SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO
O sistema de alimentação consiste em um conjunto de componentes responsável por alimentar o motor com ar e combustível nas proporções ideais, para que o motor desenvolva a potencia requerida e que as emissões de poluentes estejam dentro de limites aceitáveis.
ALIMENTAÇÃO DE AR
O ar admitido deve estar isento de empresas, partículas abrasivas suspensa no ar, que podem provocar desgaste prematuro do embolo e cilindros.
Com o uso o filtro de ar acaba se tornando saturado, isso faz com que a pressão interna do coletor diminua, reduzindo o enchimento do cilindro e consequentemente a potencia do motor.
No passado se utilizada filtros de ar a banho de óleo, atualmente é utilizado filtros ceco, alguns veículos podem vir equipados com um sistema que utilizam a força centrifuga para separa partículas maiores outro dispositivo é ó indicador de restrição que pode ser mecânico ou elétrico.
REAÇÃO DE QUEIMA DO COMBUSTIVEL
GASOLINA PURA 14,506
ETANOL PURO (HIDRATADO) 8,479
GASOLINA COM 10% DE ETANOL (ANIDRO) 13,581
GASOLINA COM 22% DE ETANOL (ANIDRO) 12,634
GASOLINA COM 24% DE ETANOL (ANIDRO) 12,490
GASOLINA COM 26% DE ETANOL (ANIDRO) 12,351
O QUE É GASOLINA
A gasolina é um combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos (compostos orgânicos que contem átomos de carbono e hidrogênio) e, em menor quantidade, por produtos oxigenados (produtos que possuem átomos de oxigênio em sua formula química, como os álcoois, éteres, etc.).
Os hidrocarbonetos que compõem a gasolina (hidrocarbonetos aromáticos, olefínicos e saturados) são em geral, mais “leves” do que aqueles que compõem o óleo diesel, pois são formadas por moléculas de menor cadeias carbônicas (normalmente cadeias de 4 a 12 átomos de carbono).
além dos hidrocarbonetos e dos oxigenados, a gasolina contem composto de enxofre, compostos de nitrogênio e compostos metálicos, todos eles em baixas concentrações.
A gasolina básica (sem oxigenados) possui uma composição complexa.
A sua formulação pode demandar a utilização de diversas correntes nobres oriundas do processamento do petróleo como :
nafta leve (produto obtido a partir da destilação direta do petróleo), nafta craqueada que e obtida a partir da quebra de moléculas de hidrocarbonetos mais pesados (gasoleos),
nafta reformada obtida de um processo que aumenta a quantidade de substâncias aromáticas,,
nafta alquilada obtida de um processo que produz iso-parafinas de alta octanagem a partir de iso-butanos e olefinas etc.
Tomando-se como exemplo a gasolina produzida na REGAP, verifica-se que as proporções destes componentes variam entre 50 a 100% de nafta craqueada e entre 0 a 50% de nafta leve, alem da participação da nafta reformada.
Em outras refinarias de petróleo, a esta formulação pode-se acrescentar outros tipos de nafta como a nafta isomerizada.
A gasolina atualmente disponibilizada em nosso país para o consumidor final e que é comercializada pelos postos revendedores (postos de gasolina) é aquela que possui compostos oxigenados em sua composição, normalmente, Álcool Etílico Anidro.
Em épocas de crise no abastecimento de álcool etilico, quando a produção da industria alcooleira não é suficiente para atender a demanda de etanol anidro, outros compostos oxigenados, como o MTBE* (metil,Terc-Butil-Éter) e METANOL (álcool metilico) poderão, após aprovação Federal, estar presentes na gasolina disponível aos consumidores.
* O MTBE é normalmente utilizado como componente da gasolina desde 1974 na EUROPA e desde 1979 nos EUA. No Brasil, o RGS tem o MTBE incorporado na gasolina desde 1990.
NÚMERO DE OCTANO (OCTANAGEM)
A qualidade da gasolina é constantemente avaliada levando-se em conta seu numero de octano ou o seu índice antidetonante (IAD).
