Eu prefiro um carro a vapor...veja por que!!

[Fendel]

mapv - motor à álcool pré-vaporizado

os engenheiros arthur zanetti e marcos camerini, engenheiro mecânico, formado em 1977 pela escola politécnica, obtiveram registro de patente internacional para o equipamento, desenvolvido em conjunto, de pré-vaporização de álcool para motores, mapv. segundo os engenheiros o processo consiste na pré-vaporização do álcool, etanol ou metanol, antes de ser feita a mistura combustível para a queima dentro do cilindro. o resultado, conforme observam os projetistas, se reflete em ganhos de rendimento e desempenho, redução de consumo de combustível e também nos índices de emissões. de acordo com marcos camerini, engenheiro que trabalhou na general motors do brasil nos anos 70 e 80 e que foi um dos responsáveis pelo desenvolvimento da motorização dos primeiros modelos do chevrolet monza, o sistema de pré-vaporização baseia-se no princípio de que uma mistura de gases queima de maneira muito mais eficiente do que uma mistura bi-fase, de líquido-gás convencional. “o sistema convencional não aproveita todo potencial energético da mistura e com isso perde em rendimento e eleva o índice de emissões, já que não queima totalmente o combustível. no sistema pré-vaporizado a mistura em nível molecular possibilita a queima completa do combustível.”

para camerini a mistura gás-gás possibilita também melhor aproveitamento da energia gerada pela vela de ignição. a vela do motor comum não é a responsável pela vaporização do álcool que é injetado no cilíndro como líquido pulverizado. dado que parte desse álcool naturalmente vaporiza, ou seja, forma uma mistura em fase gasosa com o ar, a vela apenas fornece a fagulha que permite a ignição dessa mistura álcool - ar. o restante que ainda se encontra na fase líquida, vaporiza muito rapidamente na medida em que o meio entra em combustão, fornecendo energia para completar o processo de vaporização e acelerar a taxa de combustão. obviamente, a fagulha pode vaporizar uma pequeníssima fração do álcool muito próxima dela. porém esta é uma fração insignificante quando comparada ao restante que é vaporizado durante o processo de combustão. ao leitor desavisado, pode parecer que a vela é a responsável pela vaporização de todo álcool líquido injetado no motor convencional. a vantagem do sistema mostrado está em reaproveitar parte da energia que seria perdida para o meio devido à troca de calor entre o motor e o sistema de refrigeração do mesmo.

o sistema também altera a relação estequiométrica na mistura do combustível com oxigênio: “na gasolina esta relação é de quatorze partes de ar para uma de combustível, no álcool ela é de nove para uma, enquanto que no álcool pré-vaporizado ela passa a ser de onze para uma”. resultado: melhores índices de desempenho e de consumo, além de redução das emissões. “o mesmo motor reduz o nível de co de 0.30 com a mistura normal para 0.10 na mistura pré-vaporizada.”

no processo mapv o combustível líquido proveniente do tanque é aquecido pelo calor liberado pelo sistema de arrefecimento do motor e, com isso, vaporizado. só depois ele é dosado com o ar formando a mistura combustível gás-gás. camerini lembra que o projeto se baseou na patente do professor romeu corsini, da universidade de são carlos, mas que durante o desenvolvimento, que já dura três anos, ele e zanetti resolveram alterar o conceito original. “a patente do professor corsini é baseada no aproveitamento do calor dos gases de escapamento, mas nós descobrimos que isto se torna muito difícil de controlar devido as elevadas temperaturas, bem como às variações destas. resolvemos então aproveitar o calor do líquido de refrigeração do motor, antes deste voltar ao radiador.”

assim, ao sair do motor para o radiador o líquido de refrigeração passa pelo vaporizador de combustível. “nós nos baseamos no fato de que as temperaturas do líquido de refrigeração são muito mais baixas e constantes e concluímos que era o necessário para o que tínhamos como objetivo.” ele nota que o etanol se vaporiza a 78 graus centígrados e o metanol a 65 graus. “por isso chegamos à conclusão de que o conceito funcionaria perfeitamente utilizando esta técnica e isso acabou nos proporcionando uma nova patente internacional.” atualmente camerini e zanetti testam o equipamento em um monza equipado com motor 2.0 efi (injeção monoponto). “nos testes de estrada, em ciclo pré-determinado, o mesmo veículo fez média de 9,4 km/l com etanol líquido e 12,3 km/l com etanol pré-vaporizado, ou seja, ganho de 30,8%.”

ele informa que o motor do automóvel já está com 50 mil quilômetros rodados e que o objetivo é elevar o índice de consumo para 13 km/l, 38% acima da média original: “estamos utilizando o motor com taxa de compressão original, 12:1, mas acreditamos que é possível aumentar esta taxa para até 14:1 com a qual devemos alcançar ganhos mais significativos”. segundo os projetistas o sistema de pré-vaporização, por requerer calor do motor, necessita que este esteja previamente aquecido. assim, durante um curto período de aquecimento, o motor funciona normalmente com a mistura convencional líquido-gás. tão logo os sensores detectem que tanto a temperatura do motor, como a pressão do vapor, alcançarem os valores de funcionamento uma central desliga o sistema de injeção líquida. “o condutor do veículo nem nota a passagem de um sistema para o outro.” camerini detalha que já está em contato com sistemistas e fabricantes de componentes de injeção eletrônica de combustível para divulgar o projeto.

com 64 anos de sua vida dedicados de corpo e alma ao assunto álcool, corsini, projetista do famoso avião paulistinha e descendente direto do papa clemente xii (lourenço corsini), diz que o mapv é simplesmente fantástico. "ele atingiu 16 quilômetros por litro de álcool, nos mesmos ensaios em que o motor a gasolina atingiu 12 quilômetros por litro e o motor a álcool convencional atingiu 10 quilômetros por litro de combustível: o mapv faz a potência dos carros populares saltar de 56 para 70 cavalos e de um motor a diesel de 180 pular para os 240 cavalos, com o mesmo consumo e se não for necessário utilizar o total da potência, o consumo do motor a álcool pré-vaporizado será ainda mais baixo que o motor movido a óleo diesel. esta tecnologia poderá ser aplicada também em motores de aviões, eliminando de vez o risco de pane na decolagem, problemas frequentes com os motores movidos a gasolina de aviação", diz corsini. o projeto do mapv vem sendo desenvolvido no núcleo de engenharia térmica e fluidos da escola de engenharia de são carlos da universidade de são paulo em colaboração com o centro de pesquisas de são carlos, com o apoio dos cientistas emerson pires leal, antonio moreira dos santos, josmar davilson pagliuso e claudio kirner.

de uma forma simplificada o motor funciona da seguinte forma: o estequiômetro mede a quantidade mínima de combustível que vai precisar para atender as condições que o motorista está exigindo do motor ajustando tal quantidade automática e continuadamente, por meios eletrônicos, de forma a sempre utilizar a mínima quantidade possível de combustível. usando o calor do cano de escape aquece o álcool e o vaporiza sobre o ar que será usado na mistura, e aí injeta o combustível na câmara de combustão, já em forma de vapor. a queima obtida durante a expansão será quase que integral e a força gerada permanecerá no seu valor máximo por um tempo muito maior que qualquer combustível, resultando em maior potência. na maior parte dos motores onde é utilizado, o óleo diesel permite um aproveitamento de aproximadamente 20% e, a gasolina de 26%. vale dizer que de 100 litros de gasolina que você coloca no tanque apenas 26 litros serão transformados em energia utilizada pelo carro, o restante, algo como 74 litros serão desperdiçados pela falta de combustão, pela combustão irregular, por transformação em calor ou evaporados quando da abertura do tanque para os reabastecimentos.

o álcool líquido permite um aproveitamento de 42% e o álcool vaporizado atinge a marca de 52%. aqui cabe uma observação muito importante: o combustível ideal no motor ideal, apresentando um aproveitamento total, geraria o máximo de 60% de rendimento, porque neste processo 40%, obrigatoriamente pelas leis naturais, seriam transformado em calor. ou seja, quando se consegue 52% de aproveitamento na transformação do álcool vaporizado em energia está se conseguindo atingir quase a totalidade dos 60% possíveis. além do ganho real no bolso, despolui a natureza."para que possamos entender de uma forma muito simples como e porque o motor a álcool pré-vaporizado funciona com tão alto aproveitamento, basta recordarmos de um princípio de química. se aquecermos dois líquidos em uma mesma vasinha, digamos um com o ponto de ebulição de 80°c e outro cuja ebulição se dá a 100°c, ocorrerá o seguinte: a temperatura vai subir até atingir 80°c, e permanecerá nesta marca até que toda a massa do primeiro líquido se evapore, aí começa a subir puro. o óleo diesel tem mais de 20 hidrocarbonetos em sua fórmula, com temperaturas de ebulição diferenciada desde 260° até 350°c e, a gasolina, com quase a mesma quantidade de hidrocarbonetos, vai de 20° a 170°c. ou seja, para vaporizarmos os 20 produtos químicos existentes em ambos os combustíveis teremos que passar por 20 pontos diferentes de ebulição", explica corsini.

testes realizados com um mapv instalado em um ônibus na alemanha, mostraram que a maior parte das metas para o veículo limpo e eficiente são atingidas. o ganho foi de 30%. tendo habilidade de operar com mistura pobre, produziu uma redução drástica nas emissões de nox, co e hcs. não se observou emissões de fuligem em nenhum regime de funcionamento do motor (particulados). de modo geral, o mapv foi capaz de manter emissões tão baixas que poderiam atender até mesmo às normas do estado da califórnia (1983), conhecidas por serem as mais rígidas do mundo. sem o uso de catalizadores. segundo corsini: "então é possível, a esta altura, reconhecer o álcool como um forte candidato ao combustível ideal, pois:
· o álcool tem uma temperatura de ebulição de 78°c na pressão atmosférica - alta o suficiente para evitar a evaporação, baixa o suficiente para evitar deficiência na combustão;
· o álcool não contém enxofre, compostos aromáticos ou olefínicos. de fato, quando comparados em iguais concentrações, os gases dos motores a álcool são muito menos prejudiciais à saúde de animais (e, presume-se, também a de humanos) do que os da gasolina, como mostra estudo feito pela usp, com camundongos e ratos de laboratório;
· o álcool possui aquele átomo de oxigênio que os americanos buscam na molécula de seu combustível (o metanol tem um átomo de carbono e o etanol tem dois);
· o álcool provém da cana-de-açúcar que reabsorve o co2 liberado durante a sua combustão;
· o álcool permite o uso de taxas de compressão maiores, resultando em melhor eficiência do motor;
· o álcool, em virtude de sua temperatura única de ebulição pode ser facilmente vaporizado de maneira controlada utilizando-se os gases de escape do motor ou até mesmo sua água de resfriamento;
· o álcool quando vaporizado permite a operação com misturas pobres em qualquer regime do motor chegando a trabalhar com 80% de excesso de ar (em contraste com a gasolina que tem limite em torno de 10% e frequentemente trabalha com mistura rica)", elenca corsini.

romeu corsini graduou-se pela escola politécnica da usp em engenharia elétrica, em 1942, e em engenharia aeronáutica em 1946, no ipt. integrou-se profissionalmente à usp em 1936, onde fez toda sua carreira de pesquisa e acadêmica, sempre nas áreas de aeronáutica e energia. no ipt, onde trabalhou em cerca de 20 projetos aeronáuticos, ingressou em 1938, e em 1941, juntamente com adonis maitin, desenvolveu o avião paulistinha. também em 1941, participou diretamente da criação da cidade universitária da usp. atuou, no ipt, na pesquisa sobre combustíveis renováveis. romeu corsini estagiou na escola superior de guerra, na área de geopolítica e desenvolvimento. em 1951, trabalhando como assessor de diretoria da escola politécnica, foi um dos fundadores da escola de engenharia da usp de são carlos, criada com a intenção de seguir o modelo adotado pelo massachussets institute of technology (mit). e posteriormente seu diretor, coordenador do campus e pró-reitor. atualmente é professor titular da usp em transporte aéreo; e atual superintendente do centro de pesquisas de são carlos e conselheiro da associação brasileira de engenharia automotiva (aea). é autor de dezenas de projetos de interesse nacional em pós-graduação, na usp.

fonte:
http://www.cpsc.br/mapv.htm acesso em março de 2002
http://www.udop.com.br/tecnologia/mater ... _11_04.htm acesso em janeiro 2003
http://www.marcoscamerini.com.br/arquiv ... 7.2002.doc
http://www.institutodeengenharia.org.br ... afias.html acesso em março de 2005
http://www.marcoscamerini.com.br/projetos.php acesso em outubro de 2005

[Josenir]

não sei não, fendel, me perdoe a franqueza, mas já senti aí um fumus de "projeto comprado para ser engavetado".

[Josenir]

já estou com o protótipo do eletrônico da injeção de vapor para motor de 1 cilindro em testes. já andou sacudindo o motor.

[sandro_ventania]

eu já li sobre isso. aliás o arthur zanetti e marcos camerini, se apoiaram no antigo reator pantone, para perceber que queimar vapor é mais eficiente.
já existe um carro que funciona assim, vejam:
http://www.techzine.com.br/arquivo/vapo ... seu-carro/

só não vamos desvirtuar o topico, combinado?!

[Fendel]

sob minha modesta ótica, o tópico trata de carro e de vapor... muito mais do que uma bomba de água...

fico estupefado com o preguiça das escolas de engenharia e de seus pelegos professores, que não abraçam estas coisas... estes testes, estes desenvolvimentos... uma pouca vergonha.

sobre a solenoide, josenir... acho que vc vai ter de modificá-la um pouco, para ser mais rápida...

[Josenir]

sob minha modesta ótica, o tópico trata de carro e de vapor... muito mais do que uma bomba de água...
fico estupefado com a preguiça das escolas de engenharia e de seus pelegos professores, que não abraçam estas coisas... estes testes, estes desenvolvimentos... uma pouca vergonha.
sobre a solenoide, josenir... acho que vc vai ter de modificá-la um pouco, para ser mais rápida...

eu também penso que não falta investimento do governo nas universidades, falta mesmo é gente com vontade de produzir conhecimento científico com utilidade prática na vida das pessoas.

mas que alteração você acha que eu teria que fazer na válvula solenóide ? ela à primeira vista parece que responde bastante rápido. e ademais se ela for lenta para abrir, eu penso que precisamos apenas adiantar o tempo de abertura, como naquele 3mm antes do pms.
eu estou preocupado mesmo é se ela vai dar vazão ao volume de ar que precisa passar por ela no curto intervalo de tempo da descida do pistão. e quanto maior a cilindrada do motor, maior o volume.

e nisso, bem que você poderia ajudar. aqui na minha cidade não é qualquer coisa que a gente encontra. essas válvulas solenóides, eu encontrei algumas, mas ninguém sabe dar uma especificação exata da capacidade de vazão. não acompanha manual, ninguém tem um catálogo com muitos modelos, etc... talvez aí na sua cidade esteja mais fácil de encontrar uma grande variedade delas. existem também, em caminhão e máquinas pesadas os solenóides para hidráulico, que devem ter mais vazão e maior capacidade de pressão, mas aqui é difícil de encontrar.
que tal se você fizesse uma pesquisa nesta área, em nome do progresso da ciência... eh eh eh !

esta que eu estou usando é do acionamento do freio motor do diferencial de várias marcas de carretas, marca parker, 12v. mas tem também aquelas que são usados no suspensor do truck das carretas e devem haver outras. se puder verificar, dê preferência aos modelos para 12v, mas para 24v também serve.

eu agradeceria muito.

[lobão]

somente agora terminei de ler o tópico, e estão todos de parabéns pelo excelente trabalho realizado.

meu conhecimento em motores a vapor posso dizer que é nulo, o único contato que tive foi com locomóvel (de 1911 com 18hp) que colocamos a funcionar apenas por curiosidade, como esse motor possuía apenas um cilindro com uma ação tinha-se de colocar o pistão pms para dar a partida, foi só do que lembrei quando o josenir relatou a dificuldade de partida do seu bólido á vapor!

um abraço a todos!!!

[sandro_ventania]

sob minha modesta ótica, o tópico trata de carro e de vapor... muito mais do que uma bomba de água...

fendel não precisava espetar...eu apenas comentei para que "todos nós" (incluindo eu) não seguisemos por outro caminho abandonando este...pois certamente o assunto que vc abordou é fantastico e fascinante, facilmente contagiante...apesar de falar de motores ci.

josenir, caso voce tenha problemas com a velocidade, sugiro que voce instale um circuito choper para alimentar o solenoid.

[Josenir]

josenir, caso voce tenha problemas com a velocidade, sugiro que voce instale um circuito choper para alimentar o solenoid.

ótima idéia. com certeza pode vir a ser uma solução sim.
se o solenóide possui uma bobina para trabalhar com 12v contínuo e o nosso uso vai ser pulsado e com ciclo ativo de no máximo 50%, com certeza podemos acioná-lo com segurança com pelo menos o dobro da sua tensão, ou 24v. e se usarmos a 25% podemos usar uma tensão quatro vezes maior, 48v, sem perigo de danificá-lo. com uma tensão maior o acionamento vai ser mais rápido, com certeza.

25% do ciclo ativo significa abrir no início do pms e fechar 90º depois, ou seja, na metade do curso do pistão, ou 1/4 de volta do volante.

[Fendel]

josenir... minha cidade também é pequena... e de poucos recursos...

é... aumentando a tensão... pode-se também aumentar a pressção da mola de fechamento...
e para 1/10 de tempo acionada... podería-se aumentar a tensão 10 vezes...
e dependendo do tamanho interno da válvula... pode-se reduzir o curso.... e ganhar tempo...

e tem também a questão da temperatura... tua válvula é para ar frio... pode ser que não aguente 180 graus centígrados...

há anos comprei válvulas para vapor da asco, da jefferson e da thermoval...
http://www.asco.com.br/val_2v.aspx

mas pela velocidade necessária, penso que terá que ser um meio termo entre solenoide e bico injetor de caminhão...

[sandro_ventania]

josenir, dá até pra usar mais de 100volts, desde que a corrente permaneça dentro do que suporta a bobina do solenoide.
com relação a ela suportar a temperatura do vapor, tente descobir qual o material usado na vedação...se for borracha ou plastico pode ser problematico, a solução seria trocar o material por teflon ou bronze grafitado.
existe solução pra tudo...dificil é a solução da minha conta bancaria...

[Josenir]

tenho duas notícias, uma boa e uma triste.
a boa é que o protótipo do controlador de injeção de vapor ficou ótimo e funcionou o motor a contento.
a triste é que a válvula solenóide, mesmo com 24v não deu boa vazão de ar para o motor. já fiz exaustivos teste e constatei que o problema não é a velocidade de abertura e sim a vazão, como eu já suspeitava. uma prova disso é que o motor não funciona com 50 libras. logo ela está matando a pressão. com 120 libras de pressão de ar o motor funciona aparentemente bem, mas não atinge 300 rpm e assim o gerador não consegue gerar nada.

vejam o controlador pronto. na foto de baixo observem que o componente de 3 pernas, parecendo um transistor é um sensor de efeito hall que detecta a passagem do imã que está fixado no volante e que já é o ímã do gerador, original do motor. acima do led verde existe um trimpot que ajusta o tempo de retardo para o fechamento da válvula depois que o imã passa, que vai de 0 a 0,2 segundos. experimentei outros tempos de fechamento, mas só resultaram em mais desperdício de ar, pois o ar chega em pressão bem mais baixa, depois de passar pela válvula.

alguma sugestão ?

Elet_Vapor.JPG (47.74 KiB) Visto 5780 vezes

[sandro_ventania]

poxa...é pena...vamos ter de procurar uma solução...
veja aqui...tem varios modelos com folha de dados em pdf e pode-se comprar pela internet.
http://www.zscomercial.com.br/goto/stor ... 1344&id=56

[Fendel]

josenir e pessoal

acabo de falar com o austríaco thomas prem, em alemão por telefone:(skipeout)
436645832009 email [email protected]
convidei-o para participar do forum... mas ele só fala alemão...
vou mandar um email prá ele... e traduzo aqui nossa conversa...

ele disse que utiliza seu motor (aquele do filme) já fazem 2 anos... e que modificou um aquecedor residencial para caldeira...
seu motor produz 600 w a 1000 rpm e ele acha que consome uns 5 kg de lenha por hora... (não mediu ainda...)
e é o próprio pistão que abre a válvula de admissão.... tipo 6 mm antes e fecha 6 mm depois do pms... e esta válvula mecânica (deve ter uma perninha) se localiza no local da vela...

vou tentar mandar uma fotos do motor do josenir prá ele... prá animá-lo a nos dar palpites...

[Josenir]

muito bom, seria ótimo se ele participasse.

[Josenir]

mais notícias, não más notícias, boa notícias...

desmontei a válvula solenóide e consegui aumentar a vazão para mais do que o dobro do que ela estava dando. agora, com pressão de 120 libras, o motor passou das 400 rpm e o gerador funcionou com boa potência. precebe-se também que não está vazando ar para dentro do bloco. a válvula de admissão está sem o tucho, está o tempo todo fechada pela sua mola.

agora um fato que eu observei, é aquilo que eu já tinha em mente: não existe nada de graça. se deu mais rendimento, mas também gastou mais ar do que a versão mecânica. logo confirmando aquilo que eu já tinha dito, que a versão mecânica não é tão ruim quanto se pensa. e mais um detalhe: a versão mecânica funciona o gerador com boa potência com pressão de apenas 50 libras, enquanto a eletrônica agora já funciona a 50 libras, mas não dá força nem velocidade para funcionar o gerador.

[Fendel]

continue refinando... hehehé... parabéns... pensei que essa válvula solenoide nem chegaria a tanto...

o austríaco me mandou uns folhetos sobre o motor dele, sobre uma válvula para levantar a tampa e assento em vaso sanitário com o pé e sobre um papaventinho que acende uma lâmpada quando venta...

pedi mais detalhes sobre a válvula acionada pelo pistão do motor, que inclusive tem regulagem...
vamos aguardar a resposta.

[Josenir]

viu, fendel,

agora que você falou em uma válvula que é aberta pelo próprio pistão, então está aí um dos motivos para essa abertura e fechamento antes e depois do pms: para viabilizar o funcionamento desta válvula. de outra forma seria impossível abrir e fechar uma válvula com o próprio pistão.

mas não se pode negar que a abertura da válvula de admissão antes do pms causa uma dificuldade de partida, mas depois permite uma velocidade maior do motor. só agora com a valvula solenóide é que eu vi algum resultado nesta abertura antes do pms. como o sandro já tinha observado, a injeção eletrônica permite ajustar o ponto de funcionamento com o motor funcionando, e fica bem mais fácil de ajustar e observar o resultado. e atenção, a abertura da admissão antes do pms só melhora com um mínimo adiantamento, que não deu ainda de ver de quantos graus é, mas é bem pouco. quando estou com motor funcionando com o sensor hall exatamente no pms, o motor parte normalmente e atinge uma tal velocidade. em seguida vou adiantando o sensor de posição, e o motor vai acelerando mais, até que apartir de determinado ponto ele começa a "falhar" e desacelerar. isso significa que adiantando muito a abertura, a compressão alta causa resistência ao movimento e diminui o rendimento.

[Fendel]

mas isso eu já sabia...

brincadeira à parte... de quantos graus ou de quantos mm no volante é este adiantamento?

o austríaco quer 20 euros pelo "projeto" das modificações...

fazemos uma vaquinha? vou perguntar se dá prá então publicar aqui...

[Fendel]

o austríaco respondeu que podemos publicar aqui seu projeto...

para a campanha aqui no brasil, disponibilizo minhas contas no itaú e no bb...
na alemanha tenho um irmão e cunhada, que devem ter conta bancária... e que poderão então fazer o depósito pro austríaco.
falta só ver quantos querem participar da vaca...
eu faço parte...
quem mais se habilita?