UNIDADES DE GERENCIAMENTO AUTOMOTIVO 1 (UGA)

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1 UNIDADES DE GERENCIAMENTO AUTOMOTIVO 1 (UGA)
DISCIPLINA UNIDADES DE GERENCIAMENTO AUTOMOTIVO 1 (UGA) EEA102 Prof. Edson Prof. Edson-2013

2 Ser Tecnólogo! Os cursos tecnológicos foram concebidos para atender às reais necessidades do mercado e da sociedade. Isto fica claro quando as próprias diretrizes curriculares fazem distinção entre o bacharel e o tecnólogo: "a formação do tecnólogo é, obviamente, mais densa em tecnologia. Não significa que não deva ter conhecimento científico. O seu foco deve ser o da tecnologia, diretamente ligada à produção e gestão de bens e serviços. A formação do bacharel, por seu turno, é mais centrada na ciência, embora sem exclusão da tecnologia. Trata-se, de fato, de uma questão de densidade e de foco na organização do currículo". Fonte: DELIBERAÇÃO CEE N° 50/05 Prof. Edson-2013

3 *Understanding Automotive Electronics, W. Ribbens, Ed. SAE.
Bibliografia para a disciplina: (*São os materiais básicos e o restante é complementar) *Understanding Automotive Electronics, W. Ribbens, Ed. SAE. *Manual de Tecnologia Automotiva Bosch 25a Ed Edgar Blucher. *Sistema de Desenvolvimento de Controle Eletrônico dos Motores de Combustão *Materiais Disponibilizados pelo Prof. (Papers, Datasheets, etc.). Interna Ciclo Otto, Carlos E. Milhor, Dissertação de Mestrado, USP-SC, 2002. *Monitoramento Eletrônico da Mistura Ar-Combustível em Motores de Combustão Interna Ciclo Otto, Julio Cesar C. Câmara, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal da Bahia, 2006. *Desenvolvimento de um Sistema de Gerenciamento Eletrônico para Motores de Ignição por Centelha, Fabrício José Pacheco Pujatti, Tese de Doutorado, UFMG – 2007. *Uma contribuição ao controle de motores de combustão interna de ignição por centelha na condição de marcha lenta – Braga 2007. Ford Fuel Injection & Electronic Engine Control, C. Probst, Ed. Bentley Publishers Bosch Fuel Injection & Engine Managment, C. Probst, Ed. Bentley Publishers. Automotive Electrics and Automotive Electronic – Completely Revised and Extended, Bosch Handbooks, Robert Bosch, 2007. Prof. Edson-2013

4 Materiais disponíveis em http://sites. google
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5 Diretrizes básicas da Disciplina:
2 Provas (P1 e P2) A P3 é substitutiva, somente para quem perdeu as provas P1 ou P2 (O conteúdo da P3 é todo o Semestre). Todas as listas de exercícios são individuais e obrigatórias, mas devem formar grupos de estudo. Primeiro bimestre, somatória trabalhos valendo de 0 à 10. Segundo bimestre, 1 Trabalho T1 de final de disciplina (Em grupo) e provinhas valendo de 0 à 10. Critério de avaliação: Prof. Edson-2013

6 Avaliação dos Projetos Práticos (Prj) – Média das notas de:
Laboratório: Atingir resultados e objetivos solicitados (50%) Qualidade da Montagem (10%) Recursos Técnicos Aplicados (10%) Domínio dos Alunos e Trabalho em Equipe (30%) Relatório conforme as regras de elaboração: Apresentação (10%) Conteúdo técnico relevante (50%) Organização e Padronização (20%) Resultados Apresentados (20%) Seguir as recomendações do artigo sobre Orientações para melhorar relatórios técnicos. Prof. Edson-2013

