Aula 01 - Motores de Combustão Interna.pptx

Motores de Combustão Interna

1. Aula 01 DISCIPLINA: MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Prof. Mest . João Fernando N. Martins

2. PLANEJAMENTO 2

3. PLANEJAMENTO 3

4. UNIDADE 1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA 4

5. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 5 Modelo mais comum de motor; Elevada obtenção de trabalho e alta eficiência; M áquina térmica: Através da combustão que ocorre no motor, obtém-se o calor, transformado em trabalho; O trabalho é obtido a partir de uma sequência de processos que ocorrem no Fluido Ativo (FA) que participa diretamente da reação de combustão; Fluido Ativo (FA): Mistura de combustível e ar;

6. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 6 Os MCI são classificados em motores alternativos, rotativos e de impulso; Os MOTORES ALTERNATIVOS são aqueles em que, por meio de pistões, a energia química é convertida em trabalho, isto é, movimento mecânico que é observado pela rotação contínua do sistema biela-manivela; Exemplos: Automóveis, motocicletas, caminhões, máquinas industriais, como bombas, compressores e geradores;

7. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 7 MOTORES ALTERNATIVOS: Vantagens: Simplicidade e baixo custo; Facilidade de manutenção; Confiabilidade; Flexibilidade de combustível; Desvantagens: Vibração; Perda de energia (movimento linear p/ rotação); Menor Eficiência em altas rotações; Número de peças móveis;

8. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 8 Os MOTORES ROTATIVOS são aqueles em que utilizam um rotor em vez de pistões, para converter a energia da combustão em movimento rotativo; Exemplos: Carros Mazda modelos esportivos, alguns compressores e bombas;

9. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 9 MOTORES ROTATIVOS: Vantagens: Tamanho e peso; Funcionamento suave; Alta relação potência/peso; Desvantagens: Consumo de combustível; Durabilidade; Custo de produção;

10. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 10 Os MOTORES DE IMPULSO são sistemas de propulsão que suam diferentes métodos para geração de empuxo; Exemplos: foguetes, satélites e espaçonaves;

11. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 11 MOTORES DE IMPULSO: Vantagens: Alta velocidade de aceleração; Capacidade de operar no espaço; Manobrabilidade; Menos manutenção; Desvantagens: Alto consumo de combustível; Custo elevado; Risco em caso de falha; Ruido e vibração;

12. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 12 Motores Rotativos e Alternativos:

13. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 13 Motores Alternativos à pistão de combustão interna podem ser classificados: 1 - Quanto às propriedades dos gás na fase de compressão: Motores Otto e motores Diesel; - Motores Otto: O gás comprimido é uma mistura conveniente de combustível e ar; - Motores Diesel: O gás comprimido é o ar;

14. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 14 - Motores Otto: A mistura é preparada fora do motor, (carburador = antigos!!!), e levada ao cilindro do motor através de tubulações. A mistura após ser comprimida é inflamada com auxílio de um centelha normalmente oriunda de uma vela; - Motores Diesel: O ar é admitido no cilindro e comprimido, e o combustível através de um circuito independente é injetado na massa de ar comprimida ocasionando a inflamação espontânea;

15. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 15 - Motores Otto: - Motores Diesel:

16. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 16

17. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 17 Motores a pistão de combustão interna podem ser classificados: 2 - Quanto ao ciclo de trabalho: Motores de 2 e 4 tempos: - 2 tempos: Ocorre um processo de trabalho em cada giro da árvore de manivelas; - 4 tempos: O processo p/ ser completado necessita de dois giros completos da árvore de manivelas.

18. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 18 Motores a pistão de combustão interna podem ser classificados: 2 - Quanto ao ciclo de trabalho: Motores de 2 e 4 tempos: 2 tempos: Ocorre um processo de trabalho em cada giro da árvore de manivelas; 4 tempos: O processo p/ ser completado necessita de dois giros completos da árvore de manivelas.

19. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 19 Motores de 2 tempos:

20. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 20 Motores de 4 tempos:

21. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 21

22. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 22 Motores a pistão de combustão interna podem ser classificados: 3 - Quanto ao movimento do pistão: motores a pistão alternativos e rotativos; 4 - Quanto ao número de cilindros: motores a pistão monocilíndricos e policilíndricos ; 5 - Quanto à disposição dos cilindros: motores a pistão com cilindros em linha, em V, em L, em H, em W, em estrela e com cilindros opostos.

23. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 23 R a d i al Opostos “ V ” Li n h a

24. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 24

25. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 25

26. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 26

27. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 27

28. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 28

29. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 29

30. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 30

31. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 31

32. Órgãos fundamentais dos Motores de Combustão Interna do Ciclo Diesel 32

33. Blo c o C ár t e r Cab e ç o t e Bloco Camisa do cilindro Galeria para circulação do líquido arrefecedor Guia da vareta Cárter Orifício da vareta do mecanismo de válvula Orifício para circulação do líquido arrefecedor 33

34. Camisa do cilindro Êmbolo Anéis de segmento Pino do êmbolo Biela Árvore de manivelas Munhão de apoio no bloco Volante do motor 34

35. Êmbolo Anéis de segmento Pino do êmbolo Anel de trava Biela (pé, corpo, cabeça) Casquilho 5.3 5.2 1 5.1 5 3 6 2 35

36. 36

37. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 37 Ponto Morto Superior e Ponto Morto Inferior Ponto Morto Superior (PMS) e o Ponto Morto Inferior (PMI) , são nestas posições onde o êmbolo muda de sentido de movimento estando no seu máximo (PMS) ou no seu mínimo (PMI);

38. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 38 Câmara de Compressão ou de Combustão/Volume Morto É o espaço livre que fica acima do pistão Q u a nd o este se encontra no P. M. S.. Nela amistura ar / combustível encontra no P.M.S. m i s t u r a a r / c o m bu s t í v el do motor a gasolina, que entrou pela válvula de admissão, será comprimida e, após a faísca emitida pela vela, explodirá para que a expansão dos gases movimente O pistão dê sequência ao funcionamento do motor;

39. Comparativos – Motores 4 e 2 Tempos 11 - Motores 2-tempos podem funcionar em qualquer posição, o que pode ser muito útil em equipamentos como as motosser r as ; Já um motor 4-tempos normal pode ter problemas com o fluxo de óleo a menos que esteja de pé, e resolver essa deficiência pode deixar o motor mais complexo . 39

40. Comparação : M otores ciclo Otto 2 tempos e ciclo Otto de 4 tempos - Peso por cv produzido é menor Construção mais simples (hermético) Operam em dois sentidos de rotação V an t ag e ns Des v an t ag e ns Polui o ambiente Controle de mistura gasosa é mais difícil (ciclo Otto) Mistura do álcool à gasolina tem limite (23% em SP, 18% outros) Controle de mistura gasosa é mais difícil (ciclo Otto); Problemas de lubrificação 40

41. Motores 2-tempos não chegam nem perto de atingir a durabilidade de motores 4-tempos; Falta de um sistema de lubrificação dedicado faz com que as partes se desgastem muito mais rápido; O óleo para motores 2 -tempos é caro, e é necessário colocar cerca de 20 ml dele a cada 1L de gasolina (a proporção é 50:1) – Um carro utilitário gastaria mais ou menos 2 litros de óleo a cada 1.000 km se tivesse motor 2-tempos; Motores 2-tempos não usam o combustível de maneira eficiente, o que significa que você faria menos 1Km/L . Comparação: Motores ciclo Otto 2 tempos e ciclo Otto de 4 tempos 41

42. Motores 2-tempos são muito poluentes ; P oluição é criada por dois motivos : Q ueima do óleo junto com o combustível ; O óleo deixa todos os motores 2-tempos um tanto quanto fumacentos (embora não tanto quanto no passado ). 15 Comparação: Motores ciclo Otto 2 tempos e ciclo Otto de 4 tempos 42

