Relatorio Final Motor

UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES - CAMPUS DE ERECHIM ENGENHARIA INDUSTRIAL MECÂNICA

MOTOR VW 16V ELIESER BATISTELLA FABIO JOSÉ PRECZEVSKI IVO NAISINGER RICARDO KORALESKI DAYTON ESPIG FLÁVIO STAKONSKI

MÁQUINAS TÉRMICAS A PROF. JULIANO HAWRYLUK

DEZEMBRO DE 2011 ERECHIM - RS

RESUMO

Neste trabalho será apresentado informações sobre o motor VW 1.0 Hitorq 16 V, fabricante, ficha técnica, procedimentos de desmontagem e montagem, dimensões realizadas nos pistões, cilindros, bielas e volumes. O motor usado para as medições foi um VW 16V do fabricante Volkswagen , que se encontra no Laboratório de Motores do curso de Engenharia Mecânica da URI Campus de Erechim-RS. Também um comparativo entre os resultados de medições e cálculos matemáticos, dos principais componentes, com os dados originais do motor.

Sumário 1.INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 1.1 OBJETIVO ............................................................................................................ 4 1.2 CARACTERÍSTICAS DO MOTOR .................................................................... 4 2. DESCRIÇÃO E PROCEDIMENTOS ................................................................... 5 2.1 PROCEDIMENTO DE DESMONTAGEM ......................................................... 5 3 METODOLOGIA .................................................................................................... 9 3.1 TAXA DE COMPRESSÃO ................................................................................ 11 3.2 CILINDRADA..................................................................................................... 11 3.3 RAZÃO DE COMPRESSÃO ............................................................................. 12 3.4 DIÂMETRO/CURSO DO PISTÃO ................................................................... 12 3.5 BRAÇO/RÁDIO .................................................................................................. 12 3.6 EFICIÊNCIA MECÂNICA ................................................................................ 13 3.7 EFICIÊNCIA ...................................................................................................... 13 3.8 TORQUE ............................................................................................................. 15 3.9 POTÊNCIA ......................................................................................................... 15 3.10 CONSUMO ESPECIFÍCO DE COMBUSTÍVEL ........................................... 16 3.11 PRESSÃO MÉDIA EFETIVA .......................................................................... 17 3.12 POTÊNCIA POR CILINDRO .......................................................................... 17 4 RELAÇÃO DE PEÇAS FALTANTES ................................................................. 17 5 MONTAGEM DO MOTOR .................................................................................. 18 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 19 7 DESENVOLVIMENTO DO CAVALETE ........................................................... 20 8 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 24

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1. INTRODUÇÃO Motor de combustão interna é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão. O motor analisado possui o Ciclo de Otto que é um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi o Francês Beau de Rochas que desenvolveu teoricamente o funcionamento de um motor de quatro tempos que utilizava a compressão dos gases combustíveis no interior de um pistão. Apesar de não ter construído esse motor, o ciclo proposto por ele foi um grande salto no desenvolvimento dos motores.A construção do motor quatro tempos ficou a cargo do engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876. Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeio atualmente. Basicamente os motores são constituídos de cilindros com pistões móveis e um virabrequim ou eixo que transmite o movimento dos pistões para as rodas. O motor é fabricado com ligas de metais capazes de suportar altas temperaturas sem se fundirem e com a propriedade de transmitirem facilmente o calor gerado pelo atrito entre as peças e a explosão para o ambiente. Os motores de quatro tempos são assim chamados por realizarem um ciclo composto por quatro fases: admissão, compressão, explosão e escape . Neste tipo de motor 16V, a explosão de quatro cilindros, sua principal característica é a adoção de mais duas válvulas por cilindro, que trabalham simultaneamente as duas já existentes, cada cilindro possui 4 válvulas (4 cilindros x 4 válvulas = 16 válvulas), aumentando o fluxo de gases do motor, podendo assim desenvolver maior potência. 1.1 OBJETIVO O objetivo deste trabalho é apresentar um comparativo entre os resultados de medições e cálculos matemáticos, dos principais componentes de um motor VW 16V, com os dados originais do motor. Apresentados gráficos e tabelas comparativas.