7 Conteúdo básico de um Relatório Técnico
Um relatório técnico deve conter as seguintes seções: Resumo: Um breve resumo descritivo sobre os objetivos e resultados do projeto que será apresentado. Deve ser redigido somente após a conclusão do relatório, visto que o resumo trará uma visão rápida do conteúdo do relatório. Por isso chama-se resumo. Introdução: Deve trazer no inicio, um descrição clara dos objetivos do trabalho/projeto. Em seguida deve ter seções organizadas logicamente que abordem o contexto ou uma ideia sobre o projeto ou tema. Deve ter uma breve revisão teórica sobre o assunto que está sendo tratado para auxiliar no entendimento. Metodologia: Descreve-se em nas seções o desenvolvimento do projeto, detalhamento e descrição das partes funcionais. Deve conter elementos que auxiliem o leitor a compreender o funcionamento do projeto, tais como: tabelas, gráficos, esquemas, diagramas, fluxogramas, etc. A descrição do funcionamento de um circuito deve ser acompanhados por rótulos do componentes do circuito para auxiliar a compreensão. Ex. O resistor R1... Deve apresentar os cálculo realizados para se determinar os principais itens do projeto. Tabelas, gráficos e figuras, que auxiliem a compreensão. Se há um software envolvido, deve-se colocar um fluxograma para melhorar o entendimento. Prof. Edson-2013

8 Análise dos Resultado:
Caso o projeto desenvolvido tenha também uma parte experimental, deve-se apresentar os resultados de uma maneira organizada e lógica de forma que o leitor possa acompanhar o raciocínio dos autores. Deve ter seções que apresentem a ordem e a lógica dos teste e experimentos, bem como os resultados em forma de tabelas, gráficos ou figuras. Após a apresentação dos resultados, descrever uma análise dos resultados destacando-se os pontos de interesse do experimento e o benefícios ou vantagens da proposta. Resultados comparativos das medidas (tolerâncias e erros de medição). Informar a instrumentação. Conclusão: A conclusão deve fazer uma análise mais global do experimento e dos resultados. Deve-se avaliar as razões do sucesso ou fracassos do projetos, mas sempre sob o ponto de vista técnico. Não deve trazer impressões pessoais, ganhos ou benefícios pessoais, nem carregar aspectos qualitativos, tais como: “...o projeto permitiu a aplicação dos conhecimentos adquiridos...”, “...foi uma oportunidade para desenvolver...”, “...tivemos muitas dificuldades...”, “...foi muito gratificante...”, ´”...foi necessário um profundo conhecimento da disciplina de...” Deve trazer informações sobre possibilidades de melhorias, vantagens técnicas do projeto, possíveis aplicações e limitações da proposta. Referências: Deve conter a lista da bibliografia consultada para o desenvolvimento o projeto. É obrigatório. Prof. Edson-2013

9 Não usar figuras diretas do Proteus com fundo quadriculado e colorido ou fundo escuro.
Dar preferência ao fundo brando e linha pretas. Cuidado com legibilidade do esquema. As vezes não é possível ler o esquema. Todas as figuras e esquemas devem ser citadas e descritas no texto. Lembrar de numerar as figuras, equações e tabelas. O termo correto de qualquer imagem que é colada num texto é “Figura xx”, na qual xx é o número sequencial e crescente. Deve ter legenda compatível com a figura. As figuras devem complementar e auxiliar a compreensão do texto. Legendas em Português. Prof. Edson-2013

10 Mais algumas recomendações:
Um relatório tem por objetivo de reportar resultados parciais ou totais de uma determinada atividade humana, seja um projeto ou um experimento. Portanto, o conteúdo deve ser o mais preciso, crítico e imparcial. Preciso: Significa que o conteúdo do relatório foi baseado em dados e fontes confiáveis. Tem toda uma metodologia que permite ao leitor buscar e consultar o material referenciado. Crítico: Deve trazer uma análise crítica do autor sobre os diversos aspectos do trabalho, indicando os problemas, soluções, propostas de melhorias, etc. O autor do relatório deve descrever os resultados baseados em dados técnicos e científicos. Imparcial: Significa que autor do relatório não deve transmitir opiniões pessoais, julgamentos e análise de valor baseado nas suas crenças. Deve fazer uma análise “fria” e técnica sobre o projeto e seus resultado. Não deve colocar, “...é muito simples...”, “...foi complicado montar...” Um relatório é: claro nos objetivos, focado, padronizado, homogêneo, escrito baseado na norma culta da língua, organizado e tem as seções construídas conforme descrito anteriormente’ Em nenhuma hipótese pode ser “copy and paste” de qualquer trabalho, livro, apostila, site de internet, etc. Deve ser um trabalho redigido pelos alunos com base nas referências que ele consultou e leu. Prof. Edson-2013

