Motores de combustão interna

Introdução

Motores de combustão interna são aqueles cuja combustão se verifica no próprio fluido de trabalho (mistura ar-combustível).

O motor de combustão interna do ciclo otto foi idealizado em 1862 pelo alemão Nicolaus Otto e são todos os motores que tem como fluido de trabalho a mistura ar - gasolina ou ar – álcool, ou mistura gás natural veicular-ar

Em 1892, o engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913) registrou a patente do motor de combustão interna de ciclo Diesel. A característica fundamental deste motor é que o combustível é injetado dentro da câmara de combustão, que já contém o ar aquecido e pressurizado.

MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA - Perspectiva HistóricaMOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA - Perspectiva Histórica

1860 - LENOIR, J.J. E. - primeira tentativa - sem compressão prévia da mistura ar + combustível, uns 5000 motores foram fabricados entre 1860 - 1865 , até 6 HP, máxima eficiência 5%

1867 - NICOLAUS OTTO e EUGEN LANGENAlemanha com compressão da mistura, uns 10.000 foram fabricados , máxima eficiência11%.

1876 - NICOLAUS OTTOmotor de quatro tempos, reduz 1/3 o peso do motor e 1/16 o curso do pistão, a eficiência aumenta para 14% . As características básicas deste motor são as mesmas dos motores de hoje.

1862 - ALPHONSE BEAU DE ROCHAS, patente francesa de um motor de quatro tempos

1880 - DUGALD CLERK e JAMES ROBSON (ingleses) KARL BENZ (alemão), desenvolvem o motor de dois tempos

1892 - RUDOLF DIESEL - data da patente, motor de ignição por compressãodemora 5 anos para desenvolver um protótipo comercial

1957 - WANKEL, FELIX - primeiro teste bem sucedido do motor rotativo

1923 – GM disponibilizou comercialmente o chumbo tetraetila, o que permitiu aumentar a taxa de compressao dos motores e a suaspotências

1930 – EUGENE HOUDRY desenvolveu o processo de conversão catalíticaDo petróleo o que permitiu a obtenção de gasolinas de alta qualidade e alto Grau anti-detonante (KNOCK) 1940 – Torna-se aparente o problema da poluição do ar atmosférico e os Motores de veículos são identificados como os principais emissores de Óxidos de nitrogênio e compostos de hidrocarbonos (FORMAÇÃO DE SMOG)

1960 – na Califórnia a primeira legislação que limita as emissões de Poluentes por veículos automotores, seguido de Japão e Europa. Brasil: PROCONVE

1970 – Com a crise do petróleo dos anos 70, surgem novas alternativasDe combustíveis como o metanol e o etanol. Brasil: PRÓ-ÁLCOOL.

Proibição do chumbo tetraetila, substituição por etanol (AEAC) e MTBE

Tecnologia da injeção de combustível: injeção direta e mistura pré-preparada.

1990 – Motores bicombustíveis: diesel + gás, gasolina + gás, gasolina + álcool (AEHC)

• Pela aplicação;• Pelo desenho (projeto do motor);• Pelo ciclo de trabalho;• Pela localização das válvulas e portas de admissão

e escape;• Pelo tipo de combustível;• Pelo método de preparação da mistura;• Pelo método de ignição;• Pelo desenho da câmera de combustão;• Pelo fluido de resfriamento

• Para automóveis de passeio e comerciais leves;

• Para caminhões pesados;• Para locomotivas;• Marítimos;• Para aeronaves;• Para geradores.

• Motores alternativos de cilindros em linha;

• Motores alternativos de cilindros em V;

• Motores alternativos de cilindros opostos;

• Motores rotativos.

• Motores de quatro tempos e ciclo Otto aspirado e turbinado;

• Motores de quatro tempos e ciclo Diesel aspirado e turbinado;

• Motores de dois tempos;

• Válvulas no cabeçote;• Válvulas no bloco;• Comando no bloco;• Comando no cabeçote;• Sistema de fluxo cruzado;• Sistema de fluxo em loop;

• Gasolina;• Álcool;• Óleo diesel;• Querosene;• Fuel Oil• Gás natural veicular• Bicombustível• Tetracombustível

• Motor carburado;• Motor com injeção no coletor

(mistura pré-preparada)• Motor com injeção direta (carga

estratificada)

• Ignição por centelha;• Ignição por compressão;• Ignição por chama piloto.

• Câmera aberta: cilíndrica, esférica, outros formatos.

• Câmera dividida: pré-câmara, swirl chambers.

• Resfriamento a água;• Resfriamento a ar (fusca).

Fim aula 1

Número de cilindros 4 Número de Válvulas 16 Diâmetro x curso (mm) 80,5 x 78,4 Relação Diâmetro/Curso “Rbs” 1,0268 Volume deslocado/Cilindrada (cm³) 399/1596 Taxa de compressão 9,5:1 Potência máxima (NBR 1585) (kW/min-1) 78/5500 (Gas. Autom. Tipo C) Torque máximo (NBR 1585) (N.m/min-1) 151,1/4500 (Gas. Autom. Tipo

C) Distribuição (comando) 2 eixos de comando no cabeçote acionados

por correia dentada Alimentação: sistema de formação da mistura Injeção eletrônica MPFI Ignição Eletrônica digital Ordem de ignição 1 – 3 – 4 – 2

Conceitos básicos:

Ponto morto superior (PMS)

É a posição do pistão mais próxima do cabeçote.

Ponto morto inferior (PMI)

É a posição do pistão mais próxima do virabrequim.

Curso:

É a distância percorrida pelo pistão entre o PMS e o PMI, em milímetros (mm).

Conceitos básicos:

Cilindrada unitária

É a capacidade volumétrica de aspiração de um cilindro. Unidade: centímetro cúbico (cm3) ou litros.

Cilindrada total

Câmara de combustão

É o espaço compreendido entre o cabeçote e o pistão, quando este se encontra no PMS.

Unidade: centímetro cúbico (cm3) ou litros

É a capacidade volumétrica de aspiração de todos os cilindros. Unidade: centímetro cúbico (cm3) ou litros.

Conceitos básicos:

Volume total do cilindro

É o espaço compreendido entre o cabeçote e o pistão, quando este se encontra no PMI. Taxa de compressão

É a relação entre o volume total aspirado e o volume da câmara de compressão.

Unidade: adimensional.