A octanagem de uma gasolina indica sua resistência a detonação, em comparação com uma mistura contendo iso-octano (ao qual é creditado um numero de octano igual a 100) presente em uma mistura com n-heptano (número de octano igual a zero).
Exemplificando , uma gasolina terá uma octanagem igual a 80 se durante o teste, apresentara mesma resistência a detonação apresentada por uma mistura que contem 80% em volume de iso-octano e 20% em volume de n-heptano.
A avaliação da octanagem da gasolina é justificada pela necessidade de garantir que o produto atenda as exigências dos motores nos tempos de compressão e de expansão (quando ocorrem aumentos de pressão e de temperatura) sem entrar em auto-ignição.
Para cada projeto de motor, tem-se o momento ideal para a ocorrência do centelhamento da vela de ignição.
Logo após o centelhamento, ocorre a formação de uma frente de chama que se propaga através da câmara de combustão, queimando o combustível e provocando um substancial aumento da pressão e da temperatura.
Estes aumentos de pressão e temperatura devem ser absorvidos pela gasolina sem entrar em auto-ignição.
Se a gasolina não corresponder a essa exigência, ela se inflamara espontaneamente, criando uma nova frente de chama que se propagara e se chocara com a frente de chama inicialmente gerada pela vela de ignição.
Este choque gera um ruído semelhante ao de pecas metálicas que se chocam, o que é denominado detonação ou batida de pino.
Este fenômeno alem de aumentar o ruído produzido pelo veiculo, pode vir a causar sérios danos aos motores como: desgaste, por erosão, do pistão, cabeçote e eletrodo das velas ;
avaria nos mancais etc.
Além disto, o motor terá a sua potência prejudicada enquanto aumentar o consumo de combustível.
Isto ocorre porque parte da energia liberada pela gasolina deixa de ser aproveitada para geração de forca no motor e se perde como ondas de choque descontroladas.
MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DE OCTANAGEM EM GASOLINA
Para a avaliação da octanagem das gasolinas automotivas, encontram-se disponíveis os dois métodos a seguir apresentados:
MÉTODO MON (Motor Octane Number) ou MÉTODO MOTOR ASTM D2700
Esse método avalia a resistência da gasolina a detonação quando esta sendo queimada em condições de funcionamento mais exigentes e em rotações mais elevadas, como acontece nas subidas de ladeira com marcha reduzida e velocidade alta e nas ultrapassagens (quando a aceleração é aumentada mesmo já estando o carro em alta velocidade).
O numero de octano motor é o que é especificado para a gasolina brasileira contendo álcool etilico (gasolina tipo C, comum ou aditivada).
O teste é feito em motores especiais (motores CFR-Cooperative Fuel Research) monocilindricos de razão de compressão variável, equipados com a instrumentação necessária e montados numa base estacionaria.
Durante o teste, esse motor opera sob condições controladas como:
rotação 900+/- 9 rpm,
temperatura do óleo lubrificante 58°C +/- 8°C,
temperatura do liquido de arrefecimento em 100°C +/- 2°C,
temperatura do combustível em 141 a 163°C, além de outras.
MÉTODO RON (RESEARCH OCTANE NUMBER) ou MÉTODO PESQUISA ASTM D2699
É um método que avalia a resistência da gasolina a detonação sob condições mais suaves de trabalho e a uma rotação menor da aquela avaliada pelo octanagem MON, como ocorre por exemplo, ao “arrancarmos” o veiculo em um sinal.
O teste é feito em motores semelhante aqueles utilizados para o teste da octanagem MON.
Nesse teste, a rotação é controlada em 600 +/- 6 rpm, a temperatura do lubrificante é mantida em 58°C +/- 8°C, a temperatura do liquido de arrefecimento é mantida em 100°C +/- 2°C e o avanço do distribuidor é fixado em 13°.
Não é definida a temperatura em que deve ser mantido o combustível.
A octanagem RON não faz parte do quadro da especificação brasileira da gasolina automotiva dos tipos A ou C (nesse caso o teste é realizado facultativamente pelas refinarias da Petrobras) constando, porem, do quadro de especificações da gasolina Padrão.
