de cilindrada do motor) • Com o aumento das rotações • Através de sobrealimentação • Sobrealimentação mais vulgar • Mecânica • Compressor de palhetas • Compressor Roots • Compressores centrífugos • Accionada por gases de escape • Turbocompressores

  24. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Componentes adicionais nos motores ESSENCIAIS Bombas de óleo Bombas de água (se as houver) Bombas de combustível Magnetos Conta-Rotações ADICIONAIS (DO MOTOR) Motor de arranque Geradores (alternadores) ADICIONAIS (DA AERONAVE) Bombas hidráulicas Bombas de vácuo Bombas de ar condicionado OUTROS A caixa redutora do hélice O hélice

  25. Instituto Superior Técnico – 13 de Abril de 2005 Pensam que já sabem tudo acerca de motores?!?!? Então tentem perceber como este motor funciona Gnome Rotary Sopwith Pup ~80 Cv 1916

More Related