Princpios de funcionamento dos motores de combusto interna

PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES DE COMBUSTO INTERNA

Instituto de Tecnologia - Departamento de EngenhariaIT 154 Motores e TratoresCarlos Alberto Alves Varella[1]

[1] Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 Seropdica RJ. E-mail: varella@ufrrj.br.ContedoTipos de ciclo de funcionamentoMotores do ciclo OTTOMotores do ciclo DIESELMotores de 4T e 2TFuncionamento bsico dos motores OTTO 4T e 2TEficincia do ciclo dos motores

Tipos de ciclos de funcionamentoOTTO foi descrito por NIKOLAUS OTTO, 1876;

DIESEL por RUDOLF DIESEL, 1893. 3Motores do ciclo OTTOIgnio por centelhaUtilizam energia eltrica para dar incio a reao de combusto. A centelha (fasca eltrica) produzida pela vela de ignio;O combustvel misturado com o ar fora da cmara de combusto.Motores do ciclo DIESELIgnio por compressoUtilizam o aumento da temperatura, devido a compresso da massa de ar admitida, para dar incio a reao de combusto;O combustvel misturado com o ar dentro da cmara de combusto.

Motores de 4TRealizam o ciclo em quatro cursos;O ciclo equivalente a duas voltas (720o) na rvore de manivelas Motores de 2TRealizam o ciclo em dois cursos;O ciclo equivalente a uma volta (360o) na rvore de manivelas

Motores OTTO 4TAdmisso de ar e combustvel; completa o ciclo em 2 voltas da AM; ignio por centelha.

rvore de manivelasVela de ignioMotores diesel 4TAdmisso de somente ar; completa o ciclo em 2 voltas da AM; ignio por compresso.

Bico injetorrvore de manivelasFuncionamento bsico dos motores OTTO 4 TPrimeiro curso: Admisso O pisto se desloca do PMS para PMI

Ar + combustvelAdmissoDescargaSegundo curso: compressoO pisto se desloca do PMI para PMSReduo do volume admitido, aumento da temperatura

AdmissoDescargaTerceiro curso: expansoCentelha eltrica ; deslocamento do pisto do PMS para PMITempo til. Transformao da energia trmica em mecnica

AdmissoDescargaQuarto curso: descargaPisto se desloca do PMI para PMSElimina resduos da combusto

Resduos da combustoAdmissoDescargaFuncionamento bsico de motores Otto 2TOs motores do ciclo otto de dois tempos admitem mistura de ar,combustvel e leo lubrificante.

Otto 2T: primeiro cursoCompresso e admisso no crterPisto se desloca do PMI para PMS

Otto 2T: segundo cursoExpanso, admisso no cilindro e descarga.

Eficincia do ciclo dos motoresSegundo BARGER et. al (1966), a eficincia do ciclo dos motores depende dos seguintes parmetros:Relao superfcie-volume do cilindro (s/v)Presso na expanso (P)Relao superfcie-volume (s/v) inversamente proporcional ao curso do pisto, isto , menor curso maior s/vMaior relao superfcie-volume Menor curso Maior VLP Menor tempo para realizar o ciclo Maior potncia Constante: rotao de funcionamento do motor.

Ciclo dos motores = ADM-COM-EXP-DESCPresso na expanso (Pe)Maior presso resulta em maior fora FMaior fora F resulta em maior trabalho mecnico

Trabalho mecnico na expanso

W= trabalho mecnico = energia mecnicad= distncia percorrida na direo da fora Fd=L= curso do pistoF= fora na expanso

Potncia na expansot= tempo para percorrer o curso durante a expanso

Sistema Internacional de Unidadescomprimento, mmassa, kgtempo, tintensidade de corrente eltrica, Atemperatura termodinmica, Kquantidade de matria, molintensidade luminosa, cd.As sete unidades de base do sistema internacional so:Unidades internacionaisAcelerao= m.s-2;Fora, N = kg.m.s-2; massa x aceleraoComprimento, mTempo, sPresso, Pa = N.m-2;Energia, J = N.m Potncia, W = J.s-1; energia no tempoConverso de Unidadesgravidade, gn = 9,80665 m.s-2; nmero adotado no Servio Internacional de Pesos e Medidas;quilograma-fora, kgf = 1kg.9,80665m.s-2;kgf = 9,80665 N; cv = 75 kgf.m.s-1;hp = 76 kgf.m.s-1;cv = 0,73551 kW;hp = 0,74532 kW;Converso de kW para cv e hp

Exemplo: Motor de dois cilindros verticais em linha apresenta as seguintes caractersticas:a) Dimetro= 90mm; b) Curso= 100mm; c) VLP= 1,5 m/s;d) Presso na expanso= 12 kgf/cm2;Calcule a potncia em cada cilindro na expanso. kgf/cm2 = 9,80665x104 PaFora na expansoFora atuante na superfcie do pisto proveniente da expanso dos gases na combusto.

Energia na expansoTrabalho mecnico realizado durante a expanso quando o pisto se desloca do PMS para o PMI.

Potncia na expansoUnidade internacional de potncia (W)

FIM