Transcript
APLICAÇÕES
Fonte: PSA Peugeot-Citroën, 2014.
O grupo apresentou o bloco Hybrid Air, que é o estágio intermediário dessa proposta, no Salão de Genebra - 2013. O motor híbrido é movido a gasolina e ar comprimido, equipando um Citroën C3. O bloco poderá ser comercializado já em 2016 e é capaz de entregar uma autonomia de cerca de 34 km/l com emissão de poluentes na faixa de 69g de CO2 a cada km rodado quando em modo totalmente híbrido. Ele é acoplado a um câmbio automático e conta com um sistema de recuperação de energia em frenagens.
Figura – Citroën C3.
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ANALISE COMPARATIVA ENTRE TECNOLOGIAS AR COMPRIMIDO – ELÉTRICO - DIESEL
Carro
Ar comprimido
(MDI-AirPod)
Elétrico
(Nissan-Leaf)
Diesel
(Mercedes - Smart)
Preço (€)
7000
30000
10000
Carrocerias
fibra de vidro/espuma de poliuretano
plástico /
material reciclado
plástico
Peso (Kg)
350
1500
700
Velocidade (Km/h)
110
140
130
Potencia máxima (cv)
7
110
41
Cilindrada (cm³)
200
1500
800
Autonomia km
130
130
1000
Emissão de 2 (g/km)
0
0
100
Custo ou 100 km(€)
0,5
2
4
Produção/fabricação
baixo
média
grande
Vantagens
custo /poluição /leveza
velocidade/poluição
autonomia/ velocidade
Desvantagens
autonomia/velocidade
autonomia
poluição
Carro
Ar comprimido
(MDI-AirPod)
Elétrico
(Nissan-Leaf)
Diesel
(Mercedes - Smart)
Preço (€)
7000
30000
10000
Carrocerias
fibra de vidro/espuma de poliuretano
plástico /
material reciclado
plástico
Peso (Kg)
350
1500
700
Velocidade (Km/h)
110
140
130
Potencia máxima (cv)
7
110
41
Cilindrada (cm³)
200
1500
800
Autonomia km
130
130
1000
0
0
100
Custo ou 100 km(€)
0,5
2
4
Produção/fabricação
baixo
média
grande
Vantagens
custo /poluição /leveza
velocidade/poluição
autonomia/ velocidade
Desvantagens
autonomia/velocidade
autonomia
poluição
Fonte: TPE, 2014.
Tabela – Análise comparativa entre veículos de diferentes fontes de propulsão.
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VANTAGENS
A concepção mecânica do motor é simples;
Seu custo de produção e manutenção são mais baixos do que outros veículos;
O tanque pode ser abastecido com mais frequência porém, em menos tempo do que o carregamento das baterias de um carro elétrico, por exemplo;
Diminuição nos casos de problemas de saúde, como problemas respiratórios;
É um projeto revolucionário, porque realmente se reduziria o consumo de combustível derivados do petróleo e ainda sem emissão de poluentes;
As aplicações do motor à ar comprimido a outras áreas fora do setor automobilístico, abrem múltiplas possibilidades em campos como o náutico, geradores, motores auxiliares, grupos elétricos, entre outras. O ar comprimido é um novo setor energético que permite, de forma viável, a acumulação e o transporte de energia.
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VANTAGENS
O motor à ar comprimido aplicado a um automóvel, traz muitas vantagens em relação a outros veículos com motor de combustão interna ou um motor elétrico. Algumas dessas vantagens estão descritas a seguir:
O ar é abundante, econômico, transportável, armazenável e, principalmente, não-poluente;
A tecnologia do ar comprimido reduz em 20% o custo de produção de um veículo, uma vez que não é necessário a construção de um sistema de arrefecimento, um depósito de combustível, um silenciador ou as velas;
O custo de comprimir o ar de modo a ser utilizado como o combustível de um veículo a ar é menor do que o custo de produção do comburente para um motor de combustão;
O ar em si não é inflamável;
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Um compressor pode ser alojado no automóvel permitindo este ser recarregado ao ser conectado à rede elétrica, num tempo que varia entre 3 e 4 horas ou ser carregado num posto de ar comprimido em aproximadamente 3 minutos. Devido à ausência de combustão e de resíduos, a troca de óleo (1 litro de óleo vegetal) ocorre a cada 50.000 km;
Esse motor é o único de energia totalmente limpa, uma vez que o ar que sai do escapamento é ainda mais limpo do que aquele que entrou, pois é filtrado na hora da compressão chegando a 90m3 de ar puro expelido por dia de uso;
Esse ar que sai do cano de escapamento registra uma temperatura entre 0°C a 30°C negativos permitindo, assim, a sua utilização para o próprio sistema de ar condicionador do carro;
Os mais críticos à este tipo de tecnologia comentam que os carros movidos a ar comprimido são muito menos eficientes que os elétricos, porque os motores necessitam de muita energia para comprimir o ar.
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
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CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
Fonte: MDI, 2014.
Figura – Armazenagem dos cilindros de ar comprimido.
Os carros que funcionam com esse tipo de motor são equipados com um duplo fundo onde estão dispostos, um ou mais cilindros, projetados para acomodar cerca de 230 litros de ar comprimido a 300 bar. Como se trata de alta pressão a qual esses cilindros devem suportar, eles são confeccionados em fibra de carbono que possui propriedades mecânicas semelhantes ao aço, porém sendo mais leve e com uma elevada resistência ao impacto. Se a confecção fosse de aço e ocorresse um acidente, eles explodiriam, já com a fibra de carbono, irá apenas abrir, oferecendo assim uma maior segurança.
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APLICAÇÕES
Fonte: PSA Peugeot-Citroën, 2014.
Imaginando dirigir um carro que tenha capacidade de rodar 50 km com apenas um litro de gasolina, em tempos de consciência ambiental e preço da gasolina em alta, dirigir consumindo tão pouco combustível não seria má ideia, mas segundo os objetivos do grupo PSA Peugeot-Citroën, isso deve se tornar realidade até 2020.
Figura – Apresentação do protótipo.
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FUNCIONAMENTO
4° - Fase de subida: posteriormente, o segundo pistão executa o seu relaxamento. À medida que o pistão se eleva à esquerda, é aspirado ar a partir do lado de fora de novo. Então se inicia um novo ciclo.
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Figura – Fase de exaustão.
Fonte: TPE, 2014.
FUNCIONAMENTO
3° - Fase de expansão: na câmara de expansão o ar comprimido é injetado. O impacto com o ar quente cria um aumento da pressão que produz um sobreaquecimento da mistura a uma temperatura elevada. Este sobreaquecimento produz um aumento do volume, então, a válvula abre e a mistura empurra o pistão esquerdo realizando trabalho.
Figura – Fase de expansão, no reservatório.
Fonte: TPE, 2014.
Figura – Fase de expansão, descida do pistão.
Fonte: TPE, 2014.
FUNCIONAMENTO
Figura – Fase de compressão.
Fonte: TPE, 2014.
2° - Fase de compressão: a válvula de admissão é fechada, então, o pistão do cilindro direito sobe comprimindo o ar externo na câmara de expansão, com uma elevada pressão transformando-o em ar quente.
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Fonte: MDI, 2014.
Figura – Modelo Elétrico (Nissan-Leaf).
Figura – Modelo MDI AirPod.
Figura – Diesel (Mercedes - Smart).
Fonte: Trekearth, 2014.
Fonte: Carz, 2014.
ANALISE COMPARATIVA ENTRE TECNOLOGIAS AR COMPRIMIDO – ELÉTRICO - DIESEL
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APLICAÇÕES
Figura – Protótipo em circulação.
Fonte: Quatrorodas, 2014.
O primeiro protótipo construído na França, em 2002, pela empresa MDI, é um monovolume, com uma aparência de furgão de entregas e equipado com um pequeno motor de 800 cm³ com 25 cv. O modelo não é movido a gasolina, álcool, eletricidade ou hidrogênio. Seu único "combustível" é o ar. No caso, ar comprimido, injetado no motor a uma pressão de 300 bar – comparado à um cilindro de GNV (Gás Natural Veicular), este trabalha com 200 bar.
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APLICAÇÕES
Figura – "Tanque de combustível" do protótipo.
Fonte: Quatrorodas, 2014.
O reabastecimento se dá de maneira bem simples: basta conectar o carro a um compressor utilizados em postos de gasolina e, após três minutos, o veículo estará com o tanque cheio;
O peso é o ponto crucial do projeto: totalizando 350 kg;
O fabricante informa que a velocidade máxima do veículo é 110 km/h e a autonomia é estimada em 130 km utilizando os cilindros com 200 litros.
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APLICAÇÕES
Fonte: PSA Peugeot-Citroën, 2014.
Vídeo – Ilustração do funcionamento do motor Hybrid Air.
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CONCLUSÃO
Ao longo deste trabalho, pode-se perceber a relevância desta criatividade da engenharia moderna que é o motor MDI movido à ar comprimido. Foi possível entender o princípio de funcionamento e o que ele poderá revolucionar no mercado mundial, além de uma promissora expansão em outros setores fora da automobilística. E no novo âmbito mundial, onde fontes de energia ecologicamente corretas são exploradas exaustivamente, poucas criatividades poderiam repercutir de maneira tão positiva como o novo automóvel que poderá se tornar um símbolo de sustentabilidade. E mesmo em meio à massacrante concorrência de mercado, é possível perceber que esta inovação flui aos poucos em alguns países, onde este, já circula em meio à sociedade, despertando olhares curiosos e mentes temerosas por uma reviravolta impactante no mercado automobilístico ou até mesmo petrolífero.
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REFERÊNCIAS
AmbienteBrasil. Motor a ar: a revolução. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
Carz. Modelo elétrico - zero emissão de poluentes. Disponivel em: < http://noticias.carz.com.br/tecnologia/tecnologia/dono-de-nissan-leaf-comemora-160-mil-quilometros-com-zero-emissao-de-poluentes-80113>. Acesso em: 05 set. 2014.
MDI. Accueil. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
Quatrorodas. Carro a Ar. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
PSA Peugeot-Citroën. Hybrid Air, an innovative full hybrid gasoline system. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
REFERÊNCIAS
Siteselection. Out of Thin – and Compressed – Air. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
Trekearth. Mercedes Smart. Disponível em: < http://www.trekearth.com/gallery/Europe/Germany/West/Rheinland-Pfalz/Koblenz/photo12347.htm>. Acesso em: 05 set. 2014.
TPE. Voiture à air comprime. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
Youtube. Carro movido a ar – 300 km ar comprimido. Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2014.
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APLICAÇÕES
Fonte: Youtube, 2014.
Vídeo – AirPod em circulação.
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APLICAÇÕES
Figura – O AirPod não possui volante.
Fonte: MDI, 2014.
O motor alimentado a ar tem uma potência de apenas 8 cv, tendo o veículo um peso total de apenas 220 kg no modelo básico;
É capaz de atingir uma velocidade máxima de 80 Km/h, mas existem outras versões que podem atingir 100 ou 130 km/h;
Como o tanque de ar e o motor não ocupam muito espaço, quase toda a área do AirPod é dedicada ao habitáculo;
O veículo possuí rodas e o condutor usa um joystick para as controlar ao invés do tradicional volante.
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APLICAÇÕES
Figura – Passageiros viajam de costas no AirPod.
Fonte: MDI, 2014
O AirPod, também de fabricação da MDI, é o mais novo lançamento de um carro movido a ar comprimido;
É um veículo pequeno, com capacidade para três passageiros, o fabricante afirma uma autonomia de 180 km em circuito urbano;
É possível abastecer o tanque de 175 litros de ar comprimido em menos de dois minutos;
Design divertido e futurista;
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APLICAÇÕES
Fonte: Youtube, 2014.
Vídeo – Teste de gases emitidos pelo modelo.
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FUNCIONAMENTO
Figura – Fase de admissão.
Fonte: TPE, 2014.
O ciclo do motor a ar comprimido possui 4 tempos:
1° - Fase de admissão: o ar externo (atmosférico) é admitido, através da válvula de admissão, no cilindro direito devido a diferença de pressão entre o cilindro e meio externo.
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FUNCIONAMENTO
Fonte: TPE, 2014.
Figura – Funcionamento do ciclo.
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INTRODUÇÃO
O motor à ar comprimido, foi desenvolvido pelo engenheiro francês, Guy Nègre, que trabalhou na Renault e teve uma passagem pela F-1 nos anos 80, aliás sua inspiração veio daí, como a partida do motor dos F-1 na época era realizada com ar comprimido, ele decidiu aplicar a ideia ao motor de um carro de rua, então ele se debruçou no projeto, criou a MDI (Desenvolvimento Internacional Motor, sigla em Inglês) e chegou ao primeiro protótipo. Segundo dizem os impulsionadores do mesmo, tem potencial para ser convertido num dos maiores avanços tecnológicos deste século.
Figura – Engenheiro Guy Nègre.
Fonte: Siteselection, 2014.
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MOTOR À AR COMPRIMIDO
Disciplina: Sistemas Térmicos I
Docente: Me. Ronaldo Moura
Discentes: Cleyton Lima de Sousa 11133002418
Danielly Silva Martins 11133004218
Gilson Silva Gil 11133002518
Hebert dos Santos Cavalcante 11133003618
Lizandra Santos da Costa 10133002918
Ruan de Souza Ribeiro 201134040006
Universidade Federal do Pará
Campus Universitário de Tucuruí
Faculdade de Engenharia Mecânica
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Tucuruí - 2014
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INTRODUÇÃO
Os estudos, as pesquisas e o desenvolvimento dos motores movido a ar comprimido estão em um nível bastante avançado no âmbito mundial. Este conceito vem demonstrando ser um forte candidato como alternativa de substituição para os combustíveis fósseis.
Figura – Motor à ar comprimido.
Fonte: TPE, 2014.
INTRODUÇÃO
Têm-se verificado ao longo do tempo algumas iniciativas dedicadas às energias alternativas, no entanto, no que se refere à "alimentação" do principal meio de transporte das pessoas – o automóvel – parece difícil o abandono dos combustíveis à base de petróleo;
Porém o preço da gasolina assusta a cada parada no posto. Mas o custo não é o único problema no uso da gasolina como combustível primário. Ela também prejudica o ambiente e, uma vez que não se trata de um recurso renovável, eventualmente se esgotará, além também de se envolverem em grandes questões ambientais que estão sendo amplamente discutidas. Mesmo o etanol, que é renovável, provoca problemas ambientais;
Uma alternativa possível é o carro movido a ar. Este veículo possui um motor a ar comprimido que obtém trabalho a partir da energia interna de um gás, ou seja, fazer o ar comprimido se expandir dentro do pistão, produzindo trabalho. É quase livre de poluição e o combustível é extremamente barato.
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