11 Qual o nosso objetivo nesta disciplina???
Prof. Edson-2013

12 Display de LCD (16 caracteres por 2 colunas)
Para o bom andamento da disciplina os alunos devem formar grupos de estudo e pesquisa para trabalhar com kit PIC montado em protoboard. Material: PIC 18F4550 Protoboard Leds de 3mm Display de LCD (16 caracteres por 2 colunas) Fonte de alimentação de e Kit de programação Mosaico ICD2-BR ou PICkit 2 - USB (R$95,00 em 2009) Mplab + algum compilador C (Preferencialmente o CCS) Materiais diversos de montagem eletrônica Prof. Edson-2013

13 Projeto 1 para apresentar e entregar relatório no dia 31/08/2013
Projetar um oscilador de onda quadrada com amplitude de saída de 12 Volts e frequência variável de 0 à 200Hz. Deve ter as seguintes características: 1 – Estabilidade em frequência de +/- 1% da frequência ajustada; 2 – Onda quadrada simétrica – Mesmo tempo de nível alto e baixo; 3 – Regulável por potenciômetro; 4 – Construção estável para ser usado nos testes com a injeção eletrônica; Prof. Edson-2013

14 http://www.ecs.umass.edu/ SMV – SuperMileage Vehicle
Prof. Edson-2009 SMV – SuperMileage Vehicle

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16 Nós desenvolveremos o nosso próprio Hardware para controlar um motor ciclo Otto baseado em um microcontrolador PIC!! “Diversos são os fabricantes desses sistemas que, por diferentes razões, não visualizam a importância das centrais de desenvolvimento nas instituições de ensino superior ou de pesquisas. Esse fato faz com que pesquisadores e alunos busquem soluções para a realização de estudos de novos conceitos aplicados a motores de combustão interna e de combustíveis alternativos” (PUJATTI, 2007) Prof. Edson-2013

17 Esquema do controle do bico injetor – Turma Fatec 2009-2013
Prof. Edson-2013 Esquema do controle do bico injetor – Turma Fatec

18 Esquema do controle do bico injetor – Turma Fatec 2013
Os softwares de controle do bico injetor encontram-se no sitio da disciplina. Eles devem ser analisados e implementados novamente. Sempre devem ser citados os autores do originais do código. Prof. Edson-2013 Esquema do controle do bico injetor – Turma Fatec 2013

19 COMO ESTUDAR PARA ESTA DISCIPLINA
Observar sempre as referências citadas para estudo na página sobre os objetivos específicos da aula. O conteúdo dessas referências são o objeto de estudo e avaliação. Fazer o download dos materiais disponibilizado no sítio da disciplina. A cada mês novos materiais são disponibilizados. Acessar semanalmente a página. A maioria dos materiais estão em inglês. Formar grupos de estudo e trabalhos. Reservar um período para estudos. Revisar sempre os conceitos de eletrônica digital, eletrônica analógica, programação do PIC, sensores e atuadores, cálculo, física, inglês, português, etc. Prof. Edson-2013

20 - Capacidade de análise de circuitos eletrônicos
O QUE SERÁ EXIGIDO - Capacidade de análise de circuitos eletrônicos Conhecimento de programação PIC e arquitetura Tempo para pesquisa e desenvolvimento de projetos Capacidade de trabalhar em equipe e desenvolver projetos eletrônicos Dedicação aos estudos Montar o Kit de experimentos Esta disciplina é importante para entender Gerenciamento II, Inspeção Veicular, Sistemas de Conforto e Segurança, Instrumentação de Bordo, Freios, Sistemas de Suspensão Ativa, Comunicações e Motores II Prof. Edson-2013