OCTANAGEM REQUERIDA PELOS MOTORES A GASOLINA
No que diz respeito a octanagem necessária para o bom funcionamento dos motores, é importante saber que, para cada projeto básico de motor, existe uma característica de resistência mínima a detonação, requerida.
O uso de uma gasolina com octanagem superior aquela para o qual o motor foi projetado não trará a ele nenhum ganho de desempenho.
Já o uso de um combustível com octanagem menor do que aquela prevista no projeto, causara perda de potência e aumento do consumo de combustível, podendo ate mesmo causar danos ao motor.
Os veículos fabricados no Brasil até hoje (abril de 1997) têm os seus motores regulados para um número de octanagem MON igual a 80, que é o valor mínimo especificado para a gasolina C-comum, a única produzida no nosso País até fevereiro de 1997.
Quanto aos veículos importados, esses são, originalmente, projetados para a octanagem característica do combustível do país onde são fabricados.
Quando essa regulagem não corresponder a octanagem de nosso combustível, deve ser feito um novo ajuste visando adequar as exigências do motor ao combustível aqui disponível, impedindo a ocorrência de detonações e perda elevada de potência.
Com advento da gasolina PREMIUM (IAD = 91, mínimo), disponível nos postos revendedores a partir de fevereiro de 1997, os veículos nacionais e importados cujos motores necessitam de um combustível de maior performance antidetonante passaram a contar com uma gasolina de maior resistência a detonação e que lhes fornece a possibilidade de obtenção de melhor rendimento em termos de potência e economia de combustível.
Com esta gasolina é possível a alguns veículos importados obter de seus motores a potência para as quais foram originalmente projetados sem necessidades de ajustes para queima de um combustível de menor octanagem.
Outro aspecto importante sobre a octanagem requerida é que as condições ambientais exercem influencia sobre a exigência dos motores.
Um motor funcionando em locais que se encontram acima do nível do mar onde a pressão atmosférica é menor e o ar mais rarefeito, apresenta menor exigência de octanagem do que aquela por ele requerida quando está operando ao nível do mar.
Nesses locais a pressão atmosférica maior faz com que, para um mesmo volume aspirado tenhamos maior massa de ar disponível.
Isso gera maior temperatura e pressão no processo de queima no motor (conforme literatura, um aumento de 1000m na altitude reduz a exigência de octanagem em torno de 4,4 números de octano).
Assim, pode acontecer de um motor que funciona em cidades que se encontram acima do nível do mar, como as cidades mineiras, sem apresentar batidas de pino, vir a apresenta-las quando em funcionamento em cidades litorâneas, o que exigira ajustes no “ponto” de ignição.
Procedimento de ensaio de teor de álcool em gasolina
SUMÁRIO
1. Objetivo
2. Campo de Aplicação
3. Documento de Referência
4. Procedimento
5. Condições Gerais
6. Equipamentos e Materiais
7. Apresentação dos Resultados
Anexo A – Planilha de Resultados
1. OBJETIVO
Este procedimento prescreve a determinação do teor de gasolina em álcool etílico anidro combustível.
2. CAMPO DE APLICAÇÃO
Este procedimento é utilizado na determinação do teor de gasolina AEHC.
3. DOCUMENTO DE REFERÊNCIA E SIGLAS
Port. DNC Nº 42/94 – Determinação do teor de álcool anidro ou gasolina existente na mistura álcool anidro- gasolina.
AEHC – Álcool Etílico Hidratado Combustível
4. PROCEDIMENTO
4.1 – Adicionar 50 ml da mistura álcool-gasolina na proveta de 100 ml.
4.2 – Adicionar água destilada na proveta até completar o volume para 100 ml.
4.3 – Inverter e agitar a proveta para completa retirada do álcool pela fase aquosa.
4.4 – Deixar em repouso até perfeita separação das duas fases.
4.5 – Multiplique pôr 2 a leitura direta do aumento volumétrico da camada aquosa e subtraia de 100.