43. Configuração dos ciclos – Admissão; – Compressão; – Escape; – Combustão; Obs: A seqüencia pode ser alterada. 43

44. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA 44

45. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MATERIAL – FERRO FUNDIDO OU ALUMÍNIO PROVÊ ESPAÇO PARA OS CILINDROS PARTE ESTRUTURAL DO MOTOR 45

46. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CABEÇOTE CÂMARA DE COMPRESSÃO 46

47. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CABEÇOTE FECHA A PARTE SUPERIOR DO BLOCO PROVÊ ESPAÇO PARA AS CÂMARAS DE COMBUSTÃO 47

48. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CÁRTER RESERVATÓRIO DE ÓLEO 48

49. CÁRTER FECHA A PARTE INFERIOR DO BLOCO RESERVATÓRIO DE ÓLEO LUBRIFICANTE DO MOTOR DRENO PARA TROCA DE ÓLEO PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA 49

50. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CÁ R TER BLOCO CAB E ÇOTE 50

51. ÊMBOLO PRIMEIRA PARTE DO MOTOR MOVIMENTO MOVIMENTO RETILÍNEO ALTERNADO (SOBE E DESCE) MOVIMENTO NO INTERIOR DO CILINDRO PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA 51

52. ANÉIS DE SEGMENTO ANÉIS DE COMPRESSÃO ANÉIS DE LUBRIFICAÇÃO PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ANÉIS DE COMPRESSÃO: AUXILIAM A COMPRESSÃO E EXPANSÃO DO GÁS ANÉIS DE LUBRIFICAÇÃO : AUXILIAM A LUBRIFICAÇÃO DAS PAREDES DO CILINDRO 52

53. BIELA FAZ A UNIÃO DO ÊMBOLO (PINO DO ÊMBOLO) À ÁRVORE DE MANIVELAS 53

54. 54

55. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ÁRVORE DE MANIVELAS MUNHOES DE CENTRO MUNHOES EXCÊNTRICOS 55

56. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ÁRVORE DE MANIVELAS MUNHOES DE CENTRO FICAM APOIADOS NO BLOCO GIRAM CENTRALIZADOS À ÁRVORE MUNHOES EXCÊNTRICOS FICAM ACOPLADOS À BIELA GIRAM NA PERIFERIA DA ÁRVORE 56

57. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA VOLANTE DO MOTOR ACOPLADO À ÁRVORE DE MANIVELAS ACOPLADO À EMBREAGEM 57

58. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ADMISSÃO – ENTRADA ESCAPE - SAÍDA 58

59. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ÁRVORE DE COMANDO DE VÁLVULAS - COMANDA A ABERTURA DAS VÁLVULAS CAME (RESSALTO) 59

60. TEMPOS DO MOTOR ADMISSÃO COMPRESSÃO E X P L OSÃO/EX P A N S Ã O ESCAPE 60

61. 1º TEMPO A D MISS Ã O Válvula admissão aberta Válvula escape fechada Vela de ignição Êmbo l o: P MS PMI 0º 180º Árvore de manivelas 0 180º ENTRADA DE AR + COMBUSTÍVEL 61

62. 2º TEMPO COMP R E S S Ã O Válvula admissão fechada Válvula escape fechada Vela de ignição Êmbo l o: P MI PMS 360º 180º Árvore de manivelas 180 360º COMPRESSÃO DO AR + COMBUSTÍVEL 62

63. 3º TEMPO E X P L OS A O/ EXPANSÃO Válvula admissão fechada Válvula escape fechada Vela de ignição Êmbo l o: P MS PMI 360º 540º Árvore de manivelas 360 540º FAÍSCA ELÉTRICA VELA OCORRE A EXPLOSÃO E X P A N S Ã O DO GÁS T R A B A L HO 63

64. 4º TEMPO ESCAPE Válvula admissão fechada Válvula escape aberta Vela de ignição Êmbo l o: P MI PMS 720º 540º Árvore de manivelas 540 720º EXPULSÃO DOS GASES QUEIMADOS 64

