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aula de motores

1. MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA
Prof. André Marcelino de Morais

2. MÓDULO 1

3. AULA 2: CONCEITOS BÁSICOS

4. 4/ 18
Motor de ciclo Otto
Efoinoanode1860queaideiadeseconstruir
umamáquinaqueutilizasseobenzenocomo
combustívelcomeçaaserdesenvolvida,e
somenteapósseisanos,em1866,aideiafoi
concretizadaporumalemãochamadoNikolaus
AugustOtto.
autocarup.com.br

5. 5/ 18
Ottonaquelaépocabaseouseemmotoresa
vaporquejáeramutilizadosemgrandes
embarcaçõeselocomotivas.Omotorinventado
porOttodemonstrouinúmerasvantagensem
relaçãoaomotoravaporutilizadonaépoca.As
principaisvantagensforamobaixopeso,baixo
consumodecombustívelemenorrelaçãopeso
potência.
Motor de ciclo Otto
autocarup.com.br

6. 6/ 18
Motor de ciclo Diesel
Em23defevereirode1893,oengenheiro
alemãoRudolfDieselrecebeapatenteparaseu
motordeautoignição.Omotoradieselse
destacaaindahojepelaeconomiade
combustível.Nocomeçode1897,foiconstruído
oprimeiromotoradieselnomundo.
www.dw.com

7. 7/ 18
Suapeculiaridade,naépoca,eraoaltograude
rendimento.Eleconseguiaaproveitarparao
movimentoumquartodaenergiado
combustível.Hojepodeparecerpouco,masna
épocaeraumrecorde
Motor de ciclo Diesel
www.dw.com

8. 8/ 18
Motor de ciclo Otto X Ciclo Diesel
❖NomotordecicloOttooarpassaporumaválvula
tipoborboletaquecontrolaaquantidadedeare
combustíveladmitidocontrolandoarotaçãodo
motor.Aqueimaocorreapartirdeumgeradorde
centelha.
❖NomotordecicloDieselessaválvulanãoexisteea
quantidadedearadmitidodependediretamenteda
rotaçãodomotor.Aqueimaocorredevidoaignição
docombustívelintroduzidonacâmarade
combustão.
www.dw.come autocarup.com.br

9. 9/ 18
Evolução dos veículos automotores
ALeidaBandeiraVermelha(1865),obrigava
queparatodoautomóvelemlocomoção,
houvesseumhomemtremulandoumabandeira
vermelhaduranteodiaeumalanternaacesa
duranteanoite,afimdealertaratodosda
máquinaletalqueseaproximava.Olimitede
velocidadeerade2milhasporhora
(aproximadamente3,2km/h).
www.gazetadopovo.com.br

10. 10/ 18
Atualmenteossuperesportivosaceleramde0a100
km/hem2,7seatingevelocidadede420km/h.
Evolução dos veículos automotores
petronasf1brasil.com.br e gazetadopovo.com.br

11. 11/ 18
Veículosdecargasquetracionamaté80toneladas.
Elementoscomvidaútildeaté2,5milhõesdekm
rodados.Ex:caixadetransmissão,diferencialemotor
decombustãointerna.
Evolução dos veículos automotores
trucadao.com.br

12. Motoresde grandeporte
Motor24.pt

14. AULA 3: EXERCÍCIO 1

15. EXERCÍCIOS:
1. Cite os principais ciclos termodinâmicos dos motores a combustão interna.
2. Qual a principal diferença entre motor de ciclo Otto e motor de ciclo Diesel ?

