sábado, 9 de maio de 2015

Funcionamento dos carros a combustão e elétrico

Funcionamento do carro a combustão

O motor movido à combustão interna é constituído por cilindros, que podem variar de 2, em motores 2 tempos de motos, até 6 em carros, e em carros especiais de corrida ou alta potência podem ter 12.

Esses cilindros possuem um pistão que possui o movimento livre, apesar de ser extremamente justo dentro do cilindro. Inicialmente o pistão desce e a válvula de admissão se abre, para que a mistura de ar e combustível, em proporções exatas,  seja injetada no cilindro.

Após a injeção da mistura, a válvula de admissão é fechada e o pistão retorna para cima, comprimindo a mistura. Quando o combustível atinge sua compressão máxima um sistema elétrico produz uma faísca para realizar a ignição. Essa faísca é produzida pois mesmo em alta pressão a mistura não entra em ignição a baixas temperaturas, então é necessária a faísca para realizar o processo de ignição.

Com a ignição realizado haverá o processo de geração de vários gases que se expandem rapidamente empurrando o pistão novamente para baixo. A força dos gases exercida sobre o pistão que o fazem descer é aproveitada pelo motor para fazer girar um conjunto de engrenagens.

Ao atingir a expansão máxima, uma válvula de escape é aberta para que os gases possam sair do cilindro. Depois disso o ciclo acontece repetidas vezes. A utilização de mais um cilindro torna o funcionamento mais eficiente, uma vez que cada pistão realiza o movimento alternadamente. Sendo assim, o movimento de um pistão para baixo auxilia a subida do outro pistão.

Esses pistões são acoplados em um sistema mecânico denominado virabrequim, que não só capta a força que eles exercem para utilização na geração de trabalho, como sincroniza o processo de geração de faíscas.





Rendimento:

Um grande problema encontrado atualmente por desenvolvedores de motores é o rendimento dos motores. Grande parte da energia introduzida no motor é “perdida”, e somente uma pequena parte é transformada em trabalho. O rendimento dos motores varia de 20% até em torno de 40%.

Esse baixo rendimento se dá, devido ao grande desperdício de energia gerado pelo motor. Esse desperdício é gerado principalmente pelo atrito das engrenagens do próprio motor, e pela perda de energia na forma de calor. Mas além dessas perdas, também há perdas no circuito de refrigeração e perdas no escapamento, devido a queima incompleta do combustível.

Sistema de ignição:

O sistema de ignição é responsável por criar uma faísca que será responsável pela combustão do combustível, uma vez que a compressão não é suficiente para que ele entre em combustão. Essa faísca é gerada por uma vela.

A corrente necessária para a ignição deve ter, pelo menos, de 40 a 60 mA e deve ter uma tensão de 12 000 Volts. O carro possui uma bateria que fornece 12 V, por isso é necessário um sistema que transforme esses 12 V em 12 000 V. Esse processo de transformação, inicialmente, era formado por um circuito elétrico com um transformador, no entanto, esse sistema evoluiu ao ponto de a ignição levar muita eletrônica.

No sistema elétrico, há uma bobina responsável pela transformação da voltagem. Essa bobina é constituída por um enrolamento de fios primários mais grossos, e um enrolamento de fios secundários mais finos que dão muito mais voltas. A relação entre o número de voltas do primário com o secundário é que determina a voltagem de saída.

Por exemplo, se o primário possuir 100 voltas e o secundário 100 000 voltas, a tensão será multiplicada por 1000. Assim, é possível transformar 12 V em 12 000 V. Porém, esse sistema só é possível quando a corrente que passa pela bobina varia. Para isso, existe uma chave que abre o circuito e fecha no momento em que a faísca é necessária.


Funcionamento do carro elétrico


A principal diferença do carro elétrico para com o convencional é que o elétrico ao invés de utilizar o motor de combustão interna,utilizar motores elétricos que são alimentados pela energia elétrica proveniente de baterias,são geralmente de íons de lítio e podem ser recarregadas por até 200 vezes,ou de reações químicas entre o hidrogênio e oxigênio.No caso dos carros elétricos alimentados somente pela energia elétrica armazenada em baterias,estas podem ser totalmente recarregadas em casa durante,em média,seis horas.

Quanto aos movidos a hidrogênio,o hidrogênio é armazenado em tanques feitos de fibra de Carbono para que se suporte a grande pressão exercida pelo hidrogênio.este reage com o oxigênio formando energia e a água como subproduto,essa eletricidade gerada pode ser utilizada diretamente pelo motor ou recarregar baterias reservas.

Em ambos os casos,o carro elétrico é muito silencioso,já que o motor elétrico,praticamente,não faz barulho.Existe também a vantagem de em situações oportunas como descer um morro,o motor pode ser utilizado como gerador de energia e recarregadas,um carro movido somente pela energia proveniente de baterias tem capacidade de percorrer apenas 100km sem ser necessário recarregar,no caso do movido por hidrogênio, 350km.




Eficiência energética:
Os carros elétricos possuem uma eficiência energética superior aos convencionais,pois a eficiência dos motores elétricos é muito maior do que todas as outras formas de propulsão em uso atualmente.Um motor de combustão interna,possui em média a eficiência de 25%.o que significa que,para 100 unidades de energia(gasolina ou diesel),apenas 25 vão realmente "fazer o carro se movimentar",os outros 75 são disperdiçados,principalmente através de atrito e calor.Motores elétricos puros,no entanto,têm uma média de 80% de eficiência(alguns chegam perto de 95%).




Bibliografia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico


http://pt.wikipedia.org/wiki/Ve%C3%ADculo_el%C3%A9trico


http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/7031-como-funciona-o-motor-a-explosao-ou-de-combustao-interna-art1344

http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/motores/downloads/7_rendimentos.pdf

Planejamento do grupo:

Para a próxima semana, de acordo com o cronograma do grupo, iremos começar o desenvolvimento do trabalho realizando a primeira análise comparativa. O parâmetro de comparação será o impacto ambiental.

Alunos responsáveis pela postagem acima: Lucas e Gustavo.

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