Post on 31-Jan-2018
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.
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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.
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Quais são os quatro tempos?
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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MACI – 4T e 2T
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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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