principais sistemas hidráulico e pneumático veicular, Slides de Engenharia Automóvel

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Bacharelado em Engenharia Mecânica

Disciplina: Engenharia automobilística

Aula 10 - Hidráulica e Pneumática Veicular

Marcelo Lourenço Antunes

10. 1. Introdução A transmissão de energia através da utilização de um fluido como meio é bastante utilizada. A tecnologia atual teve seu início em 1650 , com a descoberta do Princípio de Pascal, que diz que a pressão é transmitida em uma quantidade confinada de fluido. Os circuitos óleo-hidráulicos são um meio de transmitir energia. Neste caso, a energia mecânica inicial gerada pelo motor elétrico é convertida pela bomba hidráulica em energia hidráulica, propagando-se pelo fluido e direcionado e controlado pelas válvulas, até ser convertida novamente em energia mecânica em um atuador ou em um motor hidráulico.

Hidráulica Estacionária

10. 2. Princípios físicos da hidráulica Definição de Pressão Pressão hidrostática: É a pressão exercida por uma coluna de líquido, e é dada pela seguinte expressão:

10. 2. Princípios físicos da hidráulica Medidor de pressão Manômetro: O manômetro é um aparelho que mede um diferencial de pressão. Dois tipos de manômetros são utilizados nos sistemas hidráulicos: o de Bourdon e o de núcleo móvel.

• Manômetro de Bourdon: O tubo de Bourdon consiste de uma escala calibrada em unidades de pressão e de um ponteiro ligado, através de um mecanismo, a um tubo oval, em forma de "C". Esse tubo é ligado à pressão a ser medida.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica Medidor de pressão

• Manômetro de núcleo móvel: Esse manômetro possui um núcleo móvel, que está ligado ao sistema de pressão, uma mola de retração, um ponteiro e uma escala graduada. Conforme a pressão aumenta, o núcleo é empurrado contra a mola de retenção. Este movimento provoca o movimento do ponteiro que está ligado ao núcleo e este registra o valor da pressão no mostrador graduado.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica Medidor de pressão

• Manômetro digital: O manômetro digital é um instrumento utilizado para a medição de pressão diferencial, pressão negativa ou pressão positiva. Possui elevada precisão, permitindo a interface com sistemas de monitoramento remoto.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Fatores de conversão de unidades de pressão

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Conservação de Energia: Quando desejamos realizar uma multiplicação de forças, significa que teremos o pistão maior, movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor, sendo que a distância de cada pistão seja inversamente proporcional às suas áreas. O que se ganha em relação à força tem que ser compensado em distância ou velocidade. Quando o pistão de área = 1 cm² se move 10 cm desloca um volume de 10 cm³ para o pistão de área = 10 cm². Consequentemente, o mesmo movimentará apenas 1 cm de curso, já que o volume de fluido deslocado é o mesmo.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Fluido Hidráulico: O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico industrial. Ele atua como um meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedante e um meio de transferência de calor. O fluido hidráulico à base de petróleo é o mais comum, mas atualmente os fluídos sintéticos são amplamente utilizados.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Fluido à Base de Petróleo: O fluido à base de petróleo é mais do que um óleo comum. Os aditivos são ingredientes importantes na sua composição. Os aditivos dão ao óleo características que o tornam apropriado para uso em sistemas hidráulicos.
• Índice de Viscosidade (IV): O índice de viscosidade é um número puro que indica como um fluido varia em viscosidade quando a temperatura muda. Um fluido com um alto índice de viscosidade mudaria relativamente pouco com a temperatura. A maior parte dos sistemas hidráulicos industriais requer um fluido com um índice de viscosidade de 90 ou mais.

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Inibidores de Corrosão: Os inibidores de corrosão protegem as superfícies de metal do ataque por ácidos e material oxidante. Este inibidor forma um filme protetor sobre as superfícies do metal e neutraliza o material corrosivo ácido à medida que ele se forma.
• Aditivos de Extrema Pressão ou Antidesgaste: Estes aditivos são usados em aplicações de alta temperatura e alta pressão. Em pontos localizados onde ocorrem temperaturas ou pressões altas (por exemplo, as extremidades das palhetas em uma bomba ou motor de palheta).

10. 2. Princípios físicos da hidráulica

• Aditivos Antiespumantes: Os aditivos antiespumantes não permitem que bolhas de ar sejam recolhidas pelo óleo, o que resulta numa falha do sistema de lubrificação. Estes inibidores operam combinando as pequenas bolhas de ar em bolhas grandes que se desprendem da superfície do fluido e estouram.
• Fluidos Resistentes ao Fogo: Uma característica inconveniente do fluido proveniente do petróleo é que ele é inflamável. Não é seguro usá-lo perto de superfícies quentes ou de chama. Por esta razão, foram desenvolvidos vários tipos de fluidos resistentes ao fogo.
• Emulsão de Óleo em Água: A emulsão de óleo em água resulta em um fluido resistente ao fogo que consiste de uma mistura de óleo numa quantidade de água. A mistura pode variar em torno de 1 % de óleo e 99 % de água a 40 % de óleo e 60 % de água. A água é sempre o elemento dominante.