Motores de Combustão Interna
MCI
Aula 2 – Funcionamento
Classificação
• Quando ao movimento do pistão:
– Alternativo (Otto, Diesel)Alternativo (Otto, Diesel)
Motores Alternativos
• São Basicamente Divididos em dois Grupos:
– Motores de combustão interna a quatro temposMotores de combustão interna a quatro tempos – Motores de combustão interna de dois tempos
Motores Alternativos
• Nos dois processos que ocorrem nos Motores
de Combustão Interna Alternativos de dois e
quatro tempos, podemos ainda incluir uma
quatro tempos, podemos ainda incluir uma
subdivisão:
– Ciclo Otto; – Ciclo Diesel.
Ciclo Otto
• O
Ciclo
de
Otto
é
um
ciclo
termodinâmico,
que
idealiza
o
funcionamento
de
motores
de
combustão
interna
de
ignição
por
centelha. Foi definido por Beau de
centelha. Foi definido por Beau de
Rochas e implementado com sucesso
pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto
em 1876, e posteriormente por Étienne
Lenoir
e
Rudolf
Diesel.
Motores
baseados neste ciclo equipam a maioria
dos automóveis de passeio atualmente.
Ciclo Diesel
• A designação motor a diesel é
homenagem
a
Rudolf
Diesel,
engenheiro alemão. Diesel construiu
seu primeiro motor em 1893. O
motor
explodiu e quase o matou,
motor
explodiu e quase o matou,
mas ele provou que o combustível
poderia ser inflamado sem uma
centelha.
Diesel
colocou
em
funcionamento o primeiro motor
bem - sucedido em 1897.
Motores 4 Tempos
• O ciclo se completa a cada quatro cursos do êmbolo, de onde vem a sua denominação;
• Um ciclo de trabalho estende-se por 2 rotações da árvore de manivelas, ou seja, 4 cursos do pistão;
• Durante os 4 tempos (2 rotações), transmitiu-se trabalho ao pistão só uma vez, os outros 3 tempos são passivos absorvem energia.
Alphonse Beau de Rochas
(1815-1893)
• Alphonse Beau de Rochas
(1815-1893) foi um engenheiro francês
que
criou
o
princípio
do
motor
de
combustão
interna de quatro tempos. Sua
abordagem
deu
ênfase
a
interna de quatro tempos. Sua
abordagem
deu
ênfase
a
importância da compressão da
mistura de combustível e ar antes
da ignição. Ele completou sua
pesquisa
aproximadamente
ao
mesmo tempo que o engenheiro
alemão Nicolaus Otto.
Motores 4 Tempos
• As principais partes
constituintes de um motor de quatro tempos são mostradas na Figura, sendo elas:
– válvula de admissão (A) – válvula de admissão (A) – válvula de descarga (B) – pistão (C) – biela(D) – Virabrequim (E) – Carter (F) – Vela (G).
4 Tempos:
1º Tempo
Curso de Admissão
2º Tempo
Curso de Compressão
Curso de Compressão
3º Tempo
Curso de Combustão e
Expansão
4º Tempo
Curso de Escape
1º Tempo - Admissão
• Estando o pistão no PMS, o mesmo começa a descer estando aberta a válvula de admissão e fechada a válvula de descarga. O êmbolo, ao descer gera um vácuo êmbolo, ao descer gera um vácuo no interior do cilindro, aspirando a mistura ar-combustível (Ciclo Otto) ou somente ar (Ciclo Diesel) até o PMI, quando a VA se fecha,
cumprindo-se meia volta do
2º Tempo - Compressão
• Estando válvula de admissão e válvula de descarga fechadas, a medida que o pistão desloca-se para o PMS, o mesmo comprime
o conteúdo do cilindro,
o conteúdo do cilindro,
aumentando a sua temperatura e pressão interna, figura 03. O virabrequim gira outros 180º,
completando o primeiro giro
3º Tempo - Expansão
• Nesta fase produz-se a energia que será transformada em trabalho mecânico. Pouco antes do pistão atingir o PMS com VA e VD fechadas, a mistura ar/combustível fechadas, a mistura ar/combustível é queimada. A energia liberada nesta combustão dá origem a uma força no êmbolo, deslocando-o do
PMS ao PMI. Esta força é
transmitida do êmbolo, através da biela, ao virabrequim girando-o
4º Tempo - Exaustão
• Com a VA fechada e a VD aberta, o êmbolo, ao deslocar-se do PMI para o PMS, onde VD se fecha,
expulsa os produtos da
combustão. O virabrequim executa combustão. O virabrequim executa
outra meia volta - 180º,
Ciclo Quatro Tempos, Ciclo Diesel
• O motor Diesel, trabalhando a quatro tempos,
possui basicamente duas grandes diferenças
de um motor a gasolina:
– O motor aspira e comprime apenas ar.O motor aspira e comprime apenas ar.
