Ciclo de motor de combustão interna, que se completa em duas revoluções(rotação) da árvore de manivelas.

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1 1 3.0 Descrição do Funcionamento dos Motores O conjunto de processo sofrido pelo fluido ativo que se repete periodicamente é chamado de ciclo. Este ciclo pode acontecer em 2 ou 4 tempos. Figura 3: Nomenclatura básica. Figura 4: Motor de 4 tempos (Ciclo Otto) Ciclo de motor de combustão interna, que se completa em duas revoluções(rotação) da árvore de manivelas.

2 2 1º Admissão: À medida que o pistão move-se do PMS para o PMI, a válvula de admissão se abre e a mistura de ar e combustível vaporizada é aspirada para o interior do cilindro. O virabrequim efetua meia volta (180º). 2º Compressão: A seguir a válvula de admissão fecha-se. À medida que o pistão desloca-se para o PMS, comprime a mistura de combustível e ar. O virabrequim executa outra meia volta, completando-se a primeira volta completa (360º). 3º Combustão: Pouco antes do pistão atingir o PMS, o sistema de ignição transmite corrente elétrica a vela, fazendo saltar uma centelha entre os eletrodos desta, que inflama a mistura fortemente comprimida. Os gases em expansão, resultantes da combustão forçam o pistão do PMS para o PMI. O virabrequim efetua outra meia volta (540º) 4º Escape: Depois da queima da mistura e expansão dos gases, a válvula de escape se abre. Os Gases queimados são forçados para fora do cilindro. O virabrequim executou mais meia volta (720º). Figura 5: Motor de 4 tempos (Ciclo Diesel)

3 3 Ciclo de motor de combustão interna, que se completa em duas revoluções(rotação) da árvore de manivelas. 1º Admissão (de ar puro para motores diesel) 2º Compressão 3º Combustão (pulverização de óleo Diesel e expansão dos gases) 4º Escape (dos gases queimados) Figura 6: Motor de 2 tempos Ciclo de motor de combustão interna, que se completa apenas em uma revolução(rotação) da árvore de manivelas. Ao terminar o tempo de explosão, os gases de escapamento são varridos do cilindro pela janela de escape, impelidos pela mistura ar-combustível (somente ar se for diesel) que é introduzida no cilindro sob pressão, através de outra janela, a de admissão. Quando o êmbolo torna a subir, a mistura é comprimida e, no ponto morto superior, inflama-se (quer pela centelha de ignição, quer pela injeção do combustível, caso se trate de motor diesel). Desta maneira, o ciclo se completa com apenas dois cursos do êmbolo.

4 4 Figura 7: Motor rotativo (Wankel) Idealizado pelo engenheiro Wankel, é um motor de combustão interna cujos órgãos mecânicos não funcionam com movimentos alternados, como os pistões e as bielas dos motores convencionais, que, neste caso, são substituídos pelo êmbolo excêntrico rotativo. Seu peso e volume correspondem a, aproximadamente, u terço do peso do volume dos motores com êmbolo. Vantagem : Simplicidade Desvantagem : Custo de manutenção e consumo de combustível muito alto. 4.0 Relação ou Taxa de compressão Corresponde à relação entre: Volume do cilindro + Volume da câmara de combustão Volume da câmara de combustão Sendo V o volume de um cilindro e v o volume da câmara de combustão de um cilindro, temos: TC = V + v v

5 5 Exemplo: Sendo um motor com câmara de combustão de 64,0 cm_ (v), Qual a taxa de compressão? C = cilindrada do motor (1.584 cm_) N = nº de cilindros (4) V = volume de um cilindro (1584 / 4) então temos 396,0 cm_. (V) Temos: TC = 396,0 + 64,0 = 7,2 ou seja a taxa é de 7,2 : 1 64,0 Segue abaixo uma tabela para ilustrar a diferença entre o ciclo Otto e o Ciclo Diesel: Tabela 1: Comparativo Ciclo de Ciclo Otto funcionamento (gasolina ou álcool) 1º Admissão Aspiração da mistura arcombustível 2º Compressão Taxa em torno e 9:1 gasolina e de 12:1 álcool 3º Combustão Ignição por centelha da vela 4º Escape Saída dos gases queimado Ciclo Diesel Aspiração e enchimento dos cilindros apenas com ar Compressão de ar puro numa taxa acima de 20:1 Injeção de óleo diesel, autoinflamação pelo calor da compressão Saída dos gases queimado Pela elevada taxa de compressão e pelas características do combustível, o motor a diesel obtém rendimento muito elevado, o que se reflete no baixo consumo. Entretanto, a alta taxa exige que seus componentes sejam mais reforçados, daí seu maior peso e menor potência que um motor do ciclo Otto de tamanho equivalente.

6 6 4.1 Cilindrada É o volume total deslocado pelo pistão entre o PMI e o PMS, multiplicado pelo número de cilindros do motor. È indicado em centímetros cúbicos (cm_) e a fórmula para calcular é: C =! x r_ x curso x nº de cilindros ou C =! x d_ x curso x nº de cilindros (N) 4 Onde:! = constante = 3,14 d_ = diâmetro do cilindro (cm_) curso = distância entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior (cm) N = número de cilindros Exemplo: Calcular a cilindrada de um motor de 4 cilindros com curso do pistão de 69 mm e diâmetro do cilindro de 85,5 mm. Transformando unidades: d= 85,5 mm = 8,55 cm, logo d_ = 73,1 cm_ curso = 69 mm = 6,9 cm N = 4! = 3,14 Aplicando na fórmula temos: C = 3,14 * 73,1 * 6,9 * 4 = 1584 cm_ ~ 1600 cm_ 4 Obs: No caso de calcularmos o volume de um único cilindro damos o nome de cilindrada unitária (V). Exercícios de fixação: a) Motor do Monza 1.8 / 4 cilindros / d = 84,5 mm / curso = 79,5 mm b) Motor do Fiat / 4 cilindros / d = 7,6 cm / curso = 57,8 mm c) Motor MWM / 6 cilindros / d = 102 mm / curso = 12 cm

7 7 4.2 Potência Conceito: É a realização de um Trabalho na Unidade de Tempo. Potência = Força X Velocidade P = T. n Cte Exemplo: Motor 4BT (valores aproximados) (Potência) P 110 HP 111 CV 82 kw (Freqüência) n 2800 rpm 2800 rpm 2800 rpm (Torque) T 206 lbft 28,5 m. Kgf 278 m. N (constante) Cte Características dos motores Curvas de Torque Motor Turboalimentado com Intercooler Motor Turboalimentado Motor Turboalimentado com Intercooler Motor Aspiração Natural Motor Turboalimentado Motor Aspiração Natural Figura 8: Curvas de Potência

8 5.0 Sistema de Injeção 8

9 9 5.1 Sistema de arrefecimento Tratamento do Sistema de Arrefecimento Filtro Anticorrosivo / Anticongelante / Etileno Glicol

10 Sistema de lubrificação Funções : Redução de Atrito / Arrefecimento / Limpeza / Vedação Inibir Corrosão / Amortecer Choques / Força Hidráulica Parâmetros: Viscosidade / Classificação SAE

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