MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS TÉRMICOS · PDF fileExercícios 7 e 8 do Cap. 1 –Franco Brunetti. Motores Alternativos de Combustão Interna Prof. Dr. Ramón Silva - 2015 27. Created Date:

MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS TÉRMICOS

MOTORES ALTERNATIVOS DE COMBUSTÃO INTERNA

Prof. Dr. Ramón Silva - 2015

MACI – Ciclo Otto

Em 1862, Beau de Rochas enunciou o ciclo de “quatro tempos” que, primeiramente, o

alemão Otto aplicara a um motor térmico, de onde surgiu em algumas obras a

designação de “Ciclo Otto”.

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MACI – Ciclo Otto - 4T

Teoricamente, o ciclo enuncia-se da seguinte maneira: o enchimento do cilindro efetua-se com a pressão atmosférica, pois que:

1-2 = Compressão adiabática;

2-3 = Ganho de calor avolume constante;

3-4 = Expansão adiabática;

4-1 = Liberação de calor a volume constante.



Como o ciclo teórico acontece no motor?

PMI – PMS = Compressão adiabática;

PMS = Ganho de calor avolume constante;

PMS – PMI = Expansão adiabática;

PMI = Liberação de calor a volume constante.



Quais são os quatro tempos?



Admissão

A válvula de admissão permanece aberta

O pistão desce do PMS em direção ao PMI, provocando uma queda de pressão no cilindro.

A mistura ar/combustível é aspirada por essa diferença de pressão.



Compressão

As válvulas de admissão e escape permanecem fechadas.

O pistão sobe do PMI em direção ao PMS, provocando um aumento de pressão no cilindro.

A mistura ar/combustível é comprimida dentro do cilindro.


MACI – Ciclo Otto

Ignição/Expansão

As válvulas de admissão e escape permanecem fechadas.

A vela de ignição provoca a combustão da mistura ar/combustível.

O pistão desce do PMS em direção ao PMI realizando TRABALHO.



Exaustão

A válvula de escape permanece aberta

O pistão sobe do PMI em direção ao PMS.

Os gases de combustão são direcionados ao coletor de escapamento.












Em um motor dois tempos, a conversão de energia ocorre em duas fases. A primeira fase é a de admissão/compressão/exaustão e a segunda é a fase de potência.


Estes motores freqüentemente não possuem válvulas propriamente ditas, têm duas janelas na parede da câmara de combustão, para comunica-la com o exterior e o cárter:

A janela de admissão, por onde vai ser introduzida a mistura gasosa formada pelo ar e pelo combustível.

A janela de transferência entre o cilindro e o cárter.

A janela de escape, colocada na parte superior do cilindro e que faz a comunicação deste com o exterior, permitindo a saída dos gases queimados provenientes da combustão.



1º Tempo

Fase de potência (do PMS ao PMI):

1. A expansão dos gases empurra o pistão em direção ao PMI realizando trabalho.

2. O pistão libera a janela de escape (B)

3. Próximo ao PMI o pistão libera a janela de transferência (A)

4. O movimento do pistão pressuriza o carter forçando a passagem de mistura para a parte superior (C).

5. A nova mistura expulsa os gases de combusão.



2º Tempo

Fase de admissão/compressão/exaustão (movimento do PMI ao PMS):

1. o pistão obstrui as janelas e comprime a mistura na parte superior.

2. A pressão no carter diminui, forçando a admissão de ar atmosférico

3. ignição.


MACI – Ciclo Otto – 2T


MACI – Ciclo Otto – 2T


Como o motor dois tempos realiza trabalho a cada volta, teoricamente a potência deveria ser o dobro da potência gerada por um motor quatro tempos de características semelhantes.

Porém há ineficiência na troca de gases, os gases de exaustão misturam-se à mistura de admissão podendo acontecer as seguintes situações:

1. Gases queimados não são totalmente exauridos, permanecendo na câmara na fase de ignição.

2. Mistura de admissão escapa para a atmosfera sem queimar.

MACI – Ciclo Diesel – 4T


O engenheiro Rudolf Diesel (1858-1913), em fevereiro de 1892 publicou em Berlim um fascículo intitulado “Teoria e construção de um motor térmico racional” onde expunha suas idéias para a realização prática do ciclo de Carnot. Ainda na Alemanha, começa a construção do seu primeiro motor em Ausburgo.



O motor desenvolvido, trabalhando a quatro tempos, possui basicamente três grandes diferenças de um motor a gasolina:

1. O motor aspira e comprime apenas ar.

2. Um sistema de injeção dosa, distribui e pulveriza o combustível em direção dos cilindros. O combustível inflama-se ao entrar em contato com o ar, fortemente aquecido pela compressão.

3. A combustão ocorre em pressão constante





MACI – 4T e 2T


MACI – 4T e 2T


MACI – 4T e 2T


Para fazer na sala.

1. Quais são os quatro tempos de um ciclo?

2. Teoricamente qual seria a diferença de potência entre um motor 2T e um motor 4T?

3. Por que o motor 2T não apresenta essa diferença de potência?

4. Quais as principais diferenças entre o ciclo Otto e o Ciclo Diesel?

5. Em um motor de rotação 3600 rpm, quantas vezes a válvula de admissão abre por segundo? E a válvula de escape?

Lista de exercícios para a próxima aula:Exercícios 7 e 8 do Cap. 1 – Franco Brunetti

Motores Alternativos de Combustão Interna


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