65. Volante armazena energia do 3º tempo e cede ao 1º, 2º e 4º. Início - R ealizado pelo motor de partida (elétrico) Árvore de manivelas da duas voltas durante o ciclo Árvore de comando de válvulas da apenas uma volta 65

66. 4 TEMPOS DE FUNCIONAMENTO UTILIZADO EM VEÍCULOS PESADOS ÓLEO DIESEL CICLO DIESEL 66

67. 1º TEMPO A D MISS Ã O Válvula admissão aberta Válvula escape fechada Bico Injetor Êmbo l o: P MS PMI 0º 180º Árvore de manivelas 0 180º ENTRADA APENAS DE AR 67

68. 2º TEMPO COMP R E S S Ã O Válvula admissão fechada Válvula escape fechada Bico Injetor Êmbo l o: P MI PMS 360º 180º Árvore de manivelas 180 360º COMPRESSÃO DO AR 68

69. 3º TEMPO E X P L OS A O/ EXPANSÃO Válvula admissão fechada Válvula escape fechada Bico Injetor Êmbo l o: P MS PMI 360º 540º Árvore de manivelas 360 540º BICO INJETOR PULVERIZA ÓLEO DIESEL EXPLOSÃO E X P A N S Ã O DO GÁS T R A B A L HO 69

70. 4º TEMPO ESCAPE Válvula admissão fechada Válvula escape aberta Bico Injetor Êmbo l o: P MI PMS 720º 540º Árvore de manivelas 540 720º EXPULSÃO DOS GASES QUEIMADOS 70

71. Volante armazena energia do 3º tempo e cede ao 1º, 2º e 4º. Início - realizado pelo motor de partida (elétrico) Árvore de manivelas da duas voltas durante o ciclo Árvore de comando de válvulas da apenas uma volta 71

72. ORDEM DE EXPLOSÃO CILINDROS: 1 – 2 CILINDROS: 1 – 3 – 2 CILINDROS: 1 – 3 – 4 – 2 6 CILINDROS: 1 – 3 – 5 – 2 – 4 - 6 FUNCIONAMENTO DE MOTORES DE MÚLTIPLOS CILINDROS 72

73. ORDEM DE EXPLOSÃO 4 CILINDROS: 1 – 3 – 4 – 2 FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE QUATRO CILINDROS Cilindro 1 Cilindro 2 Cilindro 3 Cilindro 4 0 – 180º EXPLOSÃO ESCAPE COMPRESSÃO ADMISSÃO 180 – 360º ESCAPE ADMISSÃO EXPLOSÃO COMPRESSÃO 360 – 540º ADMISSÃO COMPRESSÃO ESCAPE EXPLOSÃO 540 – 720º COMPRESSÃO EXPLOSÃO ADMISSÃO ESCAPE 73

74. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 74 Cilindrada - É o volume total deslocado pelo pistão entre o P.M.I. e o P.M.S., multiplicado pelo número de cilindros do motor; - É indicada em centímetros cúbicos (cm³) ou em litros (l);

75. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 75

76. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 76 Cilindrada Exemplo: Motor de um Ômega G LS (GM) Motor Dianteiro Longitudinal Número de Cilindros à 04 Diâmetro cilindro à 86,0 mm Curso do pistão à 86,0 mm

77. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 77 Taxa de Compressão (Relação) Relação matemática que indica quantas vezes a mistura ar/combustível ou simplesmente o ar aspirado (no caso dos diesel) para dentro dos cilindros pelo pistão é comprimido dentro da câmara de combustão antes que se inicie o processo de queima.

78. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 78 Taxa de Compressão (Relação)

79. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (MCI) 79 Taxa de Compressão (Relação) Para um motor a gasolina com taxa de compressão 8:1, o volume aspirado para o cilindro foi comprimido 8 vezes antes que a centelha fosse disparada A taxa de compressão corresponde à relação entre: