MOTORES TÉRMICOS...Motores de combustão externa (MCE): Quando a combustão se processa externamente ao FA, que será apenas o veículo da energia térmica a ser transformada em trabalho

MOTORES TÉRMICOS

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 18-19 – MCI: NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO

Motores◦As máquinas térmicas são dispositivosque permitem transformar calor emtrabalho.

◦A obtenção de trabalho é ocasionada poruma sequência de processos realizadosnuma substância que é denominada“fluido ativo – FA”.

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Motores◦Quanto ao comportamento do fluido ativo, asmáquinas térmicas podem ser classificadasem:◦Motores de combustão externa (MCE): Quando a

combustão se processa externamente ao FA, queserá apenas o veículo da energia térmica a sertransformada em trabalho.

◦Motores de combustão interna (MCI): Quando oFA participa diretamente da combustão.

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Motores◦Quanto à forma de se obter trabalhomecânico, os MCI são classificados em:◦Motores alternativos: quando o trabalho é obtido

pelo movimento de vaivém de um pistão,transformando em rotação contínua por umsistema biela-manivela.

◦Motores rotativos: quando o trabalho é obtidodiretamente por um movimento de rotação.

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Motores AlternativosNomenclatura

◦Pode-se dividir os componentesbásicos de um MCI em dois grupos:◦Componentes Estacionários:◦ Bloco

◦ Cabeçote

◦ Cárter

◦ Coletor de Admissão

◦ Coletor de Escape

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◦Pode-se dividir os componentesbásicos de um MCI em doisgrupos:◦ Componentes Móveis:◦ Biela;◦ Pistão/Anel;◦ Virabrequim;◦ Eixo comando de válvulas;◦ Válvulas;◦ Conjunto de acionamento das válvulas;◦ Polias;◦ Bomba de óleo;◦ Bomba d’água;

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◦Pode dividir os componentes básicos de um MCI em doisgrupos:◦Componentes Móveis:◦ Biela;◦ Pistão/Anel;◦ Virabrequim;◦ Eixo comando de válvulas;◦ Válvulas;◦ Conjunto de acionamento das válvulas;◦ Polias;◦ Bomba de óleo;◦ Bomba d’água;

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◦Pode dividir os componentes básicosde um MCI em dois grupos:◦Componentes Móveis:◦ Biela;◦ Pistão/Anel;◦ Virabrequim;◦ Eixo comando de válvulas;◦ Válvulas;◦ Conjunto de acionamento das válvulas;◦ Polias;◦ Bomba de óleo;◦ Bomba d’água;

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◦Pode dividir os componentes básicos de um MCI em doisgrupos:◦Componentes Móveis:◦ Biela;◦ Pistão/Anel;◦ Virabrequim;◦ Eixo comando de válvulas;◦ Válvulas;◦ Conjunto de acionamento das válvulas;◦ Polias;◦ Bomba de óleo;◦ Bomba d’água;

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◦Quanto à posição do pistão no interiordo cilindro, adota-se:◦ PMS: Ponto morto superior;

◦ PMI: Ponto morte inferior.

◦Também tem-se:◦ S: Curso do pistão;

◦V1: Volume total;

◦V2: Volume morto ou volume da câmara;

◦D: Diâmetro do cilindro;

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◦Também tem-se:◦Vud: Cilindrada unitária, é o volume deslocado

pelo pistão do PMI ao PMS;

◦ z: número de cilindro do motor;

◦Vd: Volume deslocado do motor ou cilindradatotal.

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◦Também tem-se:◦ rv: Relação volumétrica ou taxa de

compressão .

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◦Nomenclatura cinemática:◦VE: Válvula de escapamento;

◦VA: Válvula de admissão;

◦ r: raio da manivela;

◦n: frequência da arvore de manivelas;

◦ω: velocidade angular da árvore de manivelas;

◦Vp: velocidade média do pistão.

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◦Nomenclatura cinemática:◦α: ângulo formado entre a manivela e um eixo

vertical de referência;

◦ L: comprimento da biela;

◦ x: distância para o pistão atingir o PMS:

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Classificação dos MCIQuando à Ignição

◦Quanto à ignição, os motores alternativos sãodivididos em dois tipos fundamentais:◦MIF - Motores de Ignição por faísca ou Otto: Nesses

motores, a mistura combustível-ar é admitida,previamente dosada ou formada no interior dos cilindro(quando há injeção direta), e inflamada por uma faíscaque ocorre entre os eletrodos de uma vela.

