MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

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MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA - WYF0909
AULA 01 – CONTEUDO 1 (25/02/2021)
Prof. Eng. Esp. Eduardo Tourinho Santana
Motores de combustão interna: 
• Tipos; 
• Processo de ignição por centelha (ciclo de Otto); 
• Processo de ignição por compressão (ciclo Diesel); 
• Parâmetros operacionais; 
• Arquiteturas de motores - caracterização. 
Noções Preliminares 
História dos motores alternativos 
de combustão 
• Na realidade, as primeiras tentativas de desenvolvimento de um motor ocorreram na
segunda metade do século XVII, com o uso da pólvora para movimentar um pistão dentro
de um cilindro.
• Na evolução do motor, Denis Papin, ajudante de Christian Huygens que havia idealizado o
motor a pólvora, propôs o funcionamento da máquina a vapor. Esta evoluiu com Thomas
Savery, Thomas Newcomen e James Watt. A máquina a vapor, assim, propiciou a
Revolução Industrial da segunda metade do Século XVIII.
• Jean Joseph Etienne Lenoir desenvolveu o primeiro motor com pistão em 1860. A
combustão acontecia dos dois lados do pistão. O controle de entrada e saída dos gases
acontecia por meio de válvulas de admissão e exaustão.
• Em 1876, o alemão Nicolaus Otto volta ao cenário e apresenta um motor de quatro cilindros
que funcionava com os princípios estabelecidos por Beau de Rochas em 1962.
• Na década entre 1880 a 1890, foram feitos avanços nos sistemas de ignição e de
carburação.
História dos motores alternativos 
de combustão 
O desenvolvimento dos motores foi acompanhado pelo respectivo
avanço dos sistemas auxiliares que o compõem. Segundo Lopes;
Furlani; Silva (2003) podem-se destacar:
• Sistema de alimentação de combustível desenvolvido por Maybach
em 1892, que foi o percussor dos carburadores.
• Sistema de ignição por alta tensão desenvolvido por Robert Bosch
em 1902 (BAUER, 2000), que substituiu a ignição por chama. Nele o
controle do início da chama era precário.
• Sistema de distribuição por válvulas, cames e balancins
desenvolvidos por Morey do exército americano em 1826.
• Sistema de arrefecimento a água, desenvolvido também por Morey.
Videos de fixação
• O primeiro carro da história era a vapor [a lenha mesmo]
https://www.youtube.com/watch?v=ypdvDbf_iG4
• VEJA COMO FUNCIONA UMA LOCOMOTIVA À VAPOR
https://www.youtube.com/watch?v=GvGLXVMiIb0
https://www.youtube.com/watch?v=ypdvDbf_iG4
https://www.youtube.com/watch?v=GvGLXVMiIb0
Atualmente
• Atualmente, a indústria mecânica
está em constante aprimoramento e
melhoria da qualidade e eficiência
dos motores que produz, buscando
mudanças importantes nos projetos
e na operação dos motores de
combustão, principalmente na
necessidade de controle das
emissões e otimização do consumo
de combustível.
• Nesse sentido, muitas pesquisas
estão voltadas para
desenvolvimento de novas formas
de energia, retomando e
aperfeiçoando os estudos com
novos combustíveis, principalmente
os biocombustíveis provenientes da
biomassa como o etanol, o
biodiesel, entre outros.
Motor de Combustão Interna 
• É um conjunto de peças mecânicas e elétricas,
cuja finalidade é produzir trabalho pela força de
expansão resultante da queima da mistura de ar
com combustível, no interior de cilindros
fechados.
• Para atender às mais variadas necessidades do
atual estado de desenvolvimento tecnológico, os
fabricantes constroem motores de todos os tipos.
Assim, encontram-se motores a gás, gasolina,
óleo diesel, querosene, álcool e movidos com
outras misturas dos vários combustíveis
existentes.
• Normalmente, os motores podem ser construídos
com um ou mais cilindros. Motores
monocilíndricos são empregados em
implementos agrícolas, motonetas e pequenas
lanchas. Os policilíndricos, com 4, 6, 8, 10, 12 ou
até mais cilindros, destinam-se a automóveis,
locomotivas, navios e aviões.
• Os cilindros podem ser agrupados de várias
formas, dando origem a motores:
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Cilindro – local onde o êmbolo
desloca-se com movimento
retilíneo alternado, está contido no
interior do bloco.
Em motores arrefecidos a ar,
possuem externamente aletas para
aumentar a superfície de contato
com o ambiente e dissipar melhor o
calor.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Bloco – é a maior parte do motor e suporta as demais
partes constituintes. No interior do bloco está contido
o(s) cilindro(s), onde ocorre a queima do combustível
e os mancais de apoio da árvore de manivelas.
A disposição dos cilindro no bloco pode ser em linha,
em “V” ou radial.
Normalmente os blocos são construídos de ferro
fundido, o que lhe proporciona boa resistência,
trabalho a altas temperaturas, facilidade de usinagem
e um menor custo.
Alguns tipos de blocos possuem tubos removíveis,
que formam as paredes do cilindro, estes são
chamados de “camisas”. As camisas podem ser
úmidas, quando o líquido de arrefecimento está em
contato direto com a camisa e entre si trocam calor;
ou secas, quando o líquido de arrefecimento não está
em contato direto com a camisa, isto é, o bloco que
entra em contato com a camisa e troca calor com o
líquido.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Cabeçote – é o órgão do motor que fecha o
bloco na sua parte superior, também é
confeccionado em ferro fundido. A união do
bloco com o cabeçote é feita por meio de
parafusos e uma junta de vedação de cobre
asbesto, que veda os gases de combustão, o
óleo e a água.
O cabeçote ainda apresenta na sua parte
inferior parte da câmara de combustão,
orifícios para o alojamento das válvulas, bicos
injetores, canais para a água de arrefecimento
(motores arrefecidos à água) ou aletas
(motores arrefecidos à ar), canais de
admissão, escape e para óleo lubrificante.
O cabeçote pode ser chamado de tampa de
cilindros quando as válvulas forem presentes
no bloco ou inexistirem (motores de dois
tempos), sua função será somente fechar a
parte superior do bloco e conter a vela.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Cárter – normalmente confeccionado
em aço estampado, é o órgão que
fecha o bloco na sua parte inferior e
também serve como depósito de óleo
lubrificante para o motor.
Deve Ter um formato adequado para
permitir contato permanente do óleo
lubrificante com a bomba desse
sistema.
O cárter é fixado ao bloco através de
parafusos e junta de vedação de
cortiça.
Na parte inferior do cárter existe um
bujão que serve para escoamento do
óleo lubrificante.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Êmbolo – também chamado de pistão, é o
órgão do motor que recebe o movimento de
expansão dos gases (primeira parte do motor a
movimentar-se).
Está preso a biela através do pino do êmbolo,
possui um movimento retilíneo alternativo que
através da biela é transformado em movimento
rotativo contínuo na árvore de manivelas.
O êmbolo possui três partes principais: topo,
que é a parte superior, geralmente é plana ou
levemente concava; cabeça, onde estão
localizadas as ranhuras para a colocação dos
anéis de segmento, e por fim a saia, parte
abaixo do orifício do pino do êmbolo.
É desejável que o êmbolo seja tão leve quanto
possível, sem porém, diminuir sua resistência e
desgaste. Os materiais mais utilizados são
ferro, aço e ligas de alumínio.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Anéis de segmento – são localizados nas ranhuras da
cabeça do êmbolo e construídos de ferro fundido cinzento
especial. Suas principais funções são:
1. Efetuar a vedação da câmara do cilindro, retendo a
compressão;
2. Reduzir a área de contato direta entre as paredes
do êmbolo e do cilindro;
3. Controlar o fluxo de óleo nas paredes do cilindro;
4. Dissipar o calor do êmbolo pelas paredes do
cilindro.
Existem dois tipos de anéis, de compressão e de
lubrificação.Os anéis de compressão são os responsáveis pela
vedação da câmara do cilindro, evitam a penetração de
óleo do cárter na câmara e perda de compressão, são
maciços e colocados nas posições superiores.
Ja ́ os anéis de lubrificação são os responsáveis pelo
controle do fluxo de óleo entre o êmbolo e o cilindro,
possuem canaletas que durante a ascensão do êmbolo
lubrificam as paredes do cilindro.
Os anéis de lubrificação estão localizados abaixo dos de
compressão.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Biela – sua função é transformar o movimento
retilíneo alternado do êmbolo em movimento circular
contínuo na árvore de manivelas. A biela apresenta o
formato de uma barra (denominada de corpo ou
haste) com orifícios nas extremidades.
O orifício superior de menor diâmetro é denominado
de “pe ́” ou “olho” onde é fixado ao êmbolo através do
pino do êmbolo, o orifício inferior de maior diâmetro é
denominado de “cabeça” ou “olho grande”.
A cabeça da biela é separada em duas partes, sendo
fixadas por meio de parafusos, a fim de fazer a união
da biela com a árvore de manivelas. Entre o pé da
biela e o pino do êmbolo e a cabeça da biela e a
árvore de manivelas, são colocadas as bronzinas
(também chamadas de casquilhos), confeccionados
em bronze e revestidas de uma liga metálica
antifricção, estas prolongam a vida útil do motor por
evitar o contato direto entre as mesmas.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Árvore de manivelas – também chamado
de eixo de manivelas ou eixo virabrequim
são fabricados em aço forjado ou fundido.
No seu interior existem vários canais que
são responsáveis pela condução do óleo
lubrificante até seus mancais e cabeças das
bielas.
Em cada manivela existe um moente, o qual
se acopla o mancal da cabeça da biela,
entre as manivelas existem os munhões que
apoiam nos mancais do bloco.
Em uma de suas extremidades a árvore de
manivelas possui uma flange que se acopla
ao volante do motor e na outra às
engrenagens de acionamento do comando
de válvulas.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Volante – nada mais é do que um disco de
ferro fundido de grande massa.
Sua função é acumular energia cinética e
manter uniforme a velocidade angular da
árvore de manivelas, reduzindo as variações
dos tempos do motor, dando equilíbrio no
movimento rotativo.
A energia cinética é acumulada no tempo de
explosão e liberada nos demais tempos do
motor, que apenas são consumidores de
energia.
O volante é constituído de flange, que se fixa a
árvore de manivelas, coroa denteada
(cremalheira) na qual se engrena o motor de
partida.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Árvore de comando de
válvulas – comanda a abertura
das válvulas, por meio de
ressaltos no eixo, esta é
acionada por meio de correias
e/ou engrenagens pela árvore
de manivelas, tem tantos
ressaltos quanto o número de
válvulas do motor.
Para cada duas voltas da
árvore de manivelas, gira
apenas uma.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Válvulas – têm como função interromper o
fluxo de gases de aspiração e descarga de
acordo com os tempos do motor (4 tempos),
são abertas por meio da árvore de comando
de válvulas e fechadas por molas.
Podem ser de dois tipos: admissão, entrada
da mistura ar + combustível (ciclo Otto) ou
somente ar (ciclo Diesel) e escape, saída
dos gases queimados resultante da
combustão.
Normalmente estão presentes no motor em
número de duas por cilindro (admissão e
escape), quando estão em número par,
dividem-se igualmente, quando em número
ímpar, existe uma válvula de admissão a
mais que a de escape. Deve ser construída
com aço de alta dureza.
CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE 
COMBUSTÃO INTERNA 
Órgãos complementares - são os
sistemas auxiliares indispensáveis
ao funcionamento do motor, são
eles:
• Sistema de válvulas,
• De alimentação,
• De ignição,
• De arrefecimento e
• De lubrificação.
Ainda existem os órgãos
acessórios, que são: cobertura do
cabeçote, suportes, filtros de
combustível e óleo, juntas,
instrumentos do painel etc.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
O funcionamento dos motores de combustão
interna se realiza em ciclos onde se distinguem
quatro fases (tempos), admissão, compressão,
explosão (expansão) e escape. Para a
compreensão do funcionamento é necessário a
caracterização de alguns termos:
• Ponto morto superior (PMS): posição do
êmbolo mais próxima a parte superior do
bloco (posição máxima);
• Ponto morto inferior (PMI): posição do êmbolo
mais próxima a árvore de manivelas;
• Câmara de compressão: volume que fica no
cilindro depois que o êmbolo atinge seu ponto
máximo (PMS), também chamada de câmara
de combustão;
• Curso: espaço linear percorrido pelo êmbolo
do PMI ao PMS e vise-versa;
• Tempo: corresponde a um curso do êmbolo
ou a meia volta da árvore de manivelas (180
graus)
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
• MOTOR POR DENTRO FUNCIONANDO
https://www.youtube.com/watch?v=m0dLNk8_0UI
• Entenda de vez COMO FUNCIONA O MOTOR DO CARRO!
https://www.youtube.com/watch?v=Ul1XuiJE0Dw
https://www.youtube.com/watch?v=m0dLNk8_0UI
https://www.youtube.com/watch?v=Ul1XuiJE0Dw
Motores do ciclo Otto 
Os motores de quatro tempos do ciclo Otto
compreendem as seguintes fases:
• Admissão: o êmbolo desloca-se do PMS
movimentando-se para baixo até o PMI,
criando uma depressão no interior da câmara.
A válvula de admissão está aberta, fazendo
com que a mistura (ar + combustível) seja
aspirada para o interior do cilindro. A válvula
de admissão abre- se um pouco antes do
êmbolo iniciar a descida e se fecha logo
depois que o mesmo atinge o PMI. Neste
tempo a árvore de manivelas deu um giro de
180 graus. (Figura 12a).
• Compressão: o êmbolo começa a deslocar-
se do PMI, fecha-se a válvula de admissão, a
mistura admitida no tempo anterior é então
comprimida na câmara de combustão até que
o êmbolo atinja o PMS. A árvore de manivelas
deu mais um giro de 180 graus, completando
agora uma volta completa. (Figura 12b).
Motores do ciclo Otto 
• Explosão/expansão: a vela de ignição produz uma
centelha elétrica (um pouco antes do êmbolo atingir o PMS
na fase de compressão), provocando a combustão da
mistura ar + combustível, que gera um aumento da
temperatura e pressão no interior do cilindro,
impulsionando o êmbolo do PMS ao PMI. A força do
êmbolo transmite-se a biela e desta à árvore de manivelas,
provocando assim o movimento de rotação do motor. É o
chamado tempo motor, pois este é o único tempo em que o
motor realiza trabalho, a energia produzida nesse tempo é
acumulada pela massa do volante. Durante a expansão as
válvulas de admissão e escape permanecem fechadas. A
árvore de manivelas deu mais um giro de 180 graus,
completando agora uma volta e meia. (Figura 13a).
• Escape: ocorre o escape dos gases da combustão para o
meio externo, a válvula de escape abre-se e o movimento
ascendente do êmbolo do PMI ao PMS elimina os gases.
Quando o êmbolo atinge o ponto morto superior deste
tempo, o cilindro já está pronto para reiniciar o ciclo, ou
seja, recebe uma nova mistura de ar + combustível. Neste
tempo a árvore de manivelas deu mais um giro de 180
graus, o que, somado aos demais tempos, corresponde a
duas voltas completas. (Figura 13b).
Motores do ciclo Otto 
Motores do ciclo Otto 
• Física do motor a gasolina: ciclo Otto
https://www.youtube.com/watch?v=K5kAAhyHz1k
https://www.youtube.com/watch?v=K5kAAhyHz1k
Motores do ciclo Diesel
Os motores de quatro tempos do ciclo
Diesel compreendem as seguintes fases:
• Admissão: neste tempo o êmbolo
movimenta-se do PMS até o PMI. Com
a válvula de admissão aberta ocorre a
aspiração somente de ar no interior do
cilindro. Diferencia-se do ciclo Otto que
ocorre a aspiração da mistura ar +
combustível. A árvore de manivelas gira180 graus (Figura 15a).
• Compressão: com as duas válvulas
fechadas, o êmbolo desloca-se do PMI
até o PMS, ocorrendo então a
compressão do ar (diferencia-se do ciclo
Otto pelas altas pressões de
compressão atingidas). Neste tempo a
árvore de manivelas gira mais 180
graus, completando 1 volta (Figura 15b).
Motores do ciclo Diesel
• Explosão/expansão: quando o êmbolo
está em sua posição máxima (PMS), o
bico injetor pulveriza fina e fortemente
um certo volume de combustível no
interior da câmara de combustão. Neste
momento o ar está a uma temperatura
de 500 a 700oC e a alta pressão, o
diesel injetado nessas condições faz
com que ocorra a auto-ignição,
impulsionando o êmbolo a PMI, fazendo
com que a biela transmita a força à
árvore de manivela. Neste tempo ocorre
a realização de trabalho mecânico
(Figura 16a).
• Escape: neste tempo, com a válvula de
escape aberta, os gases queimados são
expelidos para fora do cilindro pelo
movimento do êmbolo do PMI ao PMS
(Figura 16b), encerrando-se assim o
ciclo.
Motores do ciclo Diesel
Motores do ciclo Diesel
• A Física do motor Diesel, uma aula de Termodinâmica
https://www.youtube.com/watch?v=oDGau5KRV_U
https://www.youtube.com/watch?v=oDGau5KRV_U
Motores de Ignição por 
Compressão (Diesel)
Os sistemas que constituem o motor Diesel são:
• Sistema de Admissão de ar;
• Sistema de Combustível, (aí se incluindo os componentes de injeção de 
óleo Diesel);
• Sistema de Lubrificação;
• Sistema de Arrefecimento;
• Sistema de Exaustão ou escapamento dos gases;
• Sistema de Partida;
MOTORES CICLO DIESEL E 
SUAS FASES
O motor diesel é um motor de
combustão interna no qual o ar admitido
num cilindro é comprimido por um êmbolo,
atingindo, devido à compressão, uma
temperatura de 500 a 700 graus
centígrados; uma vez injetado o
combustível, a mistura inflama-se
espontaneamente, graças ao calor
resultante da compressão do ar.
Ciclo de Diesel (Volume Constante)
• Quando Diesel se interessou pelo motor
térmico, procurou realizar industrialmente um
motor concebido segundo o ciclo de Sadi
Carnot. Sabe-se que a realização deste
primeiro motor manifestou-se impossível.
Diesel abandonou este ciclo, devido aos
perigos que o mesmo apresentava pela
compressão elevada demais (250kg);
substituiu-o por um ciclo mais simples,
conhecido como o nome de “ciclo Diesel”.
MOTORES CICLO DIESEL E 
SUAS FASES
Fases
• Primeira fase: compressão adiabática (sem transferência de calor). O ar puro aspirado
anteriormente é comprimido e atinge uma temperatura suficiente para provocar a inflamação do
combustível injetado.
• Segunda fase: compressão isobárica (pressão constante). No comeco̧ da distensão, acombustão
efetua-se em pressão constante, quando o volume aumenta e a expansão dos gases compensa a
queda de pressão devida ao aumento de volume.
• Terceira fase: expansão adiabática. A expansão efetua-se sem troca de calor com as paredes do
cilindro.
• Quarta fase: baixa de pressão. A abertura brutal do escapamento produz uma queda rápida da
pressão enquanto o pistão báscula em ponto morto (volume constante).
• O ciclo Diesel aplica-se aos motores lentos estudados para a propulsão dos barcos. Dificilmente
realizável em um motor de regime elevado, carros leves e veículos industriais, os engenheiros que
continuaram o trabalho de Diesel o substituíram por um motor de ciclo misto cujo funcionamento
relaciona-se ao mesmo tempo com o ciclo Diesel e com o de Beau de Rochas (Otto).
Motores de Ignição por 
Compressão (Diesel)
São máquinas térmicas alternativas, de combustão interna, destinadas ao suprimento de energia
mecânica ou força motriz de acionamento. O nome é devido a Rudolf Diesel, engenheiro francês
nascido em Paris, que desenvolveu o primeiro motor em Augsburg - Alemanha, no período de
1893 a 1898. Oficialmente, o primeiro teste bem sucedido foi realizado no dia 17 de fevereiro de
1897, na MaschinenfabrikAugsburg.
Segundo sua aplicação,são classificados em 4 tipos básicos:
• ESTACIONÁRIOS: Destinados ao acionamento de máquinas estacionárias, tais como
Geradores, máquinas de solda, bombas ou outras máquinas que operam em rotação
constante;
• INDUSTRIAIS: Destinados ao acionamento de máquinas de construção civil, tais como
tratores, carregadeiras, guindastes, compressores de ar, máquinas de mineração, veículos de
operação fora-de-estrada, acionamento de sistemas hidrostáticos e outras aplicações onde se
exijam características especiais específicas do acionador;
• VEICULARES: Destinados ao acionamento de veículos de transporte em geral, tais como
caminhõese ônibus;
• MARÍTIMOS: Destinados à propulsão de barcos e máquinas de uso naval.
Motores de Ignição por 
Compressão (Diesel)
• Conforme o tipo de serviço e o regime de trabalho da embarcação, existe uma
vasta gama de modelos com características apropriadas, conforme o uso.
(Laser, trabalho comercial leve, pesado, médio-contínuo e contínuo).
• Além dos segmentos de aplicações, os motores Diesel podem ser
classificados pelo tipo de sistema de arrefecimento que utilizam,
normalmente a água ou a ar e pelo número e disposição dos cilindros, que
normalmente são dispostos em linha, quando os cilindros se encontram em
uma única fileira, ou em V, quando os cilindros são dispostos em fileiras
oblíquas.
• As diferenças básicas entre os diversos tipos de motores Diesel residem,
essencialmente, sobre os sistemas que os compõem. Todos funcionam
segundo as mesmas leis da termodinâmica, porém as alterações de projeto que
se efetuam sobre os sistemas e seus componentes resultam em
características de operação que os tornam adequados para aplicações
diferentes.
Motores de Ignição por 
Compressão (Diesel)
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 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 de Ignição por 
Compressão (Diesel)
Esquema de funcionamento do Motor Diesel dois tempos.
• Vantagens: O motor de dois tempos, com o mesmo dimensionamento e
RPM, dá uma maior potência que o motor de quatro tempos e o torque é
mais uniforme. Faltam os órgãos de distribuição dos cilindros, substituídos
pelos pistões, combinados com as fendas de escape e combustão, assim
como as de carga.
• Desvantagens: Além das bombas especiais de exaustão e de carga, com
menor poder calorífico e consumo de combustível relativamente elevado;
carga calorífica consideravelmente mais elevada que num motor de quatro
tempos, de igual dimensionamento.
PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO
Atraso de Combustão
O tempo que leva para que a mescla combustível ar entre combustão é chamado de atraso de 
combustão e dura aproximadamente 1 milissegundo.
Há condições que o atraso podedurar ate 2 milissegundos.
• Baixa temperatura do motor.
• Bicos injetores nãoautomatizandos.
• Ponto de inicio de injeção ajustado muitoavançado.
• Má qualidade do combustível.
• Problemas mecânicos.
Como consequência há o ruído de combustão chamado de batida de pino, ruído metálico gerado por 
frentes de chamas distintas dentro da câmarade combustão.
Isto ocorre devido ao tempo elevado para a entrada de combustível na câmarade combustão.
Outro fator que influencia o atraso de combustão é a pressão de compressão no interior da câmara de 
combustão.
PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO
Quanto maior a pressão menos o atraso de combustão.
1. Combustão no tempo exato
2. Combustão muito adiantada
3. Combustão muito atrasada
PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO
Processo de formaça ̃o da mistura ar 
combustível:
• A forma da câmara de combustão o
posicionamentodo bico injetor e o ângulo de
injeção determinam o processo de formação da
mescla ar combustível.
• Quanto ao formato a câmara de combustão
pode ser divida pelo menos em dois tipos.
PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO
Injeçãoindireta
• A combustão tem inicio no interior da pré camara expandindo para 
câmarade combustão principal no topo do pistão.
PARTES DO MOTOR
PARTES DO MOTOR
Bloco de cilindros
• O bloco de cilindros ou bloco do motor é o núcleo do
motor.
• Nele estão localizados os orifícios cilíndricos por onde
deslizam os êmbolos e os canais pelos quais circula o
líquido de arrefecimento.
• Como material para a fabricação do bloco de cilindros,
normalmente, é utilizada ligas ferrosas e de alumínio.
Disposição dos Êmbolos
a) Motor em linha.
1. Comprido e mais pesado
uniforme, 
das
devido à
sucessivas
2. Torque mais
sobreposição
combusto ̃es
3. Bom equilíbrio mecânico reduz as
vibrações
4. Árvore de manivelas assentada em
4 a 7 apoios, com grande 
resistê ncia e evitando a flexão
Nesse tipo de árvore de manivelas o â
ngulo de injeçãoocorre a cada 120°
Disposição dos Êmbolos
b) Motor em V
• Montado em duas linhas,
com um ângulo de inclinação de
90° entre elas.
• Conjunto mais curto, com
árvore de manivelas mais
curta e rígida, suavidade em
elevado regime de rotação.
• Bloco com alta rigidez e
menor altura
Disposição dos Êmbolos
c) Motor em W
• Um maior número de
cilindros com o mesmo
comprimento de um
motor em V.
• Aumenta a suavidade e
transforma o conjunto
motor em um bloco
altamente compacto
Cilindros descentrados
• Num grande número de motores não se
faz coincidir o eixo dos cilindros com o eixo
do virabrequim.
• Este último está deslocado alguns
milímetros no sentido oposto ao sentido de
rotação.
• Este deslocamento tem por finalidade
diminuir a inclinação da biela no tempo motor
(descida do pistão).
• Daí resulta um menor esforço lateral do
pistão sobre as paredes do cilindro e uma
ovalizaçãomenos sensível.
• Durante a subida do pistão, a inclinação da
biela é grande, mas como a pressão do
gás é fraca, os esforços laterais ficam
normais.
• O deslocamento regulariza o desgaste de
ambos os lados do cilindro.
DISPOSITIVOS DE INJEÇÃO
• Devido a necessidade de efetuar uma 
distribuição sequenciada a alta pressão, 
válvulas de injeções são necessárias.
• Há disponibilidade de variados dispositivos 
que podem ser vistos
• logo a seguir.
• Os mais comuns são:
• Bomba injetora em linha (PE).
• Bomba injetora de pistão único (PF).
DISPOSITIVOS DE INJEÇÃO
Bomba Injetora em Linha:
É um dispositivo que supre
combustível a alta pressão através
de pistões bomba.
Cada elemento tem uma manga de
regulagem que entrega a cada
cilindro correspondente a
quantidade requerida.
pela bomba de
Os elementos sa ̃o alimentados
combustível
primaria com uma pressa ̃o de 
aproximadamente 2 bar
DISPOSITIVOS DE INJEÇÃO
Injeção Direta Common Rail
• Na injeção direta Common Rail (CDI) o combustível
é armazenado num acumulador, chamado Rail,
sob alta pressão (vide Alta pressão de
combustível).
• Assim a pressão de injeção já está pronta à
disposição ao iniciar a injeção. Além disso, a injeção é
efetuada de forma seletiva por cilindro e pode ser
livremente configurada à perfeição, também visando
a pré injeção.
• O sistema Common Rail possui
comparativamente poucas peças móveis, porque
todos os processos de comando e regulação
ocorrem de forma eletrônica. Isto prolonga a vida
útil do sistema.
• Através do extenso uso da eletrônica no processo
de funcionamento do sistema Common-Rail, este
sistema, tem à disposição todas as informações
necessárias para operar o sistema de diagnose.
Isto simplifica o diagnóstico nos motores-CDI.
DISPOSITIVOS DE INJEÇÃO
A alta pressão de combustível é
respectivamente diferente na
marcha lenta, com carga parcial e
com carga total: Carga total exige
uma pressão mais alta do que
carga parcial ou marchalenta.
Histórico do virabrequim 
• O virabrequim é um elemento de máquina responsável pela
conversão do movimento linear do pistão em movimento rotativo, ou
seja, torque para o motor.
• Embora hoje possa ser considerado como um dos principais
componentes do motor de combustão interna, não foi assim nos
tempos pioneiros do desenvolvimento do motor.
• O motor atmosférico desenvolvido por Nikolaus August Otto e
exibido na exposição de Paris em 1867 não tinha virabrequim, mas
sim engrenagem localizada entre o pistão e o volante do motor.
• Entretanto, com o desenvolvimento do motor de 4 tempos, esta
solução foi substituída em 1876 por virabrequim e biela.
Histórico do virabrequim 
• Os primeiros motores de 4 tempos eram operados a 200 rpm
com potência de 3 hp.
• Estes motores eram grandes e pesados, sendo operados
apenas como estacionários.
• Foi assim, até no final do século 19 quando intensificou-se o
uso de motores automotivos menores e mais econômicos.
• Um exemplo interessante é o virabrequim mono-cilindro no
carro de três rodas desenvolvido por Carl Benz em 1886, na
qual já se utilizam contrapesos para encontrar o
balanceamento adequado.
Histórico do virabrequim 
• Durante os 10 primeiros anos do
século 20 o automóvel se tornou
muito aceito principalmente na
Alemanha, França e Estados
Unidos.
• O motor de combustão interna foi
adotado de maneira rápida, não
apenas em motores de automóveis,
mas também em vários projetos de
motos, barcos, aeromodelos e mais
tarde em aviões.
• Os virabrequins para estes motores
eram feitos por martelos de forjaria,
usualmente tratados termicamente
e consequentemente usinados,
mesmo antes da Primeira Guerra
Mundial.
• Há casos em que os contrapesos
eram acoplados por meio de
rebites.
Descrição do componente 
• A árvore de manivelas, também conhecida como virabrequim,
girabrequim ou cambota (português europeu), é um dos
principais componentes mecânicos do motor de combustão
interna.
• Ela é a responsável por transformar o movimento alternativo
dos pistões em movimento rotativo.
• Para converter este movimento, o virabrequim possui
moentes, que são mancais excêntricos, cujo eixo deslocado
corresponde ao meio curso do motor, ao qual é conectado o
olhal maior da biela de cada cilindro.
Descrição do componente 
• O virabrequim possui duas extremidades chamadas de espiga
e flange.
• Na extremidade do flange, acopla-se tipicamente o volante do
motor.
• Para reduzir a vibração torsional característica de um motor
de combustão interna, acopla-se muitas vezes um
amortecedor de vibrações na extremidade da espiga.
• A excitação entre o intervalo de tempo de explosão dos
cilindros, combinado com a inércia do sistema, causa a
vibração torsional no componente, a qual é também uma das
principais causas de falhas em virabrequins.
Descrição do componente 
Descrição do componente 
• Virabrequim e biela são
responsáveis pela transformação
do movimento de translação
alternativo do pistão em movimento
de rotação.
• Este movimento de rotação é
passado para o volante de inércia
do motor, que por sua vez transfere
a energia para a transmissão que
faz girar as rodas do veículo.
• Esta rotação pode também ser
transmitida por meio de
engrenagens, correias ou correntes
ao sistema de distribuição, ignição,
lubrificação, refrigeração e ao
gerador.
Manivela do virabrequim 
ou throw
• É a distância do centro de um munhão até o centro do
munhão adjascente.
• Usualmente, é composto por um moente, dois braços
(com ou sem contrapesos) e duas metades de munhão.
• A figura, mostra o virabrequim e seus respectivos throws.
Munhão
• É o segmento cilíndrico no
centro de rotação do
virabrequim.
• É apoiado em mancal fixo no
bloco do motor, conhecido
também como casquilho.
• O diâmetro e a largura do
munhão devem serprojetados
para receber o carregamento
de flexão e torção do
virabrequim, inclusive não
sobrecarregando os mancais.
Moente 
• É o segmento cilíndrico
onde é fixada a biela e
é excêntrico ao eixo de
rotação do virabrequim.
• A excentricidade do
eixo do moente em
relação ao eixo de
rotação do virabrequim
define o meio-curso do
pistão.
Meio-curso 
• É definido pela distância entre o eixo de
rotação do munhão (A) e o centro do
moente do virabrequim (B).
• O meio-curso está diretamente ligado ao
torque do motor, pois quanto maior o
meio-curso, maior será o torque que o
virabrequim irá entregar.
• Além disso, maior será a litragem do
motor, pois haverá impacto também no
curso do pistão entre o ponto morto
superior (PMS) e o ponto morto inferior
(PMI).
• Em projetos de mecanismos biela-
manivela excêntricos (ver Figura) o
curso é diferente de 2R, ou seja,
ligeiramente maior do que em
mecanismos centrados.
Espiga 
• É uma das extremidades do eixo,
onde geralmente são montados os
periféricos do motor, ou seja,
engrenagem motora do comando
de válvulas, polia e amortecedor de
vibrações.
• Na superfície da espiga, pode ser
usinado um rasgo de chaveta para
o posicionamento dos
componentes.
• O amortecedor de vibrações tem a
função de diminuir a ação das
excitações dos momentos
harmônicos que podem causar
ressonância no virabrequim.
Canal de Lubrificação
• Geralmente, é usinado um furo de
óleo entre os munhões e os moentes
do virabrequim.
• Este furo tem a função de transportar o
óleo do munhão até o moente.
• Neste caso, o munhão recebe óleo
através do bloco do motor onde se
forma o regime de lubrificação desejado
entre o munhão e o casquilho.
• O canal de lubrificação do moente pode
ser feito por furação direta, onde há um
furo passante entre o munhão e o
moente, ou indireta, onde o canal de
lubrificação do munhão cruza com outro
furo que irá alimentar o moente.
• https://www.youtube.com/watch?v=rGn-
w3h5_hw
https://www.youtube.com/watch?v=rGn-w3h5_hw
Contrapeso 
• O virabrequim pode possuir contrapeso
montado, integral ou até mesmo não
possuir contrapeso dependendo do
projeto.
• Sua função é criar uma força centrípeta
oposta ao moente de modo a balancear
as forças de inércia do motor.
• Um projeto adequado de contrapeso
pode diminuir a força no mancal do
munhão, contribuindo nos projetos do
casquilho e bloco do motor.
• O projeto do bloco deve ser feito
considerando as forças e os momentos
que o virabrequim irá gerar em
funcionamento.
Flange 
• É a extremidade oposta à
espiga do virabrequim, onde
é geralmente acoplado o
volante de inércia do motor.
• Neste volante, acopla-se a
embreagem e também um
anel dentado, que conecta o
motor de partida.
• https://www.youtube.com/wat
ch?v=mULp-BFMCs4
https://www.youtube.com/watch?v=mULp-BFMCs4
Características de massa
• A massa e o momento de
inércia são fatores
importantes na modelagem.
Ex:
Motor 1.3, 4 cilindros em linha
M = 7,84 kg
Ixx = 6,52x106 kg.m2 
• Outros modelos são usados
para análise de modos de
vibração torsional e limite
rotacional de flexão.
Fatores que afetam a vida útil
• Resistência a carregamento por flexão (esforços
resistidos pelas sedes dos munhões e adjacências)
• Resistência a torção cíclica (existe fragilização na região
dos furos de passagem de óleo)
• Resistência a vibrações (varia com a rigidez e causa
ruído)
• Resistência a abrasão nos mancais (munhões e
moentes)
• Resistência a abrasão nos retentores
Material
Processo de fabricação 
• Atualmente os processos de fabricação de virabrequim
mais utilizados são os de ferro fundido e aço forjado.
• O processo de forjamento tende a ser mais restrito em
aplicações onde as propriedades dos materiais são
mais específicas. Para a fundição, o processo de
manufatura é introduzido em um molde, que permite a
confecção de peças complexas como pode ser
visualizado na Tabela.
• Nos dois casos, elevados custos são embutidos nos
processos, e não há vantagem econômica sobre
nenhum dos dois processos.
Processo de fabricação 
Válvulas
• As válvulas são elementos do
sistema de distribuição motora.
• São fabricadas em aços especiais.
• A finalidade das válvulas é permitir
a entrada da mistura, e a saída dos
gases resultantes da sua queima,
na câmara de combustão,
garantindo, ainda, o não
escapamento da mistura, durante
os momentos de compressão e
combustão da mesma.
• As válvulas são hastes com uma
das extremidades achatada em
forma de disco.
Válvulas
• Os aços especiais empregados
na fabricação das válvulas são
altamente resistentes às
temperaturas elevadas, ao
desgaste mecânico e à corrosão
que atacam as válvulas,
principalmente a de
escapamento, por onde saem
os gases quentes resultantes da
queima da mistura, quando o
motor do veículo está em
funcionamento.
• As válvulas são instaladas no
cabeçote do motor e atuam
diretamente nas câmaras de
combustão.
CONSTITUIÇÃO
• Basicamente, as 
principais partes da 
válvula são:
Cabeça (tipos) 
É a parte superior da válvula e funciona dentro da câmara de
combustão. De acordo com o formato da câmara de combustão,
as cabeças podem ser:
• Planas (Fig. a);
• Côncavas (Fig. b);
• Convexas (Fig. c).
Outros componentes 
• Margem
É a faixa situada entre a face da cabeça e a faixa da contra-sede, em torno da cabeça. A
margem assegura, por determinado tempo, eficiência da contra-sede, evitando que ela se
deforme pela ação do calor da combustão.
• Contra-sede
É a faixa inclinada, desde a margem até a parte inferior da cabeça. É polida para que ao
se assentar na sua sede, no cabeçote, faça um acasalamento perfeito, evitando, assim, o
escapamento da mistura quando comprimida na câmara de combustão.
• Haste
É a parte cilíndrica que se aloja nas guias de válvulas, no cabeçote do motor, onde faz
movimentos de vaivém, causados pelos balancins, para que se processem a abertura e o
fechamento entre a sede e contra-sede da válvula, sistematicamente.
• Canalete
É um pequeno canal existente na extremidade da haste, onde as chavetas se encaixam
para ajustar a válvula ao prato e à mola que a pressiona.
Tipos de Válvulas
• E, de acordo com a sua função, as
válvulas podem ser: de admissão ou de
escapamento.
A válvula de admissão tem duas funções:
• Permitir a entrada da mistura de ar e
combustível, na câmara de combustão, no
tempo exato de sua admissão, causada
pelo êmbolo;
• Vedar a abertura de admissão, no tempo
exato de sua compressão, também
causada pelo êmbolo.
• A cabeça da válvula de admissão tem um
diâmetro maior do que o da cabeça da
válvula de escapamento.
Tipos de Válvulas
A válvula de escapamento também tem
duas funções:
• Permitir o escapamento dos gases
resultantes da queima da mistura;
• Vedar a abertura de escapamento,
no tempo exato de compressão da
mesma.
A válvula de escapamento é fabricada
de material mais resistente às
temperaturas elevadas do que as de
admissão. Isto acontece porque os
gases resultantes da queima da
mistura têm temperaturas mais
elevadas do que os gases da mistura
admitida.
Tipos de Válvulas
• Diferenças de válvulas de admissão e escape!
https://www.youtube.com/watch?v=BNvIiMG-SD0
• Qual o tamanho de Válvulas Usar? Válvula de Admissão e Escape ( 
Preparação de Cabeçote )
https://www.youtube.com/watch?v=myxP0aQ0p4Q
• Motor de carro - Qual válvula é maior, a de admissão ou escape?
https://www.youtube.com/watch?v=bhFvWkHUdtU
https://www.youtube.com/watch?v=BNvIiMG-SD0
https://www.youtube.com/watch?v=myxP0aQ0p4Q
https://www.youtube.com/watch?v=bhFvWkHUdtU
DISPOSITIVOS DE MONTAGEM 
DAS VÁLVULAS 
• As válvulas funcionam
fazendo movimentos
retilíneos de vaivém.
• Por esta razão, são
montadas em seus
alojamentos com
dispositivos que, além de
aprisioná-las, lhes
permitem tais movimentos.• Estes dispositivos,
basicamente, são:
Mola 
• A mola é fabricada em aço
especial e o seu comprimento
e a sua constante elástica são
dimensionados de acordo com
o tipo de motor onde estão
instaladas.
• A função da mola é aprisionar
a válvula, cuja haste fica no
seu interior, e fazer com que a
contra-sede da mesma fique
pressionada de encontro à sua
sede, sempre que o balancin
não estiver pressionando o
conjunto.
Prato 
• O prato é fabricado em aço, tem
forma circular e a parte central é
perfurada de acordo com o
diâmetro da haste da válvula e o
tipo de chavetas de travamento.
• Na sua parte inferior há rebaixos
que fazem com que o prato se
encaixe ajustado no interior da
extremidade superior da mola, até
um certo limite de profundidade.
• A finalidade do prato é centralizar a
haste da válvula em relação à mola,
alojar as chavetas para o
travamento na haste e comprimir a
mola no seu alojamento do
cabeçote.
Chavetas 
• São pequenas peças de
aço em forma
semicircular e cônica.
• As chavetas são
encaixadas no orifício
central do prato, travando
o mesmo no canalete da
extremidade da haste da
válvula, para que a
válvula fique submetida à
ação de retorno da mola.
FUNCIONAMENTO 
• O balancim, ou o came da
árvore de comando de válvulas,
pressiona a ponta da haste da
válvula, para baixo, fazendo
com que a contra-sede da
válvula se afaste da sua sede,
no cabeçote, nos momentos
exatos da admissão e
escapamento, permitindo,
assim, a entrada da mistura de
ar e combustível, na câmara de
combustão, ou permitindo que
os gases resultantes da sua
queima escapem para o coletor
de escapamento.
FUNCIONAMENTO
• No mesmo momento em
que a válvula é
pressionada para baixo, o
prato que está acoplado
ao canalete da haste, faz
com que a mola também
seja pressionada de
encontro ao seu
alojamento, no cabeçote.
FUNCIONAMENTO
• Desse modo, quando o
balancim deixa de pressionar
a válvula, esta retorna à sua
posição inicial, sendo agora
pressionada pela mola que
também retorna à sua
posição inicial.
• Este ciclo repete-se
sistematicamente durante o
funcionamento do motor, de
acordo com a ordem de
trabalho do mesmo.
FUNCIONAMENTO
FUNCIONAMENTO
Para um funcionamento normal das válvulas,
periodicamente, de acordo com a utilização do
veículo e conforme as recomendações do seu
fabricante deve ser feita a seguinte manutenção:
Descarbonização da câmara de combustão;
Inspeção das válvulas para substituição ou
esmerilhamento das contra-sedes das mesmas;
Inspeção dos dispositivos de montagem das
válvulas para substituição, considerando-se:
• O estado de conservação, o comprimento e a 
constante elástica das molas; 
• O estado de conservação dos pratos e 
chavetas;
• Inspeção do conjunto de balancins. 
FUNCIONAMENTO
• Comando de Válvulas (1/2): Como Funciona #14 - Alta RPM
https://www.youtube.com/watch?v=FVip_oOpCfM
• Comando de Válvulas (2/2): Como Funciona #14 - Alta RPM
https://www.youtube.com/watch?v=S-oTr5opJAw
https://www.youtube.com/watch?v=FVip_oOpCfM
https://www.youtube.com/watch?v=S-oTr5opJAw
Árvore de comando de válvulas
• É um eixo fabricado em aço
especial. Ao longo da árvore, em
posições adequadas às suas
funções, existem os munhões para
assentamento da árvore em seu
alojamento, e ressaltos (cames) de
comandos.
• Os munhões e os ressaltos têm as
suas superfícies cementadas, para
evitar os desgastes acelerados.
• A finalidade da árvore de comando
de válvulas é sincronizar a abertura
e o fechamento das válvulas,
durante o ciclo de trabalho de cada
cilindro do motor.
Árvore de comando de válvulas
• A árvore de comando de
válvulas, dependendo da
marca e do tipo de
motor, é instalada em
um dos lados do
mesmo, sobre a árvore
de manivelas ou no
cabeçote, porém,
sempre em paralelo com
a árvore de manivelas.
CONSTITUIÇÃO 
• Basicamente, a árvore de comando de
válvulas e constituída pelas seguintes
partes:
Munhões
• A árvore é apoiada em seu
alojamento por meio dos
munhões.
• Entre os munhões e os
mancais de apoio de seu
alojamento há bronzinas que
evitam o desgaste acelerado
entre as duas partes.
• O numero de munhões varia
de acordo com o tipo de
árvore, porém, é sempre em
número suficiente para que a
árvore não possa fletir
Cames 
• Geralmente, os cames têm
perfis ovais que lhes
permitem, ao girar, acionar
dispositivos que estejam em
contato com a sua superfície,
dando-lhes movimentos
retilíneos alternativos ou
oscilatórios.
• Nos motores de combustão
interna, os cames da árvore
de comando de válvulas
acionam os tuchos ou
diretamente os balancins.
Ressalto de acionamento da 
bomba de combustível
• É semelhante aos cames
que acionam os tuchos e
balancins, porém, não
tem perfil oval.
• O seu perfil é circular e é
excêntrico em relação ao
seu eixo de rotação, o
que causa um
acionamento mais suave
à bomba, por não ser
oval.
Engrenagem de acionamento do 
distribuidor
• É uma engrenagem de dentes helicoidais,
fresada na própria árvore, ou acoplada à
mesma.
Funcionamento 
• Quando o motor funciona, a árvore
de manivelas transmite o seu
movimento de rotação à árvore de
comando de válvulas.
• Neste momento, os cames acionam
os dispositivos de acionamento das
válvulas, os tuchos e balancins, que
causam a abertura e o fechamento
entre as sedes e contra-sedes das
mesmas, em sincronismo com a
ordem de trabalho dos cilindros.
• Ao mesmo tempo, a bomba de
combustível é acionada pelo
ressalto apropriado bem como o
distribuidor pela engrenagem.
Funcionamento
• Comando de válvulas do motor com curso variável-
engine valve control with variable course
https://www.youtube.com/watch?v=FZHst3dlkyI
• Elementos de Máquinas - Aula 38 - Cames
https://www.youtube.com/watch?v=NVjA6D1y6W4
• Comando de Válvulas - Quebrando ou desgastando 
prematuramente
https://www.youtube.com/watch?v=RQEBa1C5NM8
https://www.youtube.com/watch?v=NVjA6D1y6W4
https://www.youtube.com/watch?v=RQEBa1C5NM8
Sistema de alimentação por 
carburador 
• O sistema de alimentação é um
conjunto de órgãos que se
interligam, tendo cada um, uma
função específica, com a finalidade
de alimentar a câmara de
combustão do motor, com a mistura
formada pejo combustível e o ar.
• Na maioria dos sistemas de
alimentação é utilizada uma bomba
que puxa o combustível do tanque
e empurra-o para a cuba do
carburador, mesmo que este esteja
instalado acima do nível do tanque.
• Basicamente, o sistema de
alimentação é constituído por:
Carburador 
• Basicamente, o carburador
é uma estrutura metálica,
construída com ligas leves,
com um conjunto de
dispositivos que dosam a
entrada de combustível e
ar, no seu interior,
transformando-os em uma
mistura de proporções
adequadas à queima, nas
câmaras de combustão do
motor
Carburador
• O carburador é sempre instalado no motor. No
entanto, dependendo da marca e do tipo de
veículo ele vem instalado na parte lateral ou
superior do mesmo, sobre o coletor de
admissão.
• O carburador é um dos órgãos do motor que
apresenta um complexo e delicado sistema de
dispositivos que devem funcionar com a
máxima precisão, a fim de assegurar uma
dosagem adequada na mistura de
combustível e ar, o que se chama de
carburação para o funcionamento normal do
motor, sob as mais diversas solicitações de
velocidade e força.
• Além desta finalidade, o carburador também
regula, sob o comando do acelerador, a
velocidade do veículo e o torque do motor
para adequá-los continuamente à carga e às
condições do piso onde o veículo se desloca.
CONSTITUIÇÃO 
Basicamente, o carburador e constituído pelos
seguintes sistemas:
• Nível constante;
• Partida a frio;
• Marcha lenta;
• Aceleração rápida;
• Principal;
• Suplementar (potência).
Sistema de nível constante 
• Basicamente, é constituído pelos
seguintes elementos:
• A bóiae o estilete controlam e
mantêm constante o nível do
combustível, na cuba, para a
manutenção contínua de
combustível, no carburador.
A regulagem de nível do combustível,
na cuba, é feita em função de três
fatores:
• O peso e o volume da bóia;
• A capacidade de vazão do estilete;
• A espessura da junta do estilete.
Sistema de nível constante 
• Cuba
A cuba é um pequeno reservatório de
combustível, no corpo do próprio carburador.
Para que o suprimento de combustível seja
regular para os vários circuitos do carburador,
o nível da cuba e importantíssimo. Além disso,
o nível da cuba controla, a pressão estática
sobre os giclês principal e de nível de reserva.
O nível é controlado pela bóia e válvula
estilete.
• Bóia
A bóia é um corpo flutuante, com uma haste
que se articula com um engate da cuba, onde
ela flutua. A haste é movimentada pela bóia
que, flutuando em níveis diferentes, modifica o
seu angulo em relação ao seu ponto de apoio,
fazendo-a atuar como uma alavanca,
movimentando o estilete.
Sistema de nível constante 
• Estilete (válvula estilete)
É um corpo metálico, no interior do qual se desloca
um estilete que controla a abertura de um orifício,
fazendo com que este permita maior, menor ou
nenhuma passagem de combustível para a cuba do
carburador, de acordo com o nível de flutuação da
bóia, que modifica o ângulo da sua própria haste que
comanda este estilete.
Os tipos mais comuns de válvulas estiletes são:
• Válvula metálica, com ponta de borracha sintética
(Fig. a);
• Válvula metálica, com esfera e mola de reação
(Fig. b);
• Válvula metálica, com ponta de borracha sintética
e mola de proteção, entre o estilete e a haste da
bóia. A finalidade da mola é proteger a ponta do
estilete, devido às oscilações da bóia (Fig. c).
Sistema de partida a frio 
• Basicamente, é constituído por um so ́ elemento: a
válvula borboleta do afogador
• É instalada no interior do carburador, um pouco
abaixo da boca, onde, quando acionada, obstrui a
passagem do ar, fazendo com que seja sugado mais
combustível do que ar para o seu interior, provocando
assim uma carburação de mistura rica.
• O sistema de partida a frio, segundo seu próprio
nome, é acionado para melhorar a partida do motor
quando este está frio.
• Quando o motor está frio e é acionado, as paredes do
carburador e do coletor de admissão tendem a causar
a condensação do combustível, o que dificulta
largamente a sua vaporização. Desse modo, a
dificuldade dessa vaporização e a maior densidade do
ar, por esta frio, somados à lentidão das primeiras
rotações do motor, empobrecem a mistura.
• Então, para compensar, o sistema de partida a frio
causa a entrada de uma mistura rica, até que o motor
atinja a sua temperatura ideal de funcionamento.
Sistema de marcha lenta 
• Basicamente, é constituído pelos seguintes elementos 
Sistema de marcha lenta 
• Quando um motor está funcionando em marcha lenta, o pedal acelerador não está sendo acionado.
Portanto, a borboleta de aceleração do carburador está em posição de repouso, ou seja, semi fechada.
Nesta posição, a borboleta impede que o sistema de alta velocidade atue e, ao mesmo tempo, causa sob
ela própria uma depressão que faz com que o giclê de combustível e o canal de ar, do sistema de marcha
lenta comecem a atuar, dosando a mistura necessária ao funcionamento do motor em baixa rotação.
• Giclê de marcha lenta
É o giclê que dosa o combustível para a mistura de marcha lenta, comunicando-se ao mesmo tempo, 
com o canal de entrada de ar. 
• Condutos calibrados
São pequenos canais que conduzem combustível, ar e mistura na parte interna do carburador, para a 
formação de seus diversos sistemas. Cada canal tem seu diâmetro calculado de acordo com a sua 
função. 
• Parafuso de controle da mistura da marcha lenta (agulha)
É um parafuso, com ponta cônica, que se ajusta ao orifício de entrada da mistura sob a borboleta, 
aumentando ou diminuindo o volume da mistura, para auxiliar na regulagem da marcha lenta. 
• Parafuso de controle da rotação da marcha lenta
É um parafuso localizado no dispositivo de acionamento da válvula borboleta do acelerador com a 
finalidade de mantê-la parcialmente aberta para que o motor funcione em marcha lenta. 
Sistema de aceleração rápida
• Basicamente o sistema de aceleração rápida é constituído pelos seguintes
elementos
• Quando o motor é acelerado rapidamente, ou seja, quando o motorista pisa
bruscamente no pedal do acelerador, a borboleta de aceleração atende
imediatamente, abrindo uma passagem muito grande para o ar que é sugado
pelos êmbolos.
• Neste momento, se não houver maior quantidade de combustível para misturar-
se com essa grande quantidade de ar, a mistura torna-se pobre e o motor falha,
ou seja, não responde à acelerada rápida, imediatamente.
• Para que isto não aconteça, o sistema de aceleração rápida atua nesse justo
momento, injetando uma quantidade adicional de combustível, para compensar
o aumento de volume de ar, equilibrando, assim, a proporção ideal da mistura.
Sistema de aceleração rápida
• Bomba de aceleração
É um dispositivo mecânico, alojado no corpo do
carburador, acionado também pelo pedal acelerador, que
injeta combustível no pulverizador de aceleração rápida,
por meio de diafragma ou de êmbolo.
• Válvulas de esferas
São válvulas de aço inoxidável, de forma esférica, que
controlam os fluxos de entrada e de saída de combustível,
no interior da bomba de aceleração, sem permitir a entrada
de ar no sistema.
• Pulverizador de aceleração rápida
É um tubo de ligas leves, anticorrosivas, que recebe
combustível injetado pela bomba de aceleração, em
quantidades controladas, e pulveriza-o sobre o difusor,
para compensar a mistura que recebe grande quantidade
de ar, quando o motor é acelerado bruscamente.
Sistema principal 
Basicamente, é constituído pelos seguintes elementos:
Funcionamento do Carburador
• CARBURADOR ( ANIMAÇÃO)
https://www.youtube.com/watch?v=MBHn7vkODGs
• Funcionamento dos carburadores
https://www.youtube.com/watch?v=02dLYNkfOUA
• Como um Carburador Funciona? Veja o princípio - CF #55
https://www.youtube.com/watch?v=cdrhJphodOs
https://www.youtube.com/watch?v=MBHn7vkODGs
https://www.youtube.com/watch?v=02dLYNkfOUA
https://www.youtube.com/watch?v=cdrhJphodOs
Injeção de combustível
• Como Funciona a Injeção Eletrônica de Combustível
https://www.youtube.com/watch?v=2euusle3HCI
• Como funciona o modulo da injeção eletronica
https://www.youtube.com/watch?v=c-kMhtDZwkA
https://www.youtube.com/watch?v=2euusle3HCI
https://www.youtube.com/watch?v=c-kMhtDZwkA
MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA
WYF0909
AULA 05 – CONTEUDO 5 (15/04/2021)
Prof. Eng. Esp. Eduardo Tourinho Santana
Ciclos termodinâmicos
• O funcionamento dos motores de combustão interna se realiza
em ciclos denominados ciclos termodinâmicos, no qual se
distinguem quatro fases ou quatros tempos: admissão,
compressão, explosão/expansão e escape.
• Conceitualmente, ciclo é uma série de processos que ocorrem
quando um determinado sistema se desloca originalmente de
um estado inicial para retornar ao estado original.
• Nesses processos, os elementos fundamentais que
caracterizam um ciclo termodinâmico de uma máquina térmica
são: substância de trabalho, fonte de calor, fonte fria e
máquina térmica.
Ciclo de Carnot 
• Para entender melhor os ciclos de funcionamento
de uma máquina térmica, apresentaremos, de
forma resumida, o ciclo teórico desenvolvido pelo
francês Nicholas Carnot – ciclo de Carnot.
• Em 1823, Carnot publicou uma brochura intitulada
“Reflexões sobre a potência motriz do fogo”.
Enunciava aí, um ciclo ideal que, partindo da
transformação de gases perfeitos, deveria ter um
rendimento de, aproximadamente, 72% nunca
atingido por um motor térmico real.
Ciclo de Carnot 
O ciclode Carnot se compõe das
fases mostradas na Figura:
• Expansão isotérmica – 1 a 2.
• Expansão adiabática – 2 a 3.
• Compressão isotérmica – 3 a 4.
• Compressão adiabática – 4 a 1.
Ciclo de Carnot 
O ciclo de Carnot não pode ser objeto de nenhuma realização na prática. Pode ser
descrito, teoricamente, da seguinte maneira:
• Primeira fase – expansão isotérmica – o cilindro deve ser resfriado du- rante a
expansão isotérmica. Esse mesmo cilindro exige aquecimento para tornar a
temperatura constante.
• Segunda fase – expansão adiabática – continuando o repouso, faz-se cessar o
reaquecimento do cilindro para que essa fase se efetue sem troca de calor com o
cilindro, e que a massa gasosa retome o volume e a pressão que possuía no início da
primeira fase.
• Terceira fase – compressão isotérmica – uma massa gasosa é introdu- zida no
cilindro e, depois comprimida pelo pistão “temperatura constan- te”. O cilindro é
esfriado durante essa fase.
• Quarta fase – compressão adiabática – interrompido o resfriamento do cilindro,
continua-se a compressão rapidamente, de modo que nenhuma troca de calor tenha
lugar entre o gás e o cilindro.
Ciclo de Carnot 
• CICLO DE CARNOT - TERMOLOGIA
https://www.youtube.com/watch?v=3n8CRANljck
https://www.youtube.com/watch?v=3n8CRANljck
Classificação dos motores 
segundo o ciclo termodinâmico 
• Para a abordagem sobre a classificação, segundo os sistemas que
consideram os ciclos termodinâmicos, é conveniente lembrar que,
termodinâmica é a ciência que define as transformações do calor e
do trabalho mecânico e o estudo das leis às quais obedecem os
gases durante suas evoluções desde sua entrada no cilindro até sua
saída para a atmosfera.
• Nos motores de combustão interna, os gases são comprimidos,
queimados, dilatados e expandidos sob o efeito da temperatura ou
de um trabalho mecânico. Se é indispensável se conhecer
profundamente a termodinâmica para construção dos motores, são
também necessários conhecimentos elementares para se
compreender o seu funcionamento.
• Assim, segundo os ciclos termodinâmicos, podemos classificar os
motores em: ciclo Otto e ciclo Diesel.
Classificação dos motores 
segundo o ciclo termodinâmico 
• Motores de ciclo Otto – motores de combustão interna com ignição
por centelha, utilizando como combustíveis: gasolina, gás ou álcool.
O convencional motor a gasolina é um motor de combustão interna no
qual uma mistura ar + combustível é admitida num cilindro e
comprimida pelo pistão ou êmbolo, após inflamada por uma centelha
elétrica provocada pela vela de ignição.
• Motores de ciclo Diesel – motores de combustão interna com
ignição por compressão, utilizando como combustíveis: diesel,
biodiesel e suas misturas.
O motor Diesel é um motor de combustão interna no qual o ar admitido
no cilindro é comprimido pelo pistão ou êmbolo, atingindo devido à
compressão, uma temperatura de 500 a 700oC. Uma vez injetado ou
atomizado o combustível, a mistura inflama-se espontaneamente,
graças ao calor resultante da compressão do ar.
Processo de combustão 
nos motores 
• Para que haja uma
combustão perfeita, é
necessário dosar três
elementos fundamentais, é o
chamado triângulo do fogo: o
ar, o calor e o combustível.
• A combustão ou queima é
um processo químico que
exige a presença desses três
componentes que, ao se
combinarem na proporção
adequada dentro do motor,
promovem a explosão.
Processo de combustão 
nos motores 
O tempo que leva para que a mescla ar + combustível entre em combustão é
chamado de atraso de combustão e dura aproximadamente 1 milissegundos
(ms). Em alguns casos, existem condições que o atraso pode durar mais
tempo, até 2 milissegundos (ms), isso devido a (à):
• Baixa temperatura de funcionamento do motor (partida a frio).
• Bicos injetores não atomizando perfeitamente.
• Ponto de início de injeção ajustado muito avançado.
• Ma ́ qualidade do combustível (ou adulterado).
• Problemas mecânicos, específicos para o tipo de motor (manut. deficiente).
Processo de combustão 
nos motores 
• Como consequência do maior tempo de atraso de combustão, há o ruído de
combustão chamado de batida de pino, ruído metálico gerado por frentes
de chamas distintas dentro da câmara de combustão.
• Outro fator que influencia o atraso de combustão é a pressão de
compressão no interior da câmara de combustão. Quanto maior a pressão,
menor o atraso de combustão, conforme mostra a Figura, a seguir: o efeito
da temperatura (oC) versus níveis de pressão (bar).
Processo de combustão 
nos motores 
• Nos motores de ciclo Otto, a mistura ar + combustível é realizada
antecipadamente a sua entrada no cilindro por um elemento
misturador, carburador ou, mais recentemente, pelo dosador
eletrônico de combustível.
• Nos motores de ciclo Diesel, há somente admissão do ar pelo
sistema de captação do ar através dos filtros que deve preencher a
câmara de combustão.
• A forma da câmara de combustão, o posicionamento do bico injetor
e o ângulo de injeção determinam o processo de formação da
mescla ar + combustível.
• Quanto ao formato da câmara de combustão, esta pode ser dividida
em, pelo menos, dois tipos que garante o sistema de injeção:
injeção direta e injeção indireta.
Injeção direta 
A combustão se dá diretamente sobre a
câmara de combustão da qual o pistão faz
parte.
Injeção indireta 
A combustão tem início no
interior da pre ́-câmara
expandindo-se para câmara
de combustão principal no
topo do pistão como mostra
as Figuras.
Combustão da gasolina e do etanol
• A mecânica é a ciência do movimento e o ramo da
física que explica como pressões e volumes de gases
fazem os veículos andarem.
• Mas, o princípio de todo este processo é entendido
através da química, uma vez que toda produção de
trabalho requer o fornecimento de uma quantidade de
energia no mínimo igual ao trabalho gerado.
• Os fenômenos que tornam o automóvel uma máquina
viável acontecem no pequeno mundo das moléculas.
Combustíveis
• A quantidade de energia, sob a forma de calor, que um
combustível pode fornecer quando queimado
completamente chama-se poder calorífico.
• No caso do automóvel, os combustíveis mais comuns
são a gasolina e o etanol, cujos poderes caloríficos
típicos são, respectivamente, 9600 e 6100 kcal/kg.
• O poder calorífico da gasolina é superior ao do álcool,
portanto, carros movidos a etanol apresentam maior
consumo de combustível, em comparação aos que
utilizam o derivado de petróleo, estando ambos em
condições idênticas de desempenho mecânico.
Gasolina
• A gasolina automotiva é o combustível mais familiar ao
público brasileiro. É utilizada em veículos leves para
uso particular e para transporte de passageiros e de
cargas, atendendo às necessidades dos consumidores
e aos rigorosos requisitos das mais modernas
tecnologias veiculares disponíveis, considerando a
melhor eficiência energética e os limites de emissões
atmosféricas definidos.
• Produzimos a gasolina (isenta de etanol) conforme as
especificações técnicas da ANP (Agência Nacional de
Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis).
Gasolina
• As companhias distribuidoras por sua vez realizam a adição de etanol anidro
(de acordo com o teor vigente na legislação) à gasolina fornecida pela
Petrobras, disponibilizando-a nos postos de combustível.
• A gasolina sem etanol é denominada de “gasolina A”, e a gasolina com
etanol de “gasolina C” de acordo com a classificação estabelecida pela
ANP.
• A massa específica mínima da gasolina C é de 715 kg/m³, um requisito
que antes não era especificado no Brasil, sendo exigido na atual
regulamentação.
• A massa específica é um dos fatores responsáveis pela eficiência do motor:
quanto maior, menor o consumo – além de melhor rendimento para o
veículo. O aumento da massa específica gera mais energia na combustão e
permite que você tenha mais autonomiacom o mesmo volume de
combustível.
Etanol
• Combustível ecologicamente correto, o etanol é obtido a partir da
cana-de-açúcar, o que ajuda na redução do gás carbônico da
atmosfera através da fotossíntese nos canaviais. Seguindo
recomendações específicas, este combustível pode ser misturado ao
diesel e à gasolina.
• Talvez você não saiba, mas o álcool com que você abastece o
seu carro é diferente daquele que é adicionado à gasolina.
• O combustível que abastece os veículos movidos a álcool ou
flexfuel é o álcool etílico hidratado, que se caracteriza por sua
apresentação límpida e incolor.
• Já o produto que é adicionado à gasolina é o álcool etílico
anidro, que recebe adição de corante laranja.
Etanol
Propriedades do Etanol
• Não é derivado do petróleo;
• É obtido a partir da fermentação da cana-de-açúcar;
• É incolor;
• Pode ser utilizado em qualquer veículo movido a 
etanol.
Poder de Explosão
• Além do poder calorífico, outra propriedade importante
dos combustíveis é a maneira como eles explodem, ou
suas características de detonação.
• Para funcionar satisfatoriamente, não basta o motor a
explosão ser alimentado por um combustível capaz de
explodir.
• É indispensável que a explosão ocorra de um modo
regular, no tempo e no modo projetado, para provocar
o aproveitamento esperado das pressões internas,
sem produzir ondas de choque que possam danificar
os mecanismos.
Poder de Explosão
• Para garantir esta regularidade, a gasolina é aditivada
com substâncias antidetonantes, que funcionam como
retardadores químicos da explosão e garantem que
esta só aconteça no momento certo do ciclo.
• Por muito tempo, o antidetonante mais usado foi o
chumbo tetraetila, um composto altamente nocivo à
saúde e ao meio ambiente.
• Hoje, no Brasil, determinadas quantidades de álcool
são adicionadas à gasolina, exercendo a função
antidetonante em substituição aos compostos de
chumbo.
Estequiometria
• Para que a queima do combustível ocorra dentro dos
padrões técnicos do ciclo e a expansão dos gases
produza a pressão e o trabalho desejados, é
necessário que a massa de combustível injetada no
motor seja misturada a uma quantidade de ar.
• Forma-se assim a mistura combustível-ar, cuja
dosagem é feita pela injeção eletrônica ou pelo
carburador.
• A gasolina é uma mistura de vários hidrocarbonetos,
que, na média típica, pode ser representada por
C8H18.
Reações de Combustão
• As reações de oxidação, que deveriam combinar
oxigênio e carbono, gerando dióxido de carbono
(CO2), não se completam, resultando na formação de
monóxido de carbono (CO), um poluente tóxico.
• Os combustíveis possuem ainda outras substâncias
químicas em sua composição, que reagem na
combustão formando outros compostos.
• Um exemplo é o enxofre, presente na gasolina, que
reage com o oxigênio ou hidrogênio formando SO2 e
H2S.
Reações de Combustão
• A combustão incompleta também produz óxidos de
nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos, aldeídos e
particulados, além da fuligem preta típica dos
motores mal regulados.
• Um dos modos de checagem de injeções
eletrônicas modernas é a análise da proporção de
CO nos gases de escape. Quanto maior a
proporção, em comparação às especificações
do motor, mais incompleta é a queima e menos
eficiente o processo de dosagem da mistura
combustível-ar.
Reações de Combustão
• Lambda & razão estequiométria
https://www.youtube.com/watch?v=4XrkXNO0rfk
https://www.youtube.com/watch?v=4XrkXNO0rfk
MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA
WYF0909
AULA 06 – CONTEUDO 6 (22/04/2021)
Prof. Eng. Esp. Eduardo Tourinho Santana
Conceitos importantes 
• Desde a segunda metade do século XIX, os motores de
combustão interna têm sido largamente utilizados na
transformação de energia química em energia cinética de
eixo, seja para fins de locomoção ou de geração de
eletricidade.
• Especialmente populares são os motores de ignição por
centelha (SI ou Spark Ignition), amplamente utilizados na
indústria automobilística.
• Nestes, a ignição e consequente propagação da frente de
chama no cilindro se dá por meio da queima localizada do
combustível no ponto de centelha – um arco elétrico de
breve duração, gerado pela vela pouco antes da chegada
do pistão ao seu ponto morto superior.
Conceitos importantes 
A Figura 1 ilustra o ciclo de um cilindro num motor SI com injeção no
pórtico de quatro tempos, sendo eles:
• Admissão: abertura da válvula de admissão e entrada da mistura
ar/combustível no cilindro;
• Compressão: fechamento da válvula de admissão e compressão da
mistura ar combustível;
• Combustão/Expansão: queima da mistura ar/combustível após a
ignição pela centelha. Transmissão do trabalho gerado pela
expansão da mistura ao eixo;
• Exaustão: abertura da válvula de exaustão e expulsão dos gases
residuais da combustão.
Conceitos importantes 
Conceitos importantes 
• Nos motores do tipo SI, a injeção de combustível pode ser feita no coletor
de admissão, onde ocorre a mistura com o ar de forma homogênea antes da
entrada no cilindro pela válvula de admissão (injeção no pórtico, ou PFI), ou
de forma direta, dentro do cilindro após a admissão do ar na câmara de
combustão (injeção direta, ou DI).
• Neste caso, a mistura ar/combustível pode ser homogênea ou
estratificada. A Figura apresenta de forma esquemática a diferença entre
os dois mecanismos de injeção.
Razão de equivalência
ar/combustível
• A razão de equivalência ar/combustível (λ)
corresponde à razão entre a proporção
mássica entre o ar e o combustível
admitidos no cilindro no processo real e a
proporção mássica entre o ar e o
combustível para que a reação de
combustão ocorra de forma
estequiométrica.
• A Eq. 2.1 apresenta a forma de se calcular a
razão de equivalência ar/combustível.
• Para uma mistura estequiométrica, λ = 1,0.
Quando há excesso de combustível, a razão
tem valor menor que 1, e quando há
excesso de ar, a mistura tem valor maior
que 1.
Eficiência térmica 
A eficiência térmica de um MCI é definida
como a razão entre o trabalho útil fornecido
pelo motor e o calor fornecido ao motor, que
pode ser calculado pelo poder calorífico do
combustível e sua massa, tal como
mostrado na Eq.
Eficiência volumétrica
• A eficiência volumétrica é a razão entre o volume de ar admitido no cilindro
e o volume deslocado pelo pistão, tal como mostrado na Eq. 2.3. O volume
de ar admitido é função da massa de ar mar e da sua massa específica ρ
• Como a massa específica do ar varia, é comum um valor de eficiência
volumétrica corrigida para o ar em condições padrão a fim de se obter um
parâmetro que pode ser utilizado em diversas condições atmosféricas. O
cálculo da eficiência volumétrica corrigida é apresentado na Eq.2.4.
Análise da combustão por meio da 
pressão indicada e modelos 
termodinâmicos
• A medição de dados em motores de combustão interna é uma tarefa difícil em função
das condições extremas dentro da câmara de combustão, do curto espaço de tempo
no qual os fenômenos ocorrem e da dificuldade de instrumentação adequada.
• Em função destes problemas, é comum o uso de modelos físicos para cálculo de
variáveis como fração de massa de combustível queimada, temperatura dentro
da câmara de combustão, taxa de liberação de calor, dentre outros.
• Dada a relação entre pressão, temperatura e volume, a medição dos valores de
pressão dentro do cilindro (também chamada de pressão indicada) e a medição da
posição e da velocidade de rotação do eixo viabilizam a utilização desses modelos.
• A medição da pressão é feita por um transdutor de pressão de alta frequência, e o
monitoramento da posição e da velocidade de rotação do eixo é feita por um encoder.
Pressão média efetiva 
• A pressão média efetiva é um dado importante
sobre o funcionamento do motor.
• Seu valor fornece uma indicação da carga
adentrandoo cilindro durante a operação do
motor, e ela é definida como a pressão média
agindo sobre o cilindro durante o ciclo completo de
operação para um motor quatro tempos.
• Dependendo da forma como é calculada, é
possível obter diferentes valores, que recebem
denominações distintas.
Pressão média efetiva 
• A pressão média efetiva ou PME corresponde à área sob a curva de operação do
motor num diagrama p-V divida pelo volume deslocado Vd, sendo portanto calculada
pela integral da pressão ao longo do volume, tal como descrito na Equação 2.5.
• Pode ser caracterizada como PME bruta – integrando-se apenas as etapas de
compressão e combustão do ciclo, desconsiderando assim as perdas por
bombeamento – ou PME líquida – integrando-se o ciclo completo.
• Os valores de pressão para o cálculo podem ser obtidos experimentalmente para
cada cilindro por meio de transdutores de pressão.
Temperatura dentro da 
câmara de combustão 
• A temperatura média dentro do cilindro pode ser estimada por meio da equação dos
gases (Equação 2.7), considerando-se a mistura como um gás ideal.
• O cálculo do volume em função do ângulo do eixo virabrequim é feito por meio da
Equação 2.8, na qual θ é o ângulo do eixo virabrequim, B é o diâmetro do cilindro, l é
o comprimento da biela, a é o raio da manivela e Vcc é o volume da câmara de
combustão.
• Toma-se o PMS como referência inicial e considera-se que não há excentricidade do
pino munhão.
Taxa de liberação de calor (TLC) 
• Uma vez que o trabalho gerado pelo sistema depende da pressão dentro do
cilindro e do volume deslocado e que a energia dada ao sistema é
conhecida pela entalpia do combustível, é possível calcular a taxa de
liberação de calor ao longo do ciclo do motor utilizando valores de pressão,
tal como demonstrado na equação Equação 2.9 na qual Qa é o