UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

ANÁLISE DINÂMICA DE UM SISTEMA DE CAMES DE

UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

Edson Luiz Valverde Castilho Filho¹, Vinícius Fernandes2, Gilberto Pechoto de Melo3

1,2,3 UNESP- Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”Campus Ilha Solteira

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1. Introdução

O uso de cames para converter um movimento

circular em um movimento oscilatório é amplamente

conhecido e utilizado, principalmente em máquinas

operatrizes e motores de combustão interna.

Sabendo da grande importância desse elemento,

entende-se que a análise dinâmica de um mecanismo

que utiliza cames é fundamental para o projeto de

conjuntos mecânicos, indicando que material deve ser

empregado, formas, tamanhos, informações valiosas

sobre as peças, que podem reduzir o número de

protótipos a serem construídos e dinamizar o projeto

reduzindo consideravelmente os custos.

2. Fundamentação Teórica e Procedimento

de Análise

Um problema estrutural dinâmico é caracterizado

por carregamentos que variam com o tempo e pela

presença de forças de inércia. As conseqüências destes

carregamentos são deformações e deslocamentos que

também variam com o tempo.

Propôs-se a análise de um sistema de válvulas de um

motor de combustão interna que utiliza o mecanismo de

cames (figura 1. a). Para isso consideram-se cada parte

do mecanismo como uma massa concentrada em um

sistema massas-molas-amortecedores (figura 1. b).

As molas k2, k3, k4, representam a rigidez dos

componentes e k1, a mola de retenção utilizada para

manter o contato entre a came e o seguidor, e os

amortecedores (c1, c2, c3, c4, c5) representam os efeitos

de atrito do movimento.

(a) (b)

Figura 1 - (a) Esquema de um sistema de válvulas

acionadas por came. (b) Sistema Massas-Molas-

Amortecedores que modela o conjunto.

A manipulação das equações dinâmicas de cada

bloco gera um sistema representado matricialmente por:

3 3 3 1 3 3 3 1 3 3 3 1 3 1 { } { } +{ } { } +{ } { } ={0} x x x x x x x m &x& c x& k x (1)

que descreve o movimento de cada parte do sistema

e localiza a posição do elemento a cada instante de

tempo. Os resultados obtidos na simulação utilizando o

software’Matlab’