Fundamentos funcionamento de Motores

Fundamentos funcionamento de Motores

1. 1
CAPÍTULO 1

FUNDAMENTOS DO FUNCIONAMENTO DE
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA



INTRODUÇÃO
O motor é a fonte de potência de veículos. A potência do veículo lhe dá movimentação, e
lhe permite o transporte de cargas (pessoas ou materiais). Portanto, o motor é a fonte de força
e movimento de veículos. Quanto maior for a potência do motor, maior será a sua capacidade
de carga, e maiores velocidades poderá proporcionar ao veículo. Assim, se é dito que um
motor é mais potente que um outro, quer dizer que o primeiro proporciona ao veículo uma
capacidade de transportar uma quantidade maior de carga, ou de atingir velocidades mais
elevadas. Por exemplo, motores de caminhões e ônibus são feitos mais potentes que os de
automóveis de modelo popular, pois necessitam de uma maior capacidade de carga. Por outro
lado, motores de automóveis esportivos também são mais potentes que os de modelos
populares. Motores de automóveis esportivos têm por objetivo atingir maiores velocidades. O
emprego da potência de motores para uma maior capacidade de carga ou para a obtenção de
velocidades mais elevadas é obtido através do projeto adequado de um sistema de
transmissão. Sistema de transmissão é um grupo de peças e equipamentos que transfere a
potência do motor para as rodas.
Para seu funcionamento, o motor necessita de uma fonte de energia: o combustível.
Combustíveis podem ser líquidos ou gasosos. Os combustíveis mais popularmente utilizados
são a gasolina, o álcool e o óleo diesel, todos líquidos. O gás natural vem sendo ultimamente
empregado como uma fonte de energia alternativa. Fatores econômicos, requerimentos de
potência ou de atendimento a legislações ambientais determinam o tipo de combustível a ser
utilizado. O combustível pode ser definido como sendo o alimento de motores.

Figura 1.1 – O eixo de manivelas converte o movimento do pistão em movimento rotatório, que
é transmitido para as rodas.
EIXO DE MANIVELAS
BIELA
VELA DE IGNIÇÃO INICIA A COMBUSTÃO
COMBUSTÍVEL QUEIMA E SE EXPANDE
MOVIMENTO VERTICAL DO PISTÃO
MOVIMENTO ROTATÓRIO
MOVIMENTO HORIZONTAL
MOVIMENTO VERTICAL
EIXO DE MANIVELAS

2. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Em motores de combustão interna, o combustível é comprimido por um pistão dentro de um
cilindro, juntamente com ar aspirado do ambiente. A mistura formada entre o combustível e o
ar é queimada, produzindo pressões elevadas, e então se expande. A expansão da mistura
queimada gera o movimento do pistão, que é transmitido para as rodas do veículo.
A transmissão do movimento do pistão às rodas do veículo pode ser comparado à
transmissão do movimento de um pedal à roda traseira de uma bicicleta, conforme mostra a
Fig. 1.1. O movimento das pernas de um ciclista exerce efeito similar ao movimento do pistão
de um motor de combustão interna.
CLASSIFICAÇÕES DE MOTORES
Os motores de combustão interna são classificados de acordo com o modo de queima do
combustível em motores com ignição por centelha e motores com ignição por
compressão. Estes últimos também são também conhecidos por motores diesel. Motores
movidos a gasolina ou a álcool são exemplos de motores com ignição por centelha. Neste
caso, a queima de combustível é iniciada com uma centelha fornecida pela vela de ignição,
que é um componente instalado na superfície superior do cilindro, na parte chamada cabeçote
do cilindro. Motores diesel normalmente utilizam o óleo diesel como combustível. Nestes
motores a ignição é iniciada pela injeção de combustível no cilindro através de bicos
injetores. A combustão em motores diesel se dá de maneira espontânea, estimulada por
elevadas pressão e temperatura da mistura ar/combustível no cilindro.
Os motores também podem ser classificados como de quatro tempos ou dois tempos.
Durante seu funcionamento, um motor continuamente admite uma quantidade de ar e
combustível, comprime e queima a mistura e a deixa expandir antes de expulsá-la do cilindro.
Quando este ciclo é feito ao tempo em que o pistão executa quatro movimentos, dois para
cima e dois para baixo, o motor é chamado de quatro tempos. Quando o pistão realiza
somente dois movimentos durante o ciclo, um para cima e um para baixo, o motor é chamado
de dois tempos. Os quatro tempos de um motor a gasolina são mostrados em detalhes na Fig.
1.2 (doravante motores com ignição por centelha serão referidos por motores a gasolina).

Figura 1.2- Ciclo de quatro tempos de um motor com ignição por centelha.
Durante a admissão, o motor atrai uma quantidade de ar e combustível para o interior do
cilindro. Neste processo, a válvula de admissão permanece aberta, e a válvula de exaustão
fechada. A válvula de admissão é um componente que abre ou fecha a passagem de mistura
ar-combustível para o interior do cilindro. A válvula de exaustão, também conhecida como
válvula de descarga ou válvula de escape, abre ou fecha a passagem de mistura queimada
do cilindro para o exterior. O pistão realiza um movimento para baixo, e o volume do cilindro é
preenchido por ar e combustível.
ADMISSÃO COMPRESSÃO EXPANSÃO EXAUSTÃO

3. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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O início da compressão é marcado pelo fechamento da válvula de admissão. Ambas as
válvulas, de admissão e de exaustão, permanecem fechadas. A mistura ar-combustível é
comprimida pelo movimento do pistão para cima, diminuindo o volume do cilindro. A pressão
da mistura aumenta, preparando-a para ser queimada.
Ao final da compressão, com o pistão próximo à sua posição superior máxima, denominada
ponto morto superior, dá-se início ao processo de queima da mistura, a combustão. A
combustão em motores a gasolina é iniciada por uma centelha fornecida pela vela de ignição,
e, em motores diesel, é iniciada de maneira espontânea, estimulada pelas altas pressão e
temperatura da mistura no cilindro. Quando o pistão se encontra no ponto morto superior, o
volume definido pela geometria do topo do pistão, cilindro e pelo cabeçote do cilindro é
chamado câmara de combustão. A câmara de combustão é projetada de maneira a facilitar o
processo de combustão, objetivando que a mistura seja rápida e completamente queimada a
cada ciclo do motor.
A combustão prossegue e é finalizada durante a expansão. Neste processo, em que as
válvulas de admissão e exaustão permanecem fechadas, o pistão move-se para sua posição
inferior. O volume do cilindro aumenta, e a mistura em seu interior se expande. É durante a
expansão que a potência do motor é gerada, de acordo com a força exercida sobre o pistão
pela energia liberada da combustão.
Pouco antes de o pistão atingir sua posição mínima, denominada ponto morto inferior, a
válvula de exaustão é aberta, dando início à exaustão. Este processo é caracterizado pela
liberação da mistura queimada no cilindro. A mistura é expelida do cilindro à medida em que o
pistão move-se para cima. Com o pistão próximo ao ponto morto superior, a válvula de
admissão é aberta. A seguir, a válvula de exaustão é fechada e dá-se início a um novo ciclo.

Figura 1.3- Ciclo de dois tempos de um motor com ignição por centelha.
(A) COMPRESSÃO E
ADMISSÃO
(B) EXPANSÃO E
EXAUSTÃO
(C) TROCA DE GASES (D) FECHAMENTO
DA EXAUSTÃO
EXAUSTÃO
ADMISSÃO
EXAUSTÃO
ADMISSÃO

4. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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O ciclo de um motor de dois tempos é mostrado na Fig. 1.3. A combustão da mistura ar-
combustível acima do pistão produz um rápido aumento na pressão e temperatura,
empurrando o pistão para baixo, produzindo potência (a). Abaixo do pistão, a janela de
admissão induz ar da atmosfera para o cárter, devido ao aumento de volume do cárter reduzir
a pressão a um valor inferior à atmosférica. O cárter é isolado ao redor do eixo de manivelas
para assegura a máxima depressão em seu interior.
A janela de exaustão, então, se abre (b), permitindo a saída do gás de exaustão. A área da
janela aumenta com o giro do eixo de manivelas, e a pressão no cilindro se reduz. O processo
de exaustão está quase se completando e, com ambas as janelas desobstruídas pelo pistão, o
cilindro se conecta diretamente ao cárter através do duto de admissão (c). Se a pressão no
cárter for superior à pressão no cilindro, então uma mistura fresca entra no cilindro e se inicia
os processos de admissão e lavagem. O pistão então se aproxima do ponto de fechamento da
janela de exaustão e o processo de lavagem se completa (d). Após a janela de exaustão estar
totalmente fechada, o processo de compressão se inicia até que o processo de combustão
novamente ocorra.
A distância entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior e o diâmetro do cilindro
determinam o volume da mistura ar-combustível admitida pelo motor a cada ciclo. Este volume
é comumente chamado cilindrada do motor. A cilindrada é medida em litros (l) ou centímetros
cúbicos (cc ou cm³). Assim, um motor 1.0l e um motor 1000cc têm a mesma cilindrada. A
cilindrada está intimamente relacionada ao desempenho do motor. De uma maneira geral,
quanto maior for a cilindrada, maior será a potência e o consumo de combustível. A razão
entre o volume da mistura no cilindro com o pistão no ponto morto inferior e seu volume com o
pistão no ponto morto superior é denominada razão de compressão.
Os motores de combustão interna têm, normalmente, quatro, seis ou oito cilindros. Motores
de um, três, cinco, dez e doze cilindros também encontram aplicação, em menor escala.
Motores de dez e doze cilindros são, em geral, empregados em veículos de competição.
Motores de um único cilindro são comumente utilizados para testes de laboratório, veículos de
duas rodas, ou para outros equipamentos, como cortadores de grama. Os cilindros de um
motor podem ser arranjados em linha, opostos ou em configuração V, conforme mostra a
Fig. 1.4. Figuras 1.5 e 1.6 mostram um motor em configuração V e um motor em linha,
respectivamente. Figura 1.7 mostra uma vista em corte de um motor monocilíndrico de dois
tempos.
Figura 1.4- Arranjo dos cilindros (A- em linha, B- em V, C- opostos).

5. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Figura 1.5- Vista em corte de um motor V-8 (configuração V, 8 cilindros).


Figura 1.6- Vista em corte de um motor de quatro cilindros em linha.

6. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Figura 1.7- Vista em corte de um motor simples de dois tempos.

COMPONENTES DE MOTORES
Motores de combustão interna são constituídos por vários componentes essenciais. Estes
componentes são projetados para tornar o motor eficiente e confiável. Os componentes
básicos de um motor de combustão interna de quatro tempos são os seguintes: bloco do
motor, eixo de manivelas, bielas, pistões, anéis dos pistões, cabeçote do cilindro e trem
de válvulas.
O bloco do motor é o maior e principal componente do motor. Praticamente todas as
partes do motor são direta ou indiretamente ligadas ao bloco. O bloco é feito de metal fundido,
normalmente uma liga de ferro ou alumínio. Figura 1.8 mostra uma vista em corte de um bloco
básico com as partes instaladas.
Os cilindros são largos furos arredondados feitos através do bloco. Os pistões se ajustam
nos cilindros. Os cilindros são ligeiramente mais largos que os pistões, permitindo a estes
deslizarem livremente para cima e para baixo. Em muitos blocos de liga de alumínio, luvas de
aço são colocadas nos cilindros, e os pistões deslizam em sua superfície.
O topo do bloco é usinado plano. O topo do bloco é unido por parafusos ao cabeçote do
cilindro. O topo do bloco permite a passagem de óleo, para a lubrificação do motor, e de
água (ou ar), para seu resfriamento. Passagens de fluido de resfriamento são também
encontradas através de todo o bloco, chamadas camisas de água. Por um furo feito na parte
inferior do bloco passa o eixo de manivelas. Um outro furo feito no bloco abriga o eixo de
comando das válvulas de admissão e exaustão.
O cárter é a parte inferior do bloco. O cárter abriga o eixo de manivelas e também, em
alguns casos, o eixo de comando das válvulas. O cárter também serve como um reservatório
de óleo lubrificante.
O eixo de manivelas, também conhecido como virabrequim, é responsável por converter o
movimento vertical do pistão em movimento de rotação. O eixo de manivelas gira no interior do
cárter. O eixo de manivelas é projetada de acordo com o número de cilindros do motor. O eixo
CÂMARA DE
COMBUSTÃO
JANELA DE
EXAUSTÃO
JANELAS DE
TRANSFERÊNCIA
CÁRTER
BIELA
JANELA DE
ADMISSÃO
PISTÃO

7. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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de manivelas apresenta partes descentralizadas, onde as bielas são fixadas, que determinam
a distância entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior. O eixo de manivelas também
apresenta contrapesos para evitar o surgimento de vibrações. O eixo de manivelas comanda o
movimento do eixo de comando das válvulas. Figura 1.9 mostra um eixo de manivelas e o
bloco de um motor. Figura 1.10 mostra a localização de um eixo de manivelas em um motor.


Figura 1.8- Bloco do motor.

Figura 1.9- Bloco de um motor de quatro cilindros e árvore de manivela.
A biela é a peça que transmite o movimento do pistão e a potência gerada pela combustão
ao eixo de manivelas durante a expansão. A biela também permite movimento ao pistão
durante os processos de exaustão, admissão e compressão. A biela consiste de uma haste
com dois furos nos extremos. É conectada ao pistão através de um pino que passa através do
furo menor. O furo maior é constituido por um mancal fixado por parafusos, que envolve um
dos pinos excêntricos do eixo de manivelas. Figura 1.11 mostra os detalhes de uma biela.

CILINDRO
BLOCO DO MOTOR
EIXO DE MANIVELAS
BIELA
CÁRTER
PISTÃO
O
CAMISA DE ÁGUA
FURO PARA O EIXO DE
COMANDO DE VÁLVULAS
MANCAL
PRINCIPAL
FURO PILOTO
ASSENTAMENTO DO CABEÇOTE
CONTRAPESOS
CONEXÃO DO
VOLANTE

8. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Figura 1.10- Localização da árvore de manivelas no motor.

Figura 1.11- Biela.


Figura 1.12- Pistão e biela.
BLOCO DO
MOTOR
EIXO DE
MANIVELAS
CÁRTER
PISTÃO
PINO
BIELA
MOVIMENTO
DA BIELA

9. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Os pistões transferem a potência gerada pela combustão para a biela e à ao eixo de
manivelas. Os pistões são unidos às bielas através de pinos, e o contato com a parede lateral
do cilindro é feito através de anéis. O topo do pistão é a parte mais exposta ao calor e à
pressão da combustão. O formato do topo do pistão combina com a geometria do cabeçote do
cilindro para formar a câmara de combustão. O topo do pistão pode ser reto, côncavo, convexo
ou apresentar outra geometria dentro de uma variedade, sempre visando facilitar o processo
de combustão. Os pistões apresentam ranhuras laterais para abrigar os anéis. Um furo radial é
feito para o pino que une o pistão à biela. A parte inferior do pistão é chamada saia do pistão.
Os pistões são normalmente feitos de ferro fundido ou de ligas de alumínio. Figura 1.12 ilustra
detalhes da conexão de um pistão com a biela.
Em motores de dois tempos, o pistão é de destacável importância no processo de lavagem.
No desenho da Fig. 1.3, o objetivo é produzir o processo de lavagem no cilindro com duas ou
mais janelas de admissão direcionadas para o lado do cilindro distante da janela de exaustão,
mas através de um pistão com o topo plano (lavagem em “loop”). Na Fig. 1.13, outros arranjos
de lavagem em “loop” são mostrados. A vantagem deste tipo de lavagem é a disponibilidade
de uma câmara de combustão compacta acima do pistão de topo plano, que permite um
processo de combustão rápido e eficiente. Um pistão para este tipo de motor é mostrado na
Fig. 1.14.

Figura 1.13- Arranjos de lavagem “loop”.

10. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Figura 1.14- Pistões de lavagem transversal (esquerda e centro) e de lavagem “loop” (direita).

O processo original de lavagem é o transversal. Um projeto de um defletor moderno é
ilustrado na Fig. 1.15. Apresenta boas características de lavagem em cargas parciais e tende a
fornecer boas características a baixas velocidades e baixas potências. Sob cargas plenas a
eficiência de lavagem não é boa e, combinada com uma câmara de combustão não compacta
preenchida com protuberâncias defletoras expostas, o motor apresenta uma potência
específica baixa e elevado consumo de combustível. Um projeto de motores com lavagem
transversal que não apresenta desvantagens de lavagem em plena carga é o tipo mostrado na
Fig. 1.16. Um pistão para este projeto é o da esquerda, na Fig. 1.14. Contudo, o cilindro não
apresenta a mesma simplicidade de manufatura daquele do pistão convencional do centro da
Fig. 1.14.

Figura 1.15 – Pistão defletor de motor com lavagem transversal.
EXAUSTÃO
ADMISSÃO
ARRANJO PLANO
DA JANELA

11. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Figura 1.16 – Pistão defletor não convencional de motor com lavagem transversal.

O processo de lavagem com escoamento unidirecional é o mais eficiente para motores de
dois tempos. O esquema básico é mostrado na Fig. 1.17 e, fundamentalmente a metodologia é
iniciar preenchendo o cilindro com mistura fresca em uma extremidade e remover o gás de
exaustão da outra extremidade. O movimento rotacional do ar é efetivo em promover ba
combustão em uma configuração diesel. Sua aplicação para motores com ignição por centelha
envolve complexidades mecânicas, não sendo vantajosa devido aos elevados custos.


Figura 1.17 – Dois métodos de lavagem unidirecional em motores de dois tempos.
ARRANJO PLANO
DA JANELA
EXAUSTÃO
ADMISSÃO
EXAUSTÃO
EXAUSTÃO
CAMES
CAMES
VÁLVULAS
ADMISSÃO
ADMISSÃO

12. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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Existem projetos de motores de dois tempos em que a lavagem não emprega o cárter como
uma bomba de ar, mas um equipamento externo como um soprador do tipo Roots ou um
soprador centrífugo acionado pelo eixo de manivelas. Neste caso, a utilização conjunta de um
turbocompressor é mais eficiente termodinamicamente, onde a energia de exaustão dos gases
de saída da turbinas são disponíveis para acionar o compressor de ar. Figura 1.18 mostra um
arranjo em que o motor apresenta um soprador e uma turbina. O soprador é utilizado como
auxiliar na partida e para suplementar ar sob baixas cargas e velocidades, e a turbina
empregada como a principal unidade de suplemento de ar sob elevados níveis de torque e
potência em qualquer velocidade. Este motor demonstra economia de combustível e baixos
níveis de emissões de hidrocarbonetos não queimados, monóxido de carbono e óxidos de
nitrogênio, em comparação com um motor equivalente de quatro tempos.

Figura 1.18 – Motor de dois tempos com supercompressor e turbocompressor.
Os anéis do pistão, também denominados anéis de segmento, são fixados em ranhuras
feitas na laterais dos pistões, na parte superior. Os pistões geralmente apresentam três
segmentos de anéis. Os dois anéis superiores têm a incumbência de evitar perdas da potência
gerada na combustão e impedir a passagem da mistura ar-combustível para o cárter através
do espaçamento entre o pistão e o cilindro. O terceiro anel tem a tarefa de selar a passagem
de óleo do cárter para a câmara de combustão. Os anéis apresentam uma separação, que
permite sua montagem no pistão e lhes dá uma tendência a se abrirem, pressionando-os
contra a parede do cilindro e melhorando a vedação. Anéis de um pistão são mostrados na
Fig. 1.19.
O cabeçote do cilindro é parte do motor que cobre o bloco. Na superfície inferior do
cabeçote do cilindro são encontradas cavidades na direção dos cilindros que formam com o
topo dos pistões as câmaras de combustão. No cabeçote também se localizam as velas de
ignição, para o caso de motores a gasolina, e os bicos injetores de combustível, para o
caso de motores diesel. O cabeçote também contém aberturas chamadas janelas de
admissão e janelas de exaustão. Através das janelas de admissão a mistura ar-combustível,
INJETOR DE
COMBUSTÍVEL
SOPRADOR
ROOTS
TURBOCOMPRESSOR
ANEL
CORREIA DO
SOPRADOR
JATO DE
COMBUSTÍVEL

13. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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para motores a gasolina, ou ar simplesmente, para motores diesel, é admitida(o) para o
cilindro. A mistura queimada deixa o cilindro através da janela de exaustão. No cabeçote do
cilindro também encontram-se furos destinados a guiar o movimento das válvulas de
admissão e exaustão. As superfícies das janelas de admissão e exaustão são usinadas de
maneira a assentar as válvulas, garantindo que a passagem de mistura seja lacrada quando
as válvulas estão fechadas.


Figura 1.19- Anéis de segmento.
Uma placa fina de metal, chamada gaxeta, é colocada na junção entre o cabeçote do
cilindro e o bloco do motor para fins de vedação. Gaxetas são também utilizadas nas junções
entre o cabeçote do cilindro e as tubulações de admissão e escapamento. Através da
tubulação de admissão o ar, para o caso de motores diesel, ou a mistura ar-combustível, para
o caso de motores a gasolina, tem acesso ao cilindro. A mistura queimada deixa o cilindro
através da tubulação de escape.
O trem de válvulas consiste das partes que compõem o mecanismo de operação das
válvulas de admissão e exaustão. O trem de válvulas inclui eixo de comando das válvulas,
alças, hastes, braços (balancim), molas e válvulas. As partes presentes em um trem de
válvulas dependem do seu projeto. Figura 1.20 mostra um típico trem de válvulas.

Figura 1.20- Trem de válvulas.
PISTÃO
CONJUNTO DE ANÉIS
PARA CONTROLE DA
PASSAGEM DO ÓLEO
ANEL DE COMPRESSÃO
SUPERIOR
SEGUNDO ANEL
DE COMPRESSÃO
VÁLVULAS
MOLA
EIXO DE COMANDO
HASTES
BALANCIM
LEVANTADOR

14. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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O eixo de comando das válvulas tem a função de comandar a abertura e o fechamento
das válvulas nos momentos adequados. Consiste de um eixo com partes ovais, chamados
excêntricos ou cames, com as quais as alças fazem contato. O número de cames no eixo é
igual ao número de válvulas. À medida que o eixo gira, os cames deslocam as alças, em um
movimento vertical. O movimento das alças é transmitido através das hastes e braços para as
válvulas. Quando a parte mais protuberante do came, chamada lóbulo, faz contato com a alça,
esta se encontra em sua posição superior, e a válvula atinge sua abertura máxima. As molas
fazem com que as válvulas retornem à sua posição de fechamento. A posição fechada da
válvula corresponde à alça em seu nível inferior, em contato com o prolongamento circular do
came. Figura 1.21 dá ênfase ao movimento do came.

Figura 1.21- Movimento do came.