17. AULA 3: CLASSIFICAÇÃO DOS MOTORES

18. Tiposdemotores:
Externa
Interna
If.ufrgs.br
stefanelli.eng.br
mundoeducacao.uol.com.br
canalpiloto.com.br

19. MotorWenkelouRotativo:
Processos:
Razaoautomovel.com

20. Modo de operação
❖Motorescomigniçãoporcentelhaouporcompressão
❖Motorescominjeçãodireta(DieselouGDI)ouindiretadecombustível
(Convencionaisagasolina/álcool)
❖Motoresdequatrotempos(aplicaçõesautomotivas)oudedoistempos
(motocicletaseaplicaçõesnãoautomotivas)
❖Motoresalternativos(convencionaisapistão)ourotativos(Wankel)
❖Motoresnaturalmenteaspiradosoucomcargadearcomprimida

21. Classificaçãodemotoresquantoàformadeignição:
-ICE(igniçãoporcentelha)
-ICO(igniçãoporcompressão)
-Contínuo(chamaestacionária)
ICE ICO CONTÍNUO

22. ICE(igniçãoporcentelha)
Admissãodemisturaar+combustívelproporçãobemdefinida
Presençadefrentedechama
Controledotorqueatravésdamodulaçãodamassadamistura

23. ICO(igniçãoporcompressão)
Admissãoexclusivadear
Nãoháfrentedechama
Controledotorqueatravésdamodulaçãodamassadecombustível

24. Quatro tempos de um motor
❖Admissãodearecombustível(motoresagasolina)ousomentear
(motoresDiesel);
❖Compressãodamisturaarcombustível.Acombustãodamisturaé
iniciadaaofinaldacompressãoporumaveladeignição(cicloOtto)ou
injeçãodeóleodiesel(cicloDiesel);
❖Expansãoegeraçãodepotência;
❖Exaustãoouescape.

25. Classificaçãodemotoresquantoaosprocessosenvolvidos:
4tempos(2voltanoeixodemanivelaou720°)
Osprocessossão:
Admissão
Compressão
Combustão
Expansão(trabalho)
Exaustão
wordpress.com

26. Classificaçãodemotoresquantoaosprocessosenvolvidos:
2tempos(1voltanoeixodemanivela)
Osprocessossão:
Admissão
Compressão
Combustão
Expansão(trabalho)
Exaustão
Razaoautomovel.com

28. AULA 4: PRINCIPAIS COMPONENTES

29. Principais Componentes de Motores
❖Blocodomotor
❖Eixodemanivelasouvirabrequim
❖Pistõesebielas
❖Cabeçote
❖Tremdeválvulas

30. Bloco em linha
Bloco em W
Bloco em V
Bloco com cilindros opostos
educacaoautomotiva.com

31. Biela e êmbolo
Otto
Diesel
portuguese.alibaba.com

32. Eixo de manivelas
mecanicaindustrial.com

33. Cabeçote
reidoscabeçotes.com.br

34. Cames e válvulas
canaldapeca.com

35. Filme montagem motor
Fonte: Deutzengine
Filme motor ciclo Otto
Fonte: Deutzengine
Filme motor ciclo Diesel
Fonte: Automotivebasics

37. AULA 5: Parâmetros Geométricos e Cinemáticos

38. Parâmetros Geométricos e Cinemáticos
❖Volumedeslocado
❖Razãodecompressão
❖Relaçãodiâmetroxcursodopistão
❖Volumedacâmara
❖LeideGásIdeal

39. -Ddiâmetrodocilindro
-Ccursodoêmbolo
-Lcomprimentodabiela
-abraçodaárvoredemanivelas
-C=2a
-PMSpontomortosuperior
-PMIpontomortoinferior
-Vcvolumedacâmaradecombustão

40. Volumedeslocado
∀
�=
??????�
2
4
∙�

41. Razãodecompressão
??????&#3627408438;&#3627408440;→8<&#3627408453;??????<14:1
??????&#3627408438;&#3627408450;→17<&#3627408453;??????<25:1
&#3627408453;
&#3627408464;=
∀
&#3627408465;+∀
&#3627408464;
∀
&#3627408464;