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◦Quanto à ignição, os motoresalternativos são divididos em dois tiposfundamentais:◦MIE – Motores de ignição espontânea ou

Diesel: Nesses motores, o pistão comprimesomente ar, até que este atinja umatemperatura suficientemente elevada.Quando o pistão aproxima-se do PMS, injeta-se o combustível que reageespontaneamente com o oxigênio presenteno ar quente, sem a necessidade de umafaísca.

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◦A temperatura do ar necessária para queaconteça a reação espontânea docombustível denomina-se “temperaturade autoignição (TAI)”

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Classificação dos MCIQuando ao Número de Tempos

◦Quanto ao número de tempos, os motoresalternativos são divididos em dois grupos:◦ 4 Tempos:◦ Admissão;

◦ Compressão;

◦ Expansão;

◦ Escape.

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Classificação dos MCIQuando ao Número de Tempos

◦A figura apresenta para um motor de quatro cilindros, os temposocorrendo simultaneamente.

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Classificação dos MCIQuando ao Número de Tempos◦Quanto ao número de tempos, osmotores alternativos são divididos emdois grupos:◦ 2 Tempos:◦ Admissão e compressão;

◦ Expansão e escape;

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Classificação dos MCIQuando ao Número de Tempos◦Diferenças fundamentais entre motores2T e 4T:

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Classificação dos MCIQuanto à Disposição dos Pistões◦Esta classificação está relacionadacom a disposição dos pistões nobloco do motor. Existem quatrodisposições típicas:◦ Cilindros em linha;

◦ Cilindros em V;

◦ Cilindro opostos ou boxer;

◦ Cilindros radiais.

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Classificação dos MCIQuanto ao Sistema de arrefecimento◦O arrefecimento é comumenterealizado de duas formas diferentes:◦ Sistema arrefecido a ar;

◦ Sistema arrefecido a água.

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Classificação dos MCIQuanto às Válvulas

◦A abertura e fechamento das válvulas sãousualmente realizados pelo eixocomando de válvulas, que podem serclassificados quantos ao seuposicionamento:◦Abaixo das válvulas;

◦Acima das Válvulas.

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Classificação dos MCIQuanto às Válvulas

◦A abertura e fechamento das válvulassão usualmente realizados pelo eixocomando de válvulas, que podem serclassificados quantos ao seuposicionamento:◦Abaixo das válvulas;

◦Acima das Válvulas.

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Classificação dos MCIQuanto à Alimentação de Ar

◦O fluxo de ar para o interior do cilindrono tempo de admissão se dá em funçãoda geração de um gradiente de pressãoentre o coletor de admissão e o cilindro.Em relação a admissão de ar os MCIpodem ser classificados em:◦Aspirado: Quando o gradiente de pressão é

ocasionado unicamente pelo deslocamentodo pistão do PMS para o PMI, o que gera umadepressão no interior do cilindro.

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Classificação dos MCIQuanto à Alimentação de Ar

◦Em relação a admissão de ar os MCIpodem ser classificados em:◦ Sobrealimentados: Com a finalidade de

aumentar esse gradiente e,consequentemente, a massa de ar admitidapelo motor, é possível usar dispositivos comoo turbocompressor (este utiliza gases deescapamento para gerar trabalho numaturbina e transferi-lo para o compressor.

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Classificação dos MCIQuanto à relação Diâmetro-Curso

◦Outra forma de classificar os MCI é por meio da relação diâmetro-curso (D/S):◦Motor quadrado: quando D=S;

◦Motor subquadrado: quando DS;

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Classificação dos MCIQuanto à rotação

◦Quanto a rotação, os MCI são classificados em:◦Rápidos: n > 1500rpm;

◦Médios: 600 < n < 1500rpm;

◦ Lentos: n < 600 rpm.

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Motores RotativosTurbinas a Gás

◦Nesses motores, o trabalho é obtidodiretamente de um movimento derotação.

◦A turbina a gás é um motor rotativo decombustão interna, uma vez que utilizaos gazes produzidos por umacombustão para o seu acionamento.

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Motores RotativosMotor Wankel

◦O motor Wankel é construídofundamentalmente de um motor,aproximadamente triangular e deum estator, cujo formatogeométrico é gerado pela posiçãodos três vértices do rotor durante oseu movimento.

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