1.2. CARACTERÍSTICAS DO MOTOR

O motor VW Hitorq 16V, foi o primeiro motor 1.0 com 16 válvulas do mundo, este se destacava por reunir vantagens de baixo consumo e leveza dos motores de pequenos e, a alta potência dos motores de maior cilindrada. Seu baixo consumo

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conseguido graças a sua baixa cilindrada e ao gerenciamento eletrônico do motor, incorporando funções como injeção multiponto seqüencial e circuito fechado lambda. O motor possui elevado valor de potencia que é obtido em função do desenho do cabeçote, que foi projetado para obter uma câmara hemisférica com quatro válvulas por cilindro e uma vela de ignição central, associado a desenhos dos coletores e ignição mapeada com controle de detonação. A relação curso/diâmetro dos pistões e favorável ao torque em baixas rotações, o que deixa o motor nervoso, porém suave e agradável em marcha lenta.

2. DESCRIÇÃO E PROCEDIMENTOS 2.1 PROCEDIMENTO DE DESMONTAGEM

O procedimento de desmontagem consiste em avaliar as ferramentas corretas para cada componente. Com o motor fixado em um suporte foi realizado a desmontagem da parte superior para a inferior, iniciando pelos componentes auxiliares, tampa do comando de válvulas, câmes, cabeçote, cárter, pescador e mancal de bronzinas.

Figura 1 – Foto do motor no cavalete.

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A desmontagem iniciou pela retirada dos componentes auxiliares que são presos ao motor.

Figura 2 – Retirada dos componentes auxiliares.

Após foi retirada da tampa do cabeçote, que é presa ao cabeçote por seis parafusos.

Figura 3 – Retirada da tampa do cabeçote.

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Em seguida foram desmontados os eixos de comando de válvulas, câmes, que são fixados junto ao cabeçote com vinte e quatro parafusos, e o próprio cabeçote que é fixado ao bloco do motor com dez parafusos.

Figura 4 – Motor já sem o comando de válvulas e o cabeçote.

O passo seguinte foi girar o motor no cavalete em 180° para retirar a tampa do cárter que é presa ao bloco do motor, neste componente estava fixado somente com nove parafusos, faltando o restante.

Figura 5 – Retirada da tampa cárter.

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Após ter sido aberto o cárter foi retirado o pescador que é preso ao bloco por quatro parafusos.

Figura 6 – Retirada do pescador.

Com a retirada do pescador o passo seguinte foi iniciar a desmontagem dos pistões, que são presos ao virabrequim por dois parafusos em cada pistão, e retirado também o virabrequim que é preso ao bloco do motor por quatro parafusos, sendo dois em cada extremidade do bloco.

Figura 7 – Bloco do motor após a retirada dos pistões e virabrequim.

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3. METODOLOGIA

Depois de concluída a desmontagem do motor foram feitas as medições dos componentes com objetivo de levantar informações para posteriormente fazer um comparativo com as informações originais do motor dos seguintes itens: - Taxa de Compressão - Cilindrada - Razão de Compressão - Diâmetro/Curso do Pistão - Braço/Rádio - Eficiência Mecânica - Eficiência - Torque - Potência - Consumo de Combustível - Pressão Média Efetiva - Potência por Cilindro

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Figura 8 – Fazendo medições nos componentes do motor .

Os diâmetros encontrados são apresentados na tab.:

Tabela 1 - Diâmetros dos pistões e camisas.

1

2

3

4

Ø PISTÃO (mm)

67,12

67,06

67,14

67,14

Ø CAMISA (mm)

67,6

67,6

67,6

67,6

Onde, o Ø do pistão é de 67,115 mm e o Ø da camisa equivale a B = 67,6 mm. Os demais itens medidos podem ser analisados na tabela a seguir:

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Tabela 2 - Volumes e dimensões mensurados em laboratório.

ITENS MEDIDOS Vd

VOLUME ADMITIDO

294693,6mm3

Vc

VOLUME COMPRIMIDO

27450,33mm3

L

CURSO DO PISTÃO

72,5 mm

l

BRAÇO (BIELA/MANIVELA)

139 mm

a

RAIO (BIELA/MANIVELA)

69,5 mm

3.1 TAXA DE COMPRESSÃO É um valor numérico, neste caso uma razão ou proporção, que compreende a relação entre o volume da câmara de combustão completamente distendida para o volume da câmara de combustão completamente comprimida. (1) Através dos dados medidos encontramos uma Taxa de compressão = 10,7. Valor este aceitável, pois para motores de ignição por centelha a taxa de compressão deve estar compreendida entre 8