– 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. Utiliza taxa de compressão de, aproximadamente 19:1.
Motores 2 Tempos
• Combinam em 2 cursos do êmbolo as funções dos motores de 4 tempos;
• Há um curso motor para cada volta do virabrequim; • Há um curso motor para cada volta do virabrequim; • Motores normalmente sem válvulas;
• Cárter tem dimensões reduzidas e recebe a mistura ar/combustível e o óleo de lubrificação.
Motores 2 Tempos
• As
principais
partes
constituintes dos motores a
dois tempos são:
– pistão (A) – eixo virabrequim (B) – eixo virabrequim (B) – vela de ignição (C) – biela (D) – cárter (E) – janelas de escapamento (F) – janela de admissão (G) – janela de transferência (H).
1º Tempo - Curso de Admissão e
Compressão
• O êmbolo dirige-se ao PMS, comprimindo a mistura ar-combustível. As janelas de escape e carga são fechadas, abrindo-se a janela de admissão. Com o movimento do admissão. Com o movimento do êmbolo, gera-se uma pressão baixa dentro do carter e assim, por diferença de pressão admite-se uma nova mistura ar-combustível-óleo lubrificante, que será utilizado no próximo ciclo. Pouco antes de atingir o PMS, dá-se a centelha, provocando a combustão da mistura, gerando uma força sobre o êmbolo.
1º Tempo - Curso de Admissão e
Compressão
• É o curso de trabalho. No PMS, dado início à combustão por meio de uma centelha (spark), o êmbolo é forçado até o PMI. Durante o curso, o êmbolo passa na janela de descarga dando vazão aos na janela de descarga dando vazão aos gases da combustão. Ao mesmo tempo o êmbolo abre a janela de carga permitindo que uma nova mistura ar-combustível entre no cilindro preparando-o para o novo ciclo e forçando os gases provenientes da combustão para fora (lavagem). O
Ciclo Dois Tempos, Ciclo Diesel
• O motor Diesel a dois tempos não trabalha
com uma pré-compressão no carter. Ele tem
carregamento forçado por meio de um
compressor volumétrico (rotativo) ou de uma
compressor volumétrico (rotativo) ou de uma
ventoinha.
Possui também um sistema de
lubrificação
semelhante
aos
motores
de
quatro tempos, isto é, leva óleo no carter e
possui bomba de óleo, filtro, etc.
Motores 2 Tempos - Vantagens
• Os motores a dois tempos apresentam as
seguintes vantagens:
– É um motor de construção simples; – É um motor de construção simples; – É um motor leve;
– Possui baixo custo de aquisição e manutenção; – Produz maiores rotações.
Motores 2 Tempos - Desvantagens
• E tem como desvantagens:
– Pouco econômico, pois uma parte da mistura admitida no cilindro escapa junto com os gases queimados;
– Maior aquecimento, pois as combustões ocorrem com maior – Maior aquecimento, pois as combustões ocorrem com maior
freqüência;
– Lubrificação imperfeita, pois é preciso fazê-la através do óleo diluído no combustível;
– Motor a dois tempos perde eficiência quando há alteração nas condições de rotação, temperatura e altitude.
Motores Rotativos
• São Basicamente Divididos em dois Grupos:
– MOTOR WANKELMOTOR WANKEL
Motor Wankel
• O motor Wankel, consta apenas de cilindro, de
duas partes rotativas, árvore com respectivo
excêntrico, volantes, massas de compensação
e o pistão rotativo, que gira engrenado a um
e o pistão rotativo, que gira engrenado a um
pinhão fixo.
Motor Wankel - Funcionamento
Admissão Escape
Compressão