21 Nesta disciplina vamos estudar:
Processamento de sinais analógicos (Sensores); Fundamentos de instrumentação e sistemas automotivos; Sistemas de controle de motores ciclo Otto; Arquitetura de uma ECU e Programação Embarcada com PIC; Estratégias de software para controle de ECUs; Projeto de uma ECU. Aulas: Semanal: 8 (Hora-Aula:4, e atividades autônomas: 6); Semestral: 144; Carga horária: 120 h Prof. Edson-2013

22 Objetivos Específicos da Aula 1:
Histórico dos Motores à Combustão. (Cap.1 Milhor e Cap. 2 do Câmara) Motor Ciclo Otto. (Cap. 2 do Câmara e Bosch pag ed.) Carburador X Injeção Eletrônica (Bosch 25ed. Pág. 606 – 609 ) Eletrônica Automotiva (Ribbens, Cap. 1 pag. 3 – 20, Bosch ) Sistemas de Gerenciamentoe . (Bosch pag ed.) ECU FATEC (Estudar o esquema) Combustíveis Fósseis e Mistura (Manual Tec.Bosch pag. 318, 482, 658) Prof. Edson-2013

23 “Todas as formas de energia são mutuamente conversíveis.”
O motor à combustão é baseado na energia térmica gerada por uma explosão segundo a primeira Lei da Termodinâmica proposto por Hermann von Helmholtz. “Todas as formas de energia são mutuamente conversíveis.” Porém com as restrições impostas pela segunda Lei da Termodinâmica (Kelvin e Plank) “É impossível construir uma máquina, operando em ciclos, retirar calor de uma fonte e convertê-lo em trabalho” “O calor não passa espontaneamente de um corpo mais frio para um outro corpo mais quente” (Rudolf Clausius) Prof. Edson-2013

24 Jean Hautefoille (Propôs um motor à pólvora)
Na história do desenvolvimento dos motores à combustão externa, participaram: Jean Hautefoille (Propôs um motor à pólvora) Christian Huygens (Projetou o motor à pólvora) Denis Papin (Máquina à vapor) Thomas Savery (Máquina à vapor) Thomas Newcomen (Construiu a primeira máquina) James Watt (Aprimorou o projeto de Newcomen) Era da conversão de energia com combustível sólido (carvão). Muito antes dos primeiros motores à combustão aparecerem no final do século 19, inventores estavam engajados no esforço de substituir as máquinas à vapor por motores de combustão interna. A primeira tentativa conhecida foi a máquina de pólvora construída por Christian Huygens em Era uma máquina movida à pólvora que movia uma polia pelo efeito do vácuo criado pelo escape dos gases da explosão. A máquina não era contínua e dependia do reabastecimento manual da pólvora e do pavio. Prof. Edson-2013

25 Era do combustível líquido e dos motores de combustão interna.
James Young (Produz combustível líquido a partir do carvão betuminoso) Edwin Drake ( Perfurou o primeiro poço de petróleo) Alphonse Beau de Rochas (Definiu o princípio do motor de 4 tempos) Nikolaus Otto (Construiu o primeiro motor de 4 tempos) Henry Ford (Produziu os primeiro automóveis em série) Prof. Edson-2013

26 Ciclo Otto Convencional com Carburador
1 2 1 Exaustão ideal CO2+H2O 3 1-Manual do carburador, 2-Sistemas de partida, Apostila Técnica Bosch 2001/2002 3-Sistema de desenvolvimento para controle eletrônico dos motores de combustão interna ciclo Otto, Carlos E. Milhor, Dissertação de Mestrado USP-SC 2002. Prof. Edson-2013

27 A questão é como controlar as seguintes variáveis em um carburador?
Mudança barométricas Efeitos da altitude Composição do combustível Densidade do combustível Temperatura do ar e do combustível Gás da recirculação Exaustão E no final manter a mistura Estequiométrica! Prof. Edson-2013