5. CONDIÇÕES GERAIS
5.1 – Tanto a amostra quanto a água deveram estar a mesma temperatura (próximo a 20ºC)
6. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
6.1- Proveta de 100 ml, com rolha esmerilhada, graduada em divisões de 1 ml
7. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
Os resultados são registrados numa planilha de resultados (Anexo A)
ANEXO A – PLANILHA DE RESULTADOS
Amostra Data de Tipo de Proveta Leitura da % de Média Técnico/ Conferente/
nº Receb. Amostra Proveta gasolina (%) Data Data
% de gasolina = (2 x A) – 100
A = Acréscimo volumétrico da solução aquosa.
O MOTOR A ÁLCOOL
O motor de combustão interna a álcool tem funcionamento parecido ao motor a gasolina, porém, algumas modificações construtivas e de regulagens são necessárias, devido às características do álcool.
Os álcoois, como o etanol (álcool etílico) e o metanol podem ser usados como combustíveis para motores com uma boa alternativa.
Vários estudos foram realizados e chegou-se à conclusão de que o combustível alternativo à gasolina que melhor se adapta aos motores é o álcool etílico hidratado.
Vantagens e desvantagens
O álcool etílico apresenta vantagens e desvantagens em relação à gasolina.
Características
A relação estequiométrica, ou seja a relação ideal ar+combustível que a mistura deve ter é mais baixa para o álcool que para a gasolina.
No caso do álcool é de 9:1, ou seja, nove partes de ar por uma parte de combustível e para a gasolina é de 13,28:1.
Isso ocorre porque a massa das moléculas do álcool já contêm 35% de oxigênio. Assim, a quantidade de ar na mistura pode ser menor.
Também por causa da presença de oxigênio quase não ficam resíduos sólidos nas câmaras de combustão.
Esses resíduos, mais frequentes em motores a gasolina, podem provocar inconvenientes como:
Detonação e desgastes nos órgãos móveis.
O álcool tem maior octanagem (105) que a gasolina (84).
A octanagem é a resistência à ignição por compressão. Desta forma, a taxa de compressão do álcool pode ser elevada até 12:1 sem que a mistura entre em combustão espontânea.
Maior taxa de compressão o motor passa a ter mais potencia e eficiência térmica.
Velas de ignição
Devido a alta taxa de compressão, a temperatura e a pressão na câmara de compressão sobem, então o motor a álcool deve ter velas de ignição mais fria para dissipar melhor o calor.
Bateria
Além disso, a bateria usada para acionar a partida deve ter maior capacidade, pois a alta taxa de compressão provoca aumento da energia consumida pelo motor de partida.
Rendimento
O rendimento global do motor a álcool é de aproximadamente 34% , enquanto que no motor a gasolina fica em torno de 27%.
Consumo
Motores a álcool consomem cerca de 19% a mais de combustível que motores a gasolina, devido ao baixo poder calorífico do álcool.
Isso quer dizer que o álcool libera menos calor que a gasolina.
A temperatura na qual o álcool se evapora é maior que a gasolina. Essa é uma das desvantagens do álcool, já que dificulta a partida do motor em temperaturas baixas.
Para evitar que na evaporação o álcool resfrie o coletor e condense a mistura, o diâmetro do tubo de circulação de água no coletor de admissão deve ser aumentado.
Emissões
A combustão do álcool etílico libera aldeído acético, um gás poluente. Porém, esse gás é menos tóxico que o monóxido de carbono (CO2), liberado pela queima da gasolina.
A água faz parte da composição química do álcool etílico hidratado. Esse fato faz com que o álcool tenha ação corrosiva sobre o ferro e outros metais, o que não ocorre com a gasolina.
Tratamento
Devido a isso alguns componentes do veiculo, como o tanque e a bomba de combustível devem ter tratamentos próprios.
Válvulas
As válvulas de descargas de motores a álcool recebem uma camada protetora especial na parte responsável pela vedação, para que não sofram desgastes excessivos ou queima.
Óleos lubrificantes
O álcool também é solvente de certos óleos. Se a película de óleo lubrificante for removida o motor pode sofrer sérios danos. Por isso, os óleos lubrificantes devem ser específicos para o motor a álcool.
Determinados tipos de borracha também podem reagir com o álcool se deteriorando. Para resolver este problema, foram desenvolvidas tubulações de PVC e borrachas especiais.