Sistemas de lubrificação

Implementação de um sistema de lubrificação de cárter seco

mOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

Grupo I

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Resumo

• Implementação de um cárter seco a um motor originalmente de cárter humido
• Apresentação do caso de estudo (Kartcross)
• Análise do motor
• Demonstração dos componentes escolhidos para o sistema
• Análise de simulações

INTRODUÇÃO

Aplicação do cárter seco a um KaRTCROSS

Este tipo de carros está constantemente sujeito a várias curvas e a altas rotações.

O seu pequeno porte e as condições de pista tornam díficil a implementação de um cárter húmido.

Devido à massa mais reduzida é importante a posição do cento de gravidade.

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motor a ser usado

CITROËN GSA 1300

• Potência transmitida - 65 cv, às 5500 rpm
• Binário máximo - 98 N.M, às 3500 rpm
• Sistema de lubrificação:
• Capacidade do cárter - 4L
• Pressão do óleo a 80ºC:

2000 rpm – 4.7 bar6000 rpm – 7 bar

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Modelos de tampa

Objetivo: Reduzir a altura do cárter original

Tampa de óleo completamente plana Vantagens:

• maior redução possível da altura do motor
• muito leve

Desvantagens:

• conexões integradas no bloco do motor

Tampa de óleo modularVantagens:

• conexões integradas no cárter

Desvantagens:

• altura do motor não pode ser tão reduzida
• o peso é ligeiramente maior

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Nosso modelo de tampa

Vantagens

• posição mais baixa do motor
• menor número de conexões

Desvantagens

• maquinagem tridimensional mais avançada

Geometria da tampa

• duas conexões localizadas na parte de trás da mesma
• furos passantes à volta da peça para ligação da mesma ao motor
• melhora a ligação tampa/motor
• design da tampa é um híbrido dos dois modelos

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Seleção do material

Liga Selecionada: A380 (Al9SiCu)

Ligas de Alumínio

• %Si (8,5 - 12,5)

• %Cu (0,3 - 3)
• Resistente à corrosão
• Leve
• Fácil de moldar

A413 (AlMgSi)

A380 (Al9SiCu)

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Processo de fundição

Processo de fundição injetada a câmara fria:

• Bom para ligas de alumínio
• Apresenta bom acabamento superficial
• Elevada cadência e elevada precisão dimensional

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Projeto de moldação

Etapas:

• Análise do gráfico
• Pressão e velocidade na injeção
• Dimensionamento do sistema da gitagem
• Determinação do tempo de enchimento

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Design do reservatório

• O reservatório necessita de ter capacidade para 5.5L de óleo
• O reservatório deve ser capaz de desaerar o óleo

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SIMULAÇÃO

• Simulação relativa ao efeito sloshing
• Ambos os modelos apresentam boa estabilidade
• Reservatórios com 60% de volume

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cárter Húmido VS Reservatório

Cárter Húmido

Reservatório

• Número de oscilações semelhante
• Amplitude de oscilação superior no cárter húmido

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Material e projeto de fabrico

Alumínio 6061 Aplica-se uma espessura de 3 mm para evitar problemas durante a soldadura

• Leve
• Boa relação custo-benefício
• Boa soldabilidade

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Tubagem

• Geralmente os carros de corrida possuem tubagens entrançadas em aço
• Tubagens sem o aço sofrem uma redução de massa em 45%
• Tubagens com uma camada de elastómero e a camada externa em nylon ou kevlar
• Diâmetro das tubagens de AN-12

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Bomba selecionada

Modelo:

• Band Noonan Hex Drive
• dois estágios
• 1800 rpm

T Motivo de seleção

• Bomba de alta performance, para veículos de competição

Funcionamento

• Permite uma pressurização eficiente
• Proporciona uma transmissão de potência eficiente

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Permutador de calor

Permutador de Calor Universal de 10 filas (MMOC-10)

• É necessário e adequado para situações de elevada exigência
• Mantém o viscosidade do óleo numa certa gama de valores para o funcionamento ideal do sistema
• Permutador de 10 filas pois é compacto, mas com capacidade de arrefecer o óleo

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Filtro de óleo

Modelo Fram HP Série - filtros de óleo HP4

• Baixo custo
• Compatível com todos os tipos de óleo
• É otimizado para motores de competição e de estrada de alto desempenho
• Suporta flexão de alta pressão em condições de condução exigentes

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Conclusão

• Ao ponderar as vantagens e as desvantagens do sistema de cárter seco aplicado a kartcross, conclui-se que apesar do custo elevado associado ao sistema, justifica-se a aplicação do mesmo nesta situação específica.
• A adaptação do motor com sistema de lubrificação a cárter húmido para cárter seco é é uma boa proposta para minimizar o impacto da força lateral G no óleo e consequentemente a eficácia da lubrificação dos componentes do motor do kartcross.

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FIM

Agradecemos a vossa atenção!