28 3 Grandes fatos que mudaram a história da industria automobilística:
Controle das Emissões de Gases Poluentes Exaustão ideal CO2+H2O Exaustão real CO2+H2O+CO+HxCy+Nox Custo do Barril de Petróleo – Crise dos anos 70 Integração em larga escala do CI. (VLSI) – Redução do custo e aumento da potência de processamento do microprocessadores. Prof. Edson-2013

29 Luis Carlos Passarini USP São Carlos 1993
O conceito de Controle Eletrônico do Motor existe desde da década de 50. GM Bendix Bosch Contudo, o conceito do sistema de alimentação carburado estava bem estabelecida e as montadoras não desejavam substituir a tecnologia que conheciam. Prof. Edson-2013 Luis Carlos Passarini USP São Carlos 1993

30 Prof. Edson-2009

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32 A Ford apoia a International CES 2013, maior feira de inovação do mundo, marcada para 8 a 11 de janeiro em Las Vegas, nos Estados Unidos. Os modelos C-MAX Energi e C-MAX Hybrid, da linha de híbridos elétricos da marca, serão os carros oficiais do evento, onde especialistas da empresa falarão sobre as tendências de inovação na indústria automotiva, interagindo com os avanços da tecnologia de sensores, computação e sistemas de comunicação. "A tecnologia permite à Ford trazer um novo nível de conhecimento e inteligência, que vai melhorar radicalmente a qualidade do tempo que as pessoas passam ao volante", disse Paul Mascarenas, vice-presidente e chefe técnico que tem liderado o time de pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias da montadora, especialmente na área de assistência ao motorista e conectividade com dispositivos móveis. "O Fusion incorpora um nível sem precedentes de sensores, com tecnologias de assistência ao motorista, técnicas de aprendizado para aumentar a disponibilidade de tração elétrica nos híbridos e interfaces gráficas inovadoras para orientar o motorista a economizar combustível", diz o executivo. Com mais de 145 atuadores, sinais e 74 sensores - incluindo radar, sonar, câmeras, acelerômetros, sensores de temperatura e de chuva -, o Fusion 2013 pode monitorar o ambiente em torno do carro e enxergar pontos não visíveis para o motorista. Os sensores produzem mais de 25 gybabites de dados por hora, analisados por 70 computadores embarcados. Junto com os atuadores, eles podem alertar o motorista sobre potenciais perigos, ajudar a estacionar e manter o carro na faixa. "Apenas arranhamos a superfície do que é possível", diz Mascarenas. "O Fusion tem sensores e atuadores que agem independentemente, integrados aos sistemas de assistência. A próxima fase, agora em pesquisa, está voltada à fusão de sensores para perceber o ambiente de forma mais abrangente, combinando múltiplos sinais e também informações externas usando a conexão em nuvem." Mascarenas destaca as principais áreas de inovação da tecnologia automotiva nos próximos anos: *Análise de grande volume de dados e tomada de decisão inteligente. A Ford pesquisa o uso de sensores de dados em tempo real, baseados em radar e câmera, para avaliar fatores externos que afetam a atenção do motorista, como congestionamentos, e limitar potenciais distrações, como uma chamada no celular; *Equipamentos customizados e atualizáveis: a plataforma de pesquisa OpenXC da Ford investe no potencial das fontes abertas, da inovação voltada à comunidade e equipamentos modulares "plug and play", que permitam infinitas oportunidades de customização rápida; *Integração ininterrupta entre ecossistemas na nuvem: o sucesso do sistema de conectividade Ford SYNC está ligado à sua estratégia de plataforma aberta, que já permitiu a adaptação e compatibilidade com o universo de conexão móvel. O próximo passo é fazer o mesmo para o avanço dos serviços baseados em nuvem; *Aprendizado avançado de máquinas: os novos híbridos Fusion e C-MAX Energi plug-in usam o EV+, um dispositivo que aprende os locais habituais de recarga, como a casa ou escritório, e otimiza automaticamente o modo de tração elétrica quando o carro está próximo desses locais; *Biométrica: a montadora está pesquisando sensores biométricos, como os instalados no banco do carro para medir o stress e produzir uma resposta mais adequada dos sistemas de assistência ao motorista, já que o nível de habilidade pode variar em certas situações; *Previsão: os pesquisadores buscam caminhos para prever o comportamento do motorista, como o destino de viagem baseado na experiência anterior, para ajudar a otimizar e configurar os controles do veículo e melhorar o desempenho, como um melhor gerenciamento de energia; *Autenticação rápida de dados: a Ford vê um grande potencial na comunicação entre veículos e está pesquisando ativamente essa tecnologia, incluindo sistemas avançados wi-fi com capacidade de autenticação rápida para que os carros possam trocar informações de forma instantânea e segura, ajudando os motoristas a evitar potenciais colisões. Prof. Edson-2009