Figura 1.22- Eixo de comando das válvulas.
O eixo de comando das válvulas pode estar localizada no bloco do motor ou no cabeçote do
cilindro. Quando o eixo de comando das válvulas se localiza no cabeçote do cilindro, o trem de
válvulas não apresenta hastes e braços. Figura 1.22 mostra um eixo de comando das válvulas.
A válvula de admissão abre ou fecha a janela de admissão para a entrada de ar (motores
diesel) ou mistura ar-combustível motores a gasolina) no cilindro. A válvula de exaustão abre
ou fecha a janela de escape para a saída de mistura queimada do cilindro. Os motores de
combustão interna têm, em geral, duas válvulas por cilindro, uma de admissão e uma de
exaustão. Também é comum motores modernos de potência elevada apresentarem quatro
válvulas por cilindro, duas de admissão e duas de exaustão. A válvula de admissão é feita em
ENGRENAGEM
CAMES
EXCÊNTRICO
SUPORTE
SUPORTE
ACOPLAMENTO
VÁLVULA
ABERTA
VÁLVULA
FECHADA
MOLA
LÓBULO TOCA
LEVANTADOR
LÓBULO
DISTANTE DO
LEVANTADOR

BALANCIM
LEVANTADO
BALANCIM ABAIXADO
VÁLVULA
ABERTA
VÁLVULA
FECHADA
LEVANTADOR
HASTE

15. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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tamanho maior que a válvula de exaustão. Figura 1.23 mostra válvulas de admissão e
exaustão do tipo “poppet”, utilizadas principalmente em motores de combustão interna de
quatro tempos.

Figura 1.23- Válvulas de admissão e exaustão.
Em motores de dois tempos, o método mais simples de admitir mistura fresca e expulsar os
gases queimados é pelo movimento do pistão expondo janelas na parede do cilindro. Neste
caso, todos os eventos de abertura das portas são simétricos em relação ao ponto morto
superior e ponto morto inferior. É possível produzir eventos de admissão e exaustão
assimétricos pelo uso de válvulas disco, válvulas “reed” e válvulas “poppet”, permitindo que o
fasamento das janelas correspondam mais precisamente aos eventos de pressão no cilindro e
no cárter, proporcionando ao projetista maior controle sobre a otimização dos sistemas de
admissão e exaustão. Figura 1.24 ilustra o uso de válvulas disco e “reed”. Válvulas “poppet”
são de difícil projeto para proporcionar escoamento adequado a motores de dois tempos e são
mais utilizadas em motores de quatro tempos, onde o tempo disponível aos processos de
admissão e exaustão é o dobro em relação a motores de dois tempos.

Figura 1.24- Válvulas disco e “reed” para controle da admissão.
VÁLVULA DISCO VÁLVULA REED
VÁLVULA REED
EXAUSTÃO
ADMISSÃO
VÁLVULA DISCO
ADMISSÃO
HASTE
VÁLVULA DE
EXAUSTÃO
VÁLVULA DE
ADMISSÃO
CABEÇA
RANHURAS
EXTREMIDADE
FACE

16. Capítulo 1 - Fundamentos do Funcionamento de Motores

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TESTE SEU APRENDIZADO

· Defina os seguintes termos: tempo de admissão, tempo de compressão, tempo de
expansão, tempo de exaustão, combustão, potência, ponto morto superior, ponto morto
inferior, bloco do motor, cilindro, virabrequim, cárter, pistão, anéis de segmentos, biela,
cabeçote do cilindro, câmara de combustão, janela de admissão, janela de escape, válvula
de admissão, válvula de escape, trem de válvulas, eixo de comando das válvulas, came,
tubulação de admissão, tubulação de escapamento, gaxeta.
· Como se dá o início da combustão em motores a gasolina?
· Como se dá o início da combustão em motores diesel?
· O que significa ponto morto superior e ponto morto inferior?
· Qual a função dos contrapesos na eixo de manivelas?
· Explique a função dos anéis de segmentos.
· Quais são os principais componentes de um trem de válvulas?
· Identifique as parte do motor na Fig. 1.25.

Figura 1.25- Identificação das partes do motor.