ESTUDO DE CASO: APROVEITAMENTO DOS GASES EXPELIDOS PELO...

ESTUDO DE CASO: APROVEITAMENTO DOS GASES EXPELIDOS PELO ESCAPAMENTO DA MOTO PARA O INSUFLAMENTO DE CÂMARA DO PNEU

RESUMO

- Todos os aspectos caracterizados de suma importância no sentido de agregar conhecimento a engenharia mecânica, bem como, em todos seus direcionamentos torna cada vez mais amplo o campo de atuação de seus engenheiros. No entanto é imprescindível a difusão deste meio para assim fortalecer e maturar conceitos com o intuito de prover benefício à comunidade como um todo. O estudo de caso da viabilidade de aproveitamento dos gases expelidos do escapamento da moto para o insuflamento da câmara do pneu foi pensado, no sentido de tornar possível a rodagem do pneu da moto, estando o mesmo parcialmente perfurado, e tendo em vista a ausência de pneu reserva para este veículo. Sendo assim pesquisas para o planejamento de execução dos passos para o processo em questão foram feitas com o intuito de selecionar o tipo de pneu, câmara e componentes do dispositivo para insuflamento – DI para assim obter a montagem e aplicação deste DI em ensaios de insuflação da câmara de pneu. Também está contida neste trabalho a análise dos resultados obtidos nestes ensaios dando ênfase na segurança do piloto no ato do processo de insuflamento no que diz respeito a possível inalação do gás e até mesmo queimadura na péle do piloto. 

INTRODUÇÃO

Buscar a ampliação da mobilidade de veículos automotores de duas rodas quando estes, por algum motivo, estiverem em condições adversas de funcionamento relacionado aos pneus vazios, mas de forma provisória, ou seja, quando as motos estiverem com um de seus pneus perfurados devido a sinistros que por ventura venham ocorrer em seu trajeto. Esta ampliação se dá por meio da confecção de um dispositivo para insuflamento (DI), o qual se utiliza dos gases de escapamento do veículo para o insuflamento da câmara de ar. Neste contexto surgiu a condição de verificar o aproveitamento dos gases que são expelidos do escapamento de motocicletas para o insuflamento da câmara do pneu deste veículo, tendo em vista a problemática de que este tipo de automóvel não dispõe de pneu reserva. O objetivo da pesquisa foi prioritariamente o estudo do aproveitamento dos gases de combustão tendo em vista as condições de temperatura e pressão destes gases na aplicação desenvolvida neste trabalho, e o estudo das condições físicas das câmaras de pneu dos veículos em questão onde recebem os gases de combustão como insuflamento. Com isso foi feita a abordagem da necessidade de existência deste dispositivo sabendo que é comum perceber nas ruas, vários condutores de motocicletas em condição inadequada de dirigibilidade, e que até os dias atuais, as montadoras de motocicletas ainda não desenvolveram nenhum dispositivo que viesse atender esta peculiaridade. Quanto ao princípio de funcionamento deste dispositivo, este está basicamente ligado à conexão na saída do escapamento à câmara do pneu da moto, através de mangueiras de borracha juntamente com válvula de enchimento. Para a confecção deste (DI), foi inicialmente realizada pesquisa bibliográfica referente aos temas: Termodinâmica, materiais de construção mecânica e materiais plásticos, em seguida realizados ensaios, até àquele momento, não destrutíveis onde foi possível perceber o funcionamento do processo

. MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA

Motores de combustão interna ou motores a explosão são máquinas que transformam energia química em trabalho mecânico. A combustão é um processo químico exotérmico de oxidação de um combustível que faz parte destes motores. Para que o combustível reaja com o oxigênio do ar necessita de algum agente que provoque o início da reação que por sua vez denominase ignição que provoca este início da combustão. Sendo estes fundamentos encontrados na obra como: Motores de combustão interna 1 (FRANCO BRUNETTI, 2012), assim como o princípio de funcionamento dos pistões em seu PMS e PMI, ou seja, ponto morto superior e ponto morto inferior. Onde também é indispensável à verificação e análise do posicionamento do pistão no interior do cilindro quando há a admissão e expansão do ar atmosférico junto à câmara de combustão, bem como a mistura dos gases no interior desta mesma câmara que é quando há a combinação para o efeito de explosão e queima dos gases; o ciclo termodinâmico para o funcionamento deste processo nos quatro tempos deste ciclo onde se denomina ciclo Otto; sistema termodinâmico para estudo da quantidade de matéria tendendo para distinção de sistemas e processos termodinâmicos na obra de Motores de combustão interna 2 (FRANCO BRUNETTI, 2012).

