Tese Doutorado Edson JJ Souza UFPR Julho 2009 - PIPE ...

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Taylor (1988) comenta ainda que tão importante quanto a relação entre asduas correntes que adentram o motor esta a interação entre eles, ou seja, ocontrole e uniformidade da mistura.Em motores busca-se a injeção do combustível na forma de jatos degotículas para o aumento da superfície de contato e a geração de turbulênciaatravés da transferência de quantidade de movimento. Lefebvre (1989) mencionaque o spray promove uma rápida vaporização do líquido e, pela turbulência, umamelhor mistura com o ar. No caso dos motores do ciclo Otto, em que se usamnormalmente combustíveis líquidos como gasolina ou álcool, a mistura que adentraa câmara para a reação é denominada de mistura carburada. Pode-se conseguir amistura carburada por dispositivos de injeção especializados que operam segundodiferentes tecnologias, mas os principais equipamentos responsáveis são ocarburador e sistema de injeção eletrônica de combustíveis.Autores como Taylor (1995), Lefebvre (1989), Birch (2000) e pelo menostrês outros pesquisados Desantes (2005), Mitra (1999), Lee (2007) reafirmam aimportância da qualidade da mistura carburada na conversão de combustíveislíquidos. Nesse sentido o surgimento dos sistemas de injeção eletrônica foi umimportante passo na tecnologia de motores e oferecem muitas oportunidades depesquisa e desenvolvimento pelo aprofundamento em estudos de atomização.Também Alkidas (2007), em sua revisão sobre os últimos avanços na área demotores a gasolina, reafirma a importância de pesquisas em engenharia sobre aadministração do combustível nessas máquinas.211.2 BREVE DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE INJEÇÃO EM MOTORESOs motores de combustão interna que operam segundo os principais ciclostermodinâmicos de Otto e Diesel demandam a injeção controlada dos reagentesnecessários à reação de combustão, ou seja, o combustível e o ar atmosférico. Oponto de injeção segundo a posição do pistão, o controle de proporção e a duraçãodo processo são parâmetros indispensáveis ao desempenho satisfatório dessesmotores, conforme comenta Taylor (1995).
Os dispositivos responsáveis pela formação da mistura carburada sofreramum processo evolutivo, popularmente dividido em duas grandes “eras”caracterizadas pelo uso do carburador e finalmente pelos sistemas de injeçãoeletrônica.O carburador equipou motores desde sua invenção até meados da décadade 80. Foi o primeiro dispositivo encarregado de produzir uma mistura ar ecombustível melhor elaborada, apto as diferentes demandas do motor e comtolerância às condições do ar de combustão. O desenvolvimento do carburador émais profundamente tratado no capítulo 3.Modernamente os sistemas de injeção eletrônica vieram substituir comvantagem os carburadores (BIRCH, 2000, p. 1). Compreendem várias partes,desde o módulo de comando, dutos de combustível, cablagem de sinal, até odispositivo principal de administração do combustível propriamente dito,denominado de injetor. É constituído de um recipiente com entrada de combustívela uma determinada pressão e um orifício de descarga, obturado por uma válvulado tipo agulha, comandada por um solenóide. Através de um pulso de correnteenviado pelo módulo eletrônico de comando, a solenóide induz um campoeletromagnético, deslocando a agulha obturadora, abrindo a válvula e liberandocerta quantidade de combustível.Os injetores, além de administrar o combustível líquido, possuem umasegunda função, a de gerar um spray de gotículas controlado que, misturadas como ar, formam a mistura carburada para queima no cilindro.Hoje em dia os sistemas de injeção eletrônica, iniciado pelo EFI há cercade 20 anos, vêm evoluindo para a injeção direta de combustível (DI), conformeensina Drake (2007). Nesse caso o injetor administra o combustível diretamente nocilindro do motor, contra uma pressão bem superior à atmosférica, com injeçãopróxima do ponto morto superior. Os vários tipos e tecnologias têm em comum odispositivo de injeção, que serão apresentados no capítulo 3 - Revisãobibliográfica. Ele encerra o principal fenômeno físico ligado à formação da misturacarburada: o processo de atomização do líquido, que será amplamente estudadoneste trabalho.22
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SIK LEE, Chang; Reitz, Rolf D. Effe
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151GLOSSÁRIOAtomização: processo
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