42. Volumedacâmara
&#3627408453;
&#3627408464;∙∀
&#3627408464;=∀
&#3627408465;+∀
&#3627408464;∴&#3627408453;
&#3627408464;∙∀
&#3627408464;−∀
&#3627408464;=∀
&#3627408465;∴∀
&#3627408464;=
∀
&#3627408465;
&#3627408453;
&#3627408464;−1

43. Relaçãodiâmetro/curso
-D/C=1Quadrado
-D/C>1Sobrequadrado
-D/C<1Subquadrado
Relaçãobiela/manivela
-L/a~3,5
Velocidademédiadoêmbolo,emquenéarotação
Sp=2Cn

44. Deslocamentodopistão
??????=&#3627408436;+&#3627408437;
??????=&#3627408447;
2
−??????&#3627408480;??????&#3627408475;??????
2Τ12
+????????????&#3627408476;&#3627408480;??????
ConsiderandoodeslocamentoxdoPMS
??????
0=&#3627408447;+??????−(&#3627408447;
2
−??????&#3627408480;??????&#3627408475;??????
2Τ12
+????????????&#3627408476;&#3627408480;??????)

45. Volumedeslocadoemfunçãodoângulo
∀??????=&#3627408447;+??????−(&#3627408447;
2
−??????&#3627408480;??????&#3627408475;??????
2Τ12
+????????????&#3627408476;&#3627408480;??????)∙A+∀
&#3627408464;

46. Massadearadmitida(leidegásideal)
&#3627408451;∀=&#3627408474;&#3627408453;??????
Emque:
P–pressão[Pa];
V–volume[m³];
m–massa[kg];
R–constanteespecificadogás[J/kg.K];
T–temperatura[K].

48. AULA 6: Exercício 2

49. Emummotorde1,3litrosdetermineaposiçãoeprocessosdetodososoutros3cilindros,
considerandoqueacombustãoocorreuno1°cilindro.Tambémcalculeamassadear
admitidano3°e4°cilindro,considerandoqueaordemdeigniçãodomotoré1-3-4-2.
Considerecondiçõesambientecompressãode1atmetemperaturade25°C.
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
4°

50. Emummotorde1,3litrosdetermineaposiçãoeprocessosdetodososoutros3cilindros,
considerandoqueacombustãoocorreuno1°cilindro.Tambémcalculeamassadear
admitidano3°e4°cilindro,considerandoqueaordemdeigniçãodomotoré1-3-4-2.
Considerecondiçõesambientecompressãode1atmetemperaturade25°C.
f=
720°
4
=180°
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
4°

51. Emummotorde1,3litrosdetermineaposiçãoeprocessosdetodososoutros3cilindros,
considerandoqueacombustãoocorreuno1°cilindro.Tambémcalculeamassadear
admitidano3°cilindro,considerandoqueaordemdeigniçãodomotoré1-3-4-2.Considere
condiçõesambientecompressãode1atmetemperaturade25°C.
f=
720°
4
=180°
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
4°

52. Massadearadmitida(leidegásideal)
&#3627408451;∀=&#3627408474;&#3627408453;??????
Emque:
P–pressão[Pa];
V–volume[m³];
m–massa[kg];
R=R’/MM=constanteespecificadogás[J/kg.K];
T–temperatura[K].

53. Massadearadmitida(leidegásideal)
&#3627408451;∀=&#3627408474;&#3627408453;??????
Emque:
P=101[kPa];
V=(1,3E-3)/4=0,325E-3[m³];
R=8314/29=286,7[J/kg.K];
T=298,3[K].
massa=3,84E-4[kg];

54. Análisecomplementar:combustãoemoutrocilindro(1-3-4-2)
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
4°

55. Análisecomplementar:motor3cilindro(1-3-2)
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
f=
720°
3
=240°

56. Análisecomplementar:motor3cilindro(1-5-3-6-2-4)
admissãocompressão expansão exaustão
180° 180° 180° 180°
combustão
1°
2°
3°
f=
720°
3
=120°
https://www.thinglink.com/
4°
5°
6°