A POSIÇÃO DO PISTÃO NO INTERIOR DO CILINDRO

No sistema dos motores alternativos o motor é composto por itens essenciais para seu funcionamento exemplificados em seguida: Figura 2: Funcionamento do pistão no interior do cilindro. Fonte: FRANCO BRUNETTI, 2012. O sistema proposto funciona similarmente ao sistema do compressor de ar com o bombeamento de ar para o interior do cilindro de armazenamento. No caso do da moto este ar quente se direciona ao interior da câmara do pneu por meio das mangueiras e dispositivos supracitados.

ANÁLISE DA PROBLEMÁTICA

A perfuração dos pneus e câmara se dá por conta de objetos pontiagudos, no entanto o esvaziamento se torna rápido ou lento de acordo com o uso ou não da câmara com o pneu. No caso dos ensaios efetuados foi usado um pneu para uso sem câmara - Tubeless – este é usado em motos que possuem motores acima de 300cc. Qualquer pneu, independentemente da perfeição de sua fabricação, pode vir a ter falhas resultantes de perfurações, impactos, pressão incorreta, sobrecarga ou qualquer outra condição inapropriada provinda de mau uso ou descuido. Falhas nos pneus podem gerar prejuízos patrimoniais, danos físicos e até a morte, pois além de serem responsáveis pela rodagem da moto é também responsável por amortecerem os impactos relacionados à imperfeição das vias. Portanto manter a pressão adequada neste componente indispensável para locomoção da moto é primordial para melhor dirigibilidade e durabilidade dos mesmos. Figura 2: Esvaziamento do pneu Fonte: Divulgação Pirelli Na análise do problema ficou claro que o comportamento da moto com um dos pneus perfurados fica afetado devido ao descontrole do veículo tornando impraticável sua dirigibilidade e fazendo com que o piloto, de forma displicente, conduza o veículo. Além desta distinção no nome estão também peculiaridades de cada um, por exemplo, as rodas devem ser específicas para pneus sem câmera, que são incompatíveis com as raiadas convencionais. De fato, apenas algumas “maxitrail” (motos de uso misto) contam com rodas raiadas projetadas para pneus “tubeless”. Nelas, o aro não é transpassado pelos raios como nas rodas raiadas das motos pequenas, o que permite a fuga do ar. A regra para saber se é ou não possível usar pneus sem câmara na sua moto é simples: se ela tem roda de liga, sim, vá em frente. Nas rodas raiadas, nunca use, salvo as exceções citadas e a não ser que você coloque câmara de ar no "tubeless" antes de instalá-lo. Um pneu sem câmara pode comportar uma, mas um que exige o item jamais funciona sem ele. Tecnicamente, a diferença entre os tipos é pequena. Nos pneus sem câmara, há uma camada interna chamada de “liner”, que funciona como uma espécie de capa que assegura maior retenção do ar. Além disso, no desenho do talão de um pneu sem câmara – nome dado às bordas do pneu, que se encostam ao aro de roda –, a área de contato com o aro é mais ampla, assim como também há uma tolerância dimensional limitada. Fazer um pneu sem câmara entrar na roda é sempre mais difícil porque essa folga é pequena, justamente para eliminar a chance de o ar escapar. (figura 3 e 3.1) Fonte: Divulgação Pirelli Figura 3: Estrutura de um pneu sem câmara Em relação à comparação dos poluentes, conforme estudos realizados constataram que, para motos nacionais entre 151 a 500 cilindradas, a média ponderada - ajustando-se pelo total de veículos vendidos - de poluentes emitidos pela frota vendida em 2008 foi de 0,98 gramas de CO por quilômetro rodado, quase o dobro dos automóveis a gasolina desse ano, de 0,51 gramas de CO por quilômetro rodado. O que se sabe na verdade é que a moto está cotada como um dos veículos mais vendidos por conta de suas inúmeras vantagens em relação aos veículos de quatro rodas. De acordo com testes já realizados tornou válida a ideia favorecendo o aprofundamento do assunto e projeto sabendo que a análise termodinâmica de equipamentos que apresentam um escoamento de massa para fora ou para dentro do equipamento é procedimento usual da engenharia. Considerando que o sistema termodinâmico é definido como uma quantidade de matéria, massa e identidade fixas, sobre a qual nossa atenção é dirigida. Na mistura dos gases juntamente com a ignição acontece à combinação para haver a queima do combustível e movimentação do pistão no interior do cilindro. Nesses motores a mistura combustível-ar é admitida, previamente dosada ou formada interior dos cilindros quando há a injeção direta de combustível

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