Entendendo os motores Lean Burn

Em um motor de combustão interna, lean-burn refere-se à combustão de combustível com excesso de ar. A relação ar-combustível em motores de combustão pobre pode ser tão baixa quanto 65:1. (em massa). Em comparação, a razão ar/combustível necessária para queimar estequiometricamente a gasolina é de 14,64:1. Em um motor de queima pobre, o ar excedente produz significativamente menos hidrocarbonetos. Altas relações ar-combustível também podem ser empregadas para reduzir as perdas por estrangulamento, que são produzidas por várias técnicas de gerenciamento de potência do motor.

Neste artigo, você aprenderá a definição, os aplicativos, o diagrama, o funcionamento, as vantagens e desvantagens dos mecanismos lean-burn.

O que é um mecanismo lean-burn?

Embora os motores lean-burn ou diesel consumam menos combustível e emitam menos CO2 do que os motores existentes com relação ar/combustível estequiométrica, a presença de O2 em suas emissões inibe o uso dos atuais catalisadores do tipo “três vias”. Como resultado, são necessários catalisadores capazes de converter NOx em N2 nas emissões do motor contendo oxigênio. O termo “lean-burn” é relativamente autoexplicativo. É uma pequena quantidade de combustível entregue e consumida na câmara de combustão de um motor. A relação ar-combustível normal é de cerca de 15:1. (15 partes de ar para 1 parte de combustível). As verdadeiras proporções de queima magra podem chegar a 23:1.

Os motores de queima enxuta (gasolina e diesel) têm melhor economia de combustível e emissões mais baixas do que os motores tradicionalmente ajustados. Por sua própria natureza, eles utilizam menos combustível e produzem menos hidrocarbonetos não queimados e gases de efeito estufa do que um motor de combustão “regular” comparável, fornecendo a mesma quantidade de energia. Maiores taxas de compressão da câmara de combustão (maior pressão do cilindro), redemoinho de entrada de ar substancial e injeção direta de combustível com medição pobre de precisão são usadas para atingir condições de queima pobre.

As aplicações dos sistemas lean-burn são comuns em todos os tipos de veículos, carros comerciais como Honda, Toyota, Mitsubishi, motores a gasolina para serviço pesado e também motores a diesel.

Diagrama de um motor lean-burn:

Princípio de funcionamento:

O funcionamento de um motor lean-burn é menos complexo e pode ser facilmente compreendido. em seu funcionamento, as perdas por estrangulamento podem ser reduzidas usando um modo lean-burn. Em operação normal de velocidade constante, um motor em um veículo convencional é dimensionado para fornecer a potência necessária para a aceleração, mas deve funcionar bem abaixo desse ponto. Normalmente, a potência é reduzida fechando parcialmente o acelerador. O aumento do trabalho necessário para bombear o ar através do acelerador, por outro lado, diminui a eficiência. Uma potência mais baixa pode ser alcançada com o acelerador mais próximo da abertura total se a relação combustível/ar for reduzida, e a eficiência durante a condução normal (abaixo das capacidades de torque máximo do motor) pode ser melhorada.

Os motores Lean-burn podem usar taxas de compressão mais altas, resultando em desempenho superior, eficiência de combustível e emissões de hidrocarbonetos reduzidas do que os motores a gasolina tradicionais. Os motores de injeção direta são a única maneira de obter misturas ultra-enxutas com altas relações ar-combustível.

A principal desvantagem da queima limpa é que a redução das emissões de NOx requer o uso de um complicado sistema de conversor catalítico. Os atuais conversores catalíticos de 3 vias exigem um equilíbrio de poluentes na porta de exaustão para realizar reações de oxidação e redução, portanto, a maioria dos motores modernos navega e desacelera no ponto estequiométrico ou próximo dele.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre o funcionamento de um mecanismo lean-burn:

Vantagens e desvantagens do mecanismo lean-burn

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios de um mecanismo lean-burn em suas diversas aplicações:

• Aumento da eficiência de combustível
• Reduzir o número de hidrocarbonetos não queimados e gases de efeito estufa liberados na atmosfera.
• Um modo lean-burn é uma técnica para reduzir as perdas por estrangulamento.

Desvantagens:

Apesar das boas vantagens de um motor lean-burn, ainda ocorrem algumas limitações. Abaixo estão as desvantagens dos motores lean-burn em suas várias aplicações:

• Para reduzir as emissões de NOx, a queima pobre requer um sistema de conversor catalítico complicado.
• Custos relativamente altos

Conclusão

Os motores de queima enxuta (gasolina e diesel) têm melhor economia de combustível e emissões mais baixas do que os motores tradicionalmente ajustados. Por sua própria natureza, eles utilizam menos combustível e produzem menos hidrocarbonetos não queimados e gases de efeito estufa do que um motor de combustão “regular” comparável, fornecendo a mesma quantidade de energia. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens de um mecanismo lean-burn são discutidos.

Espero que você aprenda muito com a leitura, se sim, gentilmente compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, nos vemos por aí!