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Como funciona o sistema de combustível?
Julho 30, 2021
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Função e princípio
Controle de fornecimento de combustível e evaporação
O sistema de combustível fornece combustível e gerencia o vapor de combustível.
O sistema de combustível é responsável pelo abastecimento, transporte e fornecimento de combustível ao motor. Ele garante que o combustível chegue ao motor de forma adequada e que seu funcionamento seja sustentado.
O sistema também coleta vapor de óleo e libera gás filtrado para a atmosfera. O sistema de evaporação funciona por meio de absorção e dessorção. O combustível dentro do tanque produz vapor de óleo quando a temperatura ambiente muda.
Quando a pressão de vapor se torna maior que a pressão definida no sistema, a válvula de duas vias se abre. O vapor de óleo entra no tanque de carvão ativado e é adsorvido por ele.
Quando a pressão interna do sistema é inferior à pressão definida, a válvula bidirecional abre novamente e o ar externo entra no sistema através do canister de carvão ativado para repor a pressão.
Quando o motor está funcionando e a ECU detecta a condição para a abertura da válvula de limpeza do canister de carvão ativado, a válvula se abre. Sob pressão negativa no coletor de admissão, o vapor de combustível entra no motor e participa da combustão.
Composição e Arranjo
Componentes e princípios de layout
O layout do sistema de combustível afeta a segurança e o desempenho.
O sistema de combustível consiste em uma tampa de combustível, tubo de combustível, tanque de combustível, bomba de combustível, filtro de gasolina, canister de carvão ativado, válvula de limpeza do canister de carvão ativado, tubulações e outros componentes.
A disposição do sistema de combustível tem uma influência importante no desempenho do sistema. Uma disposição adequada equivale a adicionar segurança ao sistema, facilitando o cumprimento das normas nacionais e reduzindo os riscos de segurança.
Princípios comuns de layout
- PrioridadeApós posicionar o tanque de combustível, priorize a localização do filtro de óleo, do canister de carvão ativado, da válvula solenoide e de outras peças.
- InterferênciaOs componentes do sistema de combustível não devem interferir com os componentes adjacentes e devem atender aos requisitos de montagem, desmontagem e teste.
- Isolamento térmicoOs componentes do sistema de combustível devem ser mantidos o mais longe possível do sistema de escape e de outras fontes de calor. Caso estejam muito próximos de fontes de calor, deve-se adicionar proteção de isolamento térmico.
Contexto Ampliado do Sistema de Combustível
Motor de eixo de vórtice e normas
Os sistemas de combustível dos motores turboeixo têm requisitos operacionais especiais.
De acordo com as necessidades de voo de helicópteros, o sistema de combustível de um motor turboeixo possui diversos requisitos.
- Fornecimento de combustível em ampla faixa de temperaturaDeve garantir o fornecimento normal de combustível em uma ampla faixa de temperaturas. A temperatura externa geralmente recomendada é de -60 a 60 °C. Se a temperatura estiver muito baixa, a água em suspensão pode congelar e se depositar no filtro de combustível, obstruindo-o, reduzindo o fluxo de combustível para o motor e causando sua parada. Se a temperatura estiver muito alta, o combustível pode se decompor sob calor intenso, formando coque e afetando o fornecimento normal de combustível.
- Capacidade anticolisão e antibombardeioO projeto deve reduzir a exposição da tubulação de combustível para evitar ferimentos por bala, utilizar um design residual para que o fornecimento normal de combustível possa continuar mesmo após danos em alguns acessórios, e empregar uma bomba de sucção para o fornecimento de combustível e medidas de autovedação em caso de colisão para evitar vazamentos e incêndios durante um acidente.
- Qualidade da atomização do combustívelO sistema de combustível deve atomizar o combustível uniformemente na câmara de combustão através do bico injetor ou do disco de descarga, enquanto o motor estiver em diferentes estados de funcionamento.
Padrões de especificação típicos
A Especificação Geral de Projeto de Sistemas de Combustível de Aeronaves define os requisitos de projeto, desempenho, compatibilidade e verificação para sistemas de combustível de aeronaves. Esses requisitos e itens de verificação aplicam-se ao desenvolvimento de sistemas e equipamentos de combustível para aeronaves militares, e a especificação orienta engenheiros e técnicos no projeto de sistemas de combustível.
Os requisitos gerais para sistemas de combustível de aeronaves civis especificam os requisitos técnicos e de verificação gerais para a função, o desempenho, o projeto e a estrutura de sistemas de combustível de aeronaves civis. A norma aplica-se ao projeto e à verificação de sistemas de combustível de aeronaves civis.
Os Requisitos de Projeto de Sistemas de Combustível para Aeronaves Civis especificam os requisitos de exame de aeronavegabilidade para o projeto e verificação de sistemas de combustível para aeronaves civis. Eles se aplicam ao projeto, verificação e exame de aeronavegabilidade de sistemas de combustível para aeronaves civis que utilizam motores a turbina.
Patentes típicas
Exemplos de patentes do artigo original
Diversos exemplos de patentes mostram diferentes direções de projeto de sistemas de combustível.
Nova patente de modelo de utilidade de sistema de combustível
A nova patente de modelo de utilidade para sistema de combustível refere-se a um novo sistema de combustível. Caracteriza-se por incluir um tanque principal, um tanque secundário e um conjunto de tubos de reabastecimento e exaustão entre o tanque principal e o tanque secundário.
Um tubo de aço inoxidável também é instalado entre o corpo do tanque principal e o corpo do tanque secundário. As duas extremidades do tubo de aço inoxidável são conectadas aos corpos do tanque principal e do tanque secundário por meio de uma junta.
A solução técnica foi concebida para ser inteligente e compacta. Ela aproveita ao máximo o espaço disponível, atende às necessidades do cliente e oferece maior flexibilidade para o desenvolvimento de futuros veículos.
Patente de sistema de combustível econômico e ecológico
A patente do modelo de utilidade do sistema de combustível, que economiza energia e é ecologicamente correto, inclui a ECU, o motor, a bateria, a bomba de carvão ativado, a tampa da fechadura e o conjunto do tanque de combustível. A ECU é conectada à bateria, ao motor e à bomba de carvão ativado por meio de tubulações.
A bomba de carvão ativado está conectada ao conjunto do tanque de combustível por meio de uma mangueira, e a tampa da fechadura também está conectada ao conjunto do tanque de combustível por meio de uma mangueira. O sistema de combustível inclui ainda um sistema de aquecimento/resfriamento semicondutor, instalado entre a bateria e a bomba de carvão ativado, também por meio de uma mangueira.
Essa solução técnica libera gás limpo na atmosfera após a adsorção de hidrocarbonetos pelo tanque de carvão ativado, protegendo o meio ambiente da poluição por hidrocarbonetos. A pressão negativa gerada pelo motor durante a condução dessorve os hidrocarbonetos armazenados no tanque de carvão ativado, permitindo sua combustão pelo motor e gerando energia, economizando combustível e reduzindo custos.
Sistema de combustível para locomotiva de combustão interna
O sistema de combustível prático para uma locomotiva de combustão interna inclui um motor diesel, um tanque de combustível, uma bomba de combustível, um filtro de combustível e um dispositivo regulador de pressão. O tanque de combustível é conectado à entrada de combustível do motor diesel através da linha principal de entrada de combustível.
O tanque de combustível está conectado à entrada de combustível do motor a diesel através da linha principal de retorno de combustível e também inclui uma válvula de bypass e um pré-aquecedor de combustível. A linha principal de entrada de combustível conecta, sucessivamente, o tanque de combustível, o filtro de combustível, a bomba de combustível, a válvula de bypass, o regulador de pressão e a entrada de combustível do motor a diesel.
A saída da válvula de bypass conecta-se ao pré-aquecedor de combustível através da linha de óleo de bypass. O regulador de pressão conecta-se ao pré-aquecedor de combustível através da linha de óleo do regulador de pressão, e o pré-aquecedor de combustível conecta-se ao tanque de combustível através da linha de retorno auxiliar.
A patente estabelece tanto o circuito de óleo de derivação quanto o circuito de óleo regulador. A pressão do óleo do sistema realiza dois estágios de ajuste inicial e fino através do circuito de óleo de derivação e do circuito de óleo regulador, tornando o controle da pressão do óleo do sistema mais preciso e garantindo a operação confiável do motor a diesel.
Resumo
O sistema de combustível é simultaneamente um sistema de alimentação e um sistema de gestão de vapores.
Em aplicações automotivas, o sistema de combustível fornece combustível ao motor e gerencia o vapor de combustível através da válvula de duas vias, canister de carvão ativado, válvula de limpeza, lógica da ECU e pressão negativa do coletor de admissão.
O artigo original também expande o tema para o fornecimento de combustível a motores turboeixo, normas para sistemas de combustível de aeronaves e exemplos de patentes. Em conjunto, essas seções demonstram que o projeto de sistemas de combustível deve considerar o fornecimento de combustível, a segurança, o controle de pressão, o isolamento térmico, o tratamento de vapores e os requisitos de verificação.