33 Sistema de alimentação e controle de consumo, controle de emissões
Atualmente, a aplicação da eletrônica é massiva em automóveis. Há veículos que têm mais de 80 processadores embarcados. A eletrônica controla: Sistema de alimentação e controle de consumo, controle de emissões Instrumentação do painel e comunicações entre equipamentos Controle de direção, controle de tração Segurança ativa, freios ABS Sistemas de conforto e conveniência (controle interno externo) Entretenimento (Rádio, DVD), navegação (GPS), comunicações Bluetooth Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Automotiva Bosch, pag. 592, 25ed.

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35 Prof. Edson-2009 ITIV

36 Prof. Edson-2009 ITIV

37 Nosso Interesse: Controle do Sistema de Gerenciamento de Motor
Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Automotiva Bosch, pag. 592, 25ed.

38 Sistema básico de gerenciamento de um motor de combustão interno.
Prof. Edson-2013 RACHEL, Todd E., Automotive Electronic Fuel Injection-Essential Design Considerations, IEEE Trans. On Veicular Techonolog v.23, 2, 1974

39 Sistema básico de gerenciamento de um motor de combustão interno.
Prof. Edson-2013 ECU  EFI Ler o artigo do Rachel RACHEL, Todd E., Automotive Electronic Fuel Injection-Essential Design Considerations, IEEE Trans. On Veicular Techonolog v.23, 2, 1974

40 Sistema básico de gerenciamento de um motor de combustão interno de 4 tempos comercial (Toyota).
Prof. Edson-2013

41 Prof. Edson-2013 Toyota

42 Compostos Orgânicos São compostos formados por Carbono
São estudados na Química Orgânica – Friedrich Wöhler. Tem como característica a formação de grandes cadeias. São mais numerosos que os compostos inorgânicos. Nem todos os compostos que tem Carbono são orgânicos, exemplo CaCO3 (Mármore) Prof. Edson-2013

43 Compostos Orgânicos – Propriedades
Solubilidade - A grande maioria dos compostos orgânicos tem ligações covalentes e apolares, portanto são solúveis em água. A maioria dos compostos orgânicos têm PF e PE baixos. Como são compostos moleculares e não iônicos, não conduzem eletricidade. Se decompõem com o aquecimento (400C). Ex. Cianato de Amônia quando aquecido se transforma em Uréia. São inflamáveis. Prof. Edson-2013

44 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
Hidrocarbonetos Alifáticos Saturados Fórmulas estruturais e moleculares de 3 alcanos Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

45 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
Resultado do Fracionamento do Petróleo Prof. Edson-2009 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

46 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
Combustão dos Hidrocarbonetos: A combustão é uma reação química exotérmica que depende de dois elementos principais, o combustível e o comburente ou oxidante. Do processo da reação resultam novas substâncias e energia. Combustível + Comburente  Combustão Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

47 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
Combustão dos Hidrocarbonetos: Sendo o combustível um Hidrocarboneto (CxHy) e o comburente o Gás Oxigênio (O2) temos: CxHy + O2  CO2 + H2O + energia Quando a queima é completa. Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