58. AULA 7: Conservação da Energia

59. Motor
Combustível
Reação
combustã
o
Misturas
reagentes
Estequiometria
da mistura
Formação de
poluentes
Balanço
de
energia
Ciclos térmicos
teóricos
Perdas
térmicas
Ciclo motores
reais
Escoamento
compressível
Desempenho
Mecanismos
Materiais
Fatores que
afetam o
desempenho
Sobrealimentação

60. Conservação da Energia
❖Distribuiçãodeenergia
❖Eficiênciatermodinâmica
❖Eficiênciaindicada
❖Eficiênciaefetiva
❖Eficiênciamecânica

62. &#3627408475;
&#3627408481;ℎ(rendimento termodinâmico)
&#3627408475;
&#3627408481;ℎ=
&#3627408451;
&#3627408481;ℎ
&#3627408452;′
??????&#3627408475;
&#3627408452;′
??????&#3627408475;= &#3627408452;′
&#3627408479;+&#3627408451;
&#3627408481;ℎ

63. &#3627408475;
??????(rendimento indicado)
&#3627408475;
??????=
&#3627408451;
??????
&#3627408451;
&#3627408481;ℎ
&#3627408451;
&#3627408481;ℎ= &#3627408452;′
&#3627408481;+ &#3627408451;
??????

64. &#3627408475;
&#3627408481;(rendimento térmico)
&#3627408475;
&#3627408481;=
&#3627408451;
??????
&#3627408452;′
??????&#3627408475;

65. &#3627408475;
&#3627408474;(rendimento mecânico)
&#3627408475;
&#3627408474;=
&#3627408451;
&#3627408466;
&#3627408451;
??????
&#3627408451;
??????=&#3627408451;
&#3627408466;+ &#3627408451;
&#3627408477;

68. PMi(pressãomédiaindicada)=apressãoconstantequeaplicadasobreo
êmboloemseucursodeexpansãoproduziriaomesmoWi.
&#3627408458;
??????=෍&#3627408458;
&#3627408477;&#3627408479;&#3627408476;&#3627408464;&#3627408466;&#3627408480;&#3627408480;&#3627408476;&#3627408480;
&#3627408458;
??????= &#3627408458;
??????&#3627408439;+ &#3627408458;
&#3627408438;??????+ &#3627408458;
&#3627408440;??????+ &#3627408458;
&#3627408439;&#3627408438;
&#3627408451;&#3627408448;??????=
&#3627408458;
??????.ℎ.??????.&#3627408475;
&#3627408457;
&#3627408465;.ℎ.??????.&#3627408475;
=
&#3627408451;
??????
ሶ∀
&#3627408451;&#3627408448;??????=
&#3627408458;
&#3627408466;
&#3627408457;
&#3627408465;
&#3627408451;&#3627408448;&#3627408477;=
&#3627408458;
&#3627408477;
&#3627408457;
&#3627408465;
&#3627408451;&#3627408448;&#3627408481;ℎ=
&#3627408458;
&#3627408481;ℎ
&#3627408457;
&#3627408465;

69. PMQin
PMth
Pmi
PMe
PMp
PMth= 0,6PMQin
PMi= 0,7 PMth
PMe= 0,8 PMi
PMe=30 a 45% de PMQin
P
Vd

70. Consumo específico de combustível e eficiência global
&#3627408438;&#3627408480;=
ሶ&#3627408474;
&#3627408464;
&#3627408451;
&#3627408466;
ൗ
??????
??????&#3627408458;ℎ
ൗ
??????
????????????ℎ
&#3627408475;??????=
&#3627408451;
&#3627408466;
&#3627408452;′
??????&#3627408475;
=
&#3627408451;
&#3627408466;
ሶ&#3627408474;
&#3627408464;&#3627408438;&#3627408440;
∴&#3627408475;??????=
1
&#3627408438;&#3627408480;.&#3627408438;&#3627408440;