2. Características Técnicas do Motor Original
O Perkins 1104A-44T é um motor diesel de quatro cilindros projetado para alto desempenho e eficiência em aplicações estacionárias e móveis. Abaixo estão suas principais especificações:
Cilindrada: 4.4 litros
Configuração: 4 cilindros em linha
Diâmetro x Curso: 105 mm x 127 mm
Taxa de Compressão: 18.2:1
Potência Máxima: 100 cv (74,6 kW) a 2200 rpm
Torque Máximo: 380 Nm a 1400 rpm
Sistema de Alimentação: Injeção direta mecânica
Aspiração: Turboalimentado
Sistema de Arrefecimento: Líquido (radiador e bomba d'água)
3. Processo de Conversão para Gasogênio
A conversão do motor Perkins 1104A-44T para funcionamento com gasogênio exige adaptações estruturais e funcionais para viabilizar a queima eficiente do gás pobre gerado pela gaseificação da biomassa. O processo envolve as seguintes etapas:
3.1. Instalação do Gasogênio
Tipo de Gasificador: Imerso ou de fluxo descendente (down-draft), garantindo uma geração estável de gás com menor quantidade de alcatrão.
- Capacidade de Processamento: 3-5 kg de biomassa por kWh gerado.
- Composição do Gás: Aproximadamente 20% CO, 18% H₂, 2% CH₄, 12% CO₂ e 48% N₂.
- Filtro de Gás: Sistema de filtragem multicamada com separador ciclônico e leito de serragem para remoção de partículas e condensados.
3.2. Adaptação do Sistema de Alimentação
- Misturador de Gás e Ar: Instalação de um venturi regulável no coletor de admissão para controle da mistura ar-gás.
- Controle de Fluxo: Válvula de controle de gás acionada por servo-mecanismo vinculado ao acelerador do motor.
3.3. Redução da Taxa de Compressão
Motores diesel possuem taxa de compressão elevada (~18:1), inadequada para combustão do gás pobre.
Métodos de ajuste:
- Instalação de espaçadores no cabeçote para aumentar o volume da câmara de combustão.
- Substituição dos pistões por modelos com cavidade maior, reduzindo a taxa para aproximadamente 12:1.
3.4. Conversão do Sistema de Ignição
-Motores diesel operam por compressão, enquanto o gasogênio necessita de ignição por centelha.
- Alternativa 1: Adaptação de um sistema de ignição por vela e bobina, com sensor de fase para sincronização.
- Alternativa 2: Operação dual-fuel, mantendo injeção mínima de diesel (~10%) para garantir autoignição.
3.5. Ajustes no Sistema de Admissão
- Remoção dos injetores diesel e substituição por bicos de injeção de gás.
- Modificação do coletor de admissão para melhorar a turbulência e homogeneização da mistura.
3.6. Monitoramento e Controle
- Sensores de Temperatura e Pressão: Monitoramento contínuo da temperatura dos gases de escape e da pressão no gasogênio.
- Sistema de Resfriamento: Implementação de radiador adicional para compensar maior geração de calor.
4. Testes de Desempenho Pós-Conversão
Após a conversão, o motor deve ser submetido a uma série de testes para verificar sua eficiência e confiabilidade:
- Potência Reduzida: A conversão para gasogênio pode reduzir a potência original em cerca de 30%, resultando em aproximadamente 70 cv.
- Consumo de Biomassa: Estima-se um consumo médio de 1,2 kg de madeira por kWh gerado.
- Eficiência Térmica: Redução em relação ao diesel, com valores na faixa de 25%-30%.
5. Conclusão
A conversão do motor Perkins 1104A-44T para operação com gasogênio é uma solução viável para aplicações onde a disponibilidade de biomassa é alta e há necessidade de redução no consumo de combustíveis fósseis. O processo requer modificações na taxa de compressão, sistema de alimentação e ignição, além de um sistema eficiente de filtragem e controle da mistura gasosa. Embora a potência final seja reduzida, a solução pode representar uma alternativa sustentável para geração de energia em regiões remotas e aplicações agrícolas.
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