48 Queima Completa dos Hidrocarbonetos
Exemplo: Butano H3C—CH2—CH2 —CH3 (C4H10) 1C4H /2O2  4CO2 + 5H2O + energia Dióxido de Carbono = Efeito Estufa Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

49 Queima Incompleta dos Hidrocarbonetos
Exemplo: Butano H3C—CH2—CH2 —CH3 (C4H10) 1C4H10 + 9/2O2  4CO + 5H2O + energia Monóxido de Carbono = Nocivo à saúde Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

50 Queima Incompleta dos Hidrocarbonetos
Exemplo: Butano H3C—CH2—CH2 —CH3 (C4H10) 1C4H10 + 5/2O2  4C + 5H2O + energia Carbono = Fuligem, Poluição Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

51 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
O que você observou de diferente nos 3 processos de queima do Hidrocarboneto???? Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

52 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000
A quantidade de Oxigênio (O2) queimado!! 1C4H /2O2  4CO2 + 5H2O + energia 1C4H10 + 9/2O2  4CO + 5H2O + energia 1C4H10 + 5/2O2  4C + 5H2O + energia Ou de um modo mais genérico CxHy + (x+y/4)O2  xCO2 + (y/2)H2O Prof. Edson-2013 Química Moderna, Geraldo Camargo Carvalho, Ed. Scipione 2000

53 A Gasolina é um Hidrocarboneto muito complexo.
Sua composição é formada de diversas misturas que tem o objetivo de melhorar a combustão, aumentar a vida do motor e reduzir os poluentes. (Em teoria!). Na sua composição básica sem aditivos temos C8H18 que é um Isoctano ou Gasolina de Polimerização que é obtida por meio de Cracking. (Faça o balanço da queima completa) Atualmente, a Gasolina Brasileira é uma mistura com Alcool entre 20% a 25% +/- 1%, mas o processo de combustão é o mesmo. Prof. Edson-2013

54 O Ar Atmosférico é também um mistura complexa de vários gases:
~78% de Nitrogênio (N2) ~21% de Oxigênio (O2) ~1% de outros gases (CO2, H20 (Vapor), Arg, Ne, etc) Apesar da grande quantidade de Nitrogênio, o gás é inerte e não participa no processo da combustão do Hidrocarboneto. Contudo, ele reage com o Oxigênio a altas temperaturas e pressão, e produz poluentes. Prof. Edson-2013

55 A velocidade da reação pode ser influenciada por: Temperatura
A queima dos Hidrocarbonetos ocorre na forma gasosa porque é necessário acelerar a cinética química. Como a combustão da Gasolina é um processo exotérmico observa-se que a entalpia do processo é a produção de energia na forma de calor, isto porque a pressão exercida na câmara de combustão é constante. A velocidade da reação pode ser influenciada por: Temperatura Concentração Pressão Superfície Prof. Edson-2013

56 Manual de Tecnologia Bosch 25ed.
Equação de Estado do Gás Ideal para n-mol de gás é dado por: PV=nRT P = Pressão em Pascal (Pa) V= Volume em litros (l) R= Constante universal dos gases (8,314 J/mol.K) T= Temperatura em Kelvin Lembrando que 1 Litro =1dm3 Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Bosch 25ed.

57 Internal Combustion Engine - Heywood
Admissão Compressão Explosão / Expansão Exaustão Prof. Edson-2013 Internal Combustion Engine - Heywood

58 Manual de Tecnologia Bosch 25ed.
Lembrando que 1 Litro =1dm3 Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Bosch 25ed.

59 E se tivermos Nitrogênio (N2)
Estequiometria da queima da Gasolina. Para que a queima dos Hidrocarbonetos seja perfeita é necessário as moléculas de Carbono e Hidrogênio juntem-se às moléculas de Oxigênio formando Gás Carbônico e Água (Queima completa). E ela ocorre quando o balanço da equação é conseguido CxHy + (x+y/4)O2  xCO2 + (y/2)H2O + energia E se tivermos Nitrogênio (N2) CxHy + (x+y/4)(O2 + 3,78N2) xCO2 + (y/2)H2O + 3,78(x+y/4) N2 Prof. Edson-2013 Fundamentals of Air Pollution Engineering, Flagan & Seinfeld, 1998 Ed. Printice Hall, cap. 2

60 Bosch Fuel Injection System, Forbes Aird
1 litro de ar em baixa temperatura tem mais moléculas de oxigênio que 1 litro de ar em alta temperatura. Outros fatores que afetam a quantidade de moléculas de oxigênio são a altitude e a pressão barométrica. Prof. Edson-2013 Julio Cesar Câmara Bosch Fuel Injection System, Forbes Aird

61 Relação A/C teórica de um iso-octano C8H16
Base Molar da relação A/C Relação A/C teórica de um iso-octano C8H16 Prof. Edson-2013 Julio Cesar Câmara, Monitoramento Eletrônico da Mistura Ar/Combustível. Cap. 3

62 Manual de Tecnologia Bosch 25ed pag. 318
E no caso da queima completa, podemos determinar o poder calorífico dos combustíveis utilizando a conhecida lei de Joule. Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Bosch 25ed pag. 318

63 Manual de Tecnologia Bosch 25ed pag. 318
Como em média a densidade aproximada da gasolina é de 0.735, podemos determinar que o poder calorífico de 1 litro de gasolina vale: Para os combustíveis líquidos o poder calorífico pode variar de 46000KJ/Kg à KJ/Kg Prof. Edson-2013 Manual de Tecnologia Bosch 25ed pag. 318

64 Determinação da Potência Térmica:
Prof. Edson-2013

65 Determine a eficiência térmica de um motor de 22. 4 KW que consome 10
Determine a eficiência térmica de um motor de 22.4 KW que consome 10.5L por hora. Considere o valor calorífico como sendo 46000KJ/Kg e a densidade de 0,72 Kg/L. Prof. Edson-2013

66 Já a Potência Efetiva pode ser determinada por:
Mas não estamos considerando as perdas. Prof. Edson-2013

67 Potência Indicada: é a potência que considera as perdas térmicas
Portanto: Potência Teórica: é a potência calculada considerando-se que toda a energia da combustão é convertida em trabalho Potência Indicada: é a potência que considera as perdas térmicas Potência Efetiva: é a potência que considera as perdas térmicas e mecânicas er Prof. Edson-2013

68 Octanagem de um combustível:
É a proporção entre de mistura entre iso-octane e n-heptano e mede a resistência do combustível à detonação. O iso-octano tem alta resistência à detonação e o n-heptano detona muito facilmente. A proporção vai de 0 à 100 Octanas. C8H18 que é um Isoctano ou Gasolina de Polimerização considerada 100. Taxa de compressão em 1925 = = 9.0 Prof. Edson-2013

69 Ler o capítulo 3 da Dissertação do Câmara e capítulo sobre Fundamentos da Combustão (material fornecido no sitio da disciplina) Ler Bosch páginas Prof. Edson-2013

70 Prof. Edson-2009

71 Bosch Mono-Motronic Throttle-Body Injection (TBI)
Prof. Edson-2013

72 Bosch Mono Motronic Prof. Edson-2013

73 Bosch Mono Motronic Sonda de Temperatura Retorno Prof. Edson-2009

74 Bosch Mono Motronic Sonda de Temperatura Prof. Edson-2013

75 Controle da Marcha Lenta
Ler material sobre o Mono-ponto da Bosch na pág. 634 até 643 e também o material disponível no sitio da disciplina. Prof. Edson-2013

76 Projeto 2 para apresentar e entregar relatório no dia 21/03/2013
Montar e testar o sistema de injeção eletrônica do alunos do 1ª semestre de 2012 que se encontra no sitio da disciplina. 1 – Escolher o sistema de montagem que acharem mais conveniente; 2 - Consertar possíveis defeitos que possam aparecer; 3 – Melhorar o projeto e melhorar a documentação; 4 – Usar o oscilador projetado para testar o sistema. Prof. Edson-2013