Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica Unidade Curricular: Projeto FEUP Equipa: 1M06_01

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica Unidade Curricular: Projeto FEUP Equipa: 1M06_01 Eduardo Miranda Moreira da Silva João Diogo de Oliveira Dias Boavida Barroso Marco Samuel Carvalho Ribeiro Sara Alves Baía dos Santos

2 Este trabalho de carácter obrigatório realizado no âmbito da Unidade Curricular Projeto FEUP, tem como tema Os Motores na Engenharia Mecânica. Por opção do grupo o subtema escolhido foi: Motores de Combustão Interna. Tem como principais objetivos os seguintes tópicos: Conhecer e entender melhor o funcionamento de ummotor de combustão Interna; Contribuir para a integração dos alunos na FEUP; Fomentar o trabalho em equipa, bem como, aprender a fazer um relatório.

3 Século XVII - ainda antes de ter aparecido a máquina a vapor, o físico holandês Christian Huygens construiu o primeiro modelo daquilo que seriam os motores de combustão interna Nicolaus Otto fez a primeira realização prática do motor a 4 tempos com a ajuda de Eugen Langen Karl Benz dedicando-se aos motores de combustão interna a 2 tempos, conseguiu um funcionamento satisfatório destes motores Rudolf Diesel desenvolveu um motor que é até hoje utilizado. Este tipo de motor obteve um rendimento nunca antes obtido em motores de combustão interna, porque funciona através de autoignição.

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5 Um motor é divido em três grandes partes: Cabeça ou culassa, que se encontra no topo, onde se encontram as válvulas; Bloco do motor, é o elemento principal deste, é nele que se encontram os cilindros; Carter, é a parte inferior do motor que tem a função de armazenar óleo de lubrificação e do seu respetivo arrefecimento;

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7 Um motor de 4 tempos tem 4 fases de funcionamento:

8 Entra mistura de ar + combustível na fase de admissão; Na fase de compressão a mistura é apenas comprimida; Necessita de uma vela para a explosão; O ar passa por uma válvula tipo borboleta; A câmara de combustão é 8 a 11 vezes menor ao volume do cilindro, compressão menor; A temperatura do motor chega apenas aos 450ºC. Entra apenas ar, na fase de admissão; Na fase de compressão é injetado combustível; Apresenta um injetor no lugar da vela; O ar admitido é controlado pela bomba injetora; A câmara de combustão é 16 a 24 vezes menor ao volume do cilindro, compressão maior; A temperatura do motor chega apenas aos 800ºC.

9 O modelo ideal do ciclo de Otto é constituído por quatro processos reversíveis internamente: 1. Admissão isobárica 2. Compressão adiabática 3. Expansão adiabática 4. Exaustão isobárica

10 de Combustão Interna Os Motores em Engenharia Mecânica - Motores

11 Em 1882, James Atkinson ( ) queria fabricar motores de ciclo de quatro tempos, mas por causa da patente já registrada em nome do alemão Nikolaus Otto, feita em 1876, o engenheiro britânico decidiu criar um novo tipo de motor para poder entrar no mercado que estava nascendo. Assim, ele patenteou o ciclo Atkinson, que ao invés dos quatro tempos (admissão, compressão, expansão e exaustão), apresentava funcionamento com cinco estágios.

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13 Estes motores tal como num ciclo a 4 tempos apresentam 4 fases, no entanto o ciclo operativo é realizado com cada êmbolo do motor a efetuar apenas 2 tempos. A fase de admissão efetua-se durante uma fase de compressão e a fase de escape durante uma fase durante uma parte da fase de expansão. O motor a dois tempos tem assim 2 tempos: 1ºTempo Descida do pistão 2ºTempo Subida do pistão

14 Constituição do motor Wankel: R rotor (tem 3 lóbulos, cada um com uma câmara de combustão) cc câmara de combustão A janela de admissão (periferia) E - janela de escape (periferia) RD roda dentada fixa à carcaça V veio de saída (apresenta uma excentricidade de modo a que o movimento do rotor seja a ele transmitido)

15 1º.Fase de Admissão 2º.Fase de Compressão 3º.Fase de Expansão 4º.Fase de Escape

16 Vantagens: Muito suave e isento de vibrações; Elevada velocidade; Baixo Peso e volume; Elevada Potência. Desvantagens: Aquece muito; Perdas por atrito; Taxa de emissão de gases poluentes é elevada; Reparação difícil e cara.

17 Depois de todo o trabalho, pesquisa na realização deste trabalho chegamos a conclusão que: Foi possível aprender como fazer um relatório em engenharia; Desenvolveram-se as capacidades de realização de trabalhos em grupo; Bom como as técnicas de pesquisa de informação, entre outras; Percebemos a importância desta unidade curricular na integração dos alunos; Por fim enriquecemos o nosso conhecimento na aréa dos motores de combustão interna, percebendo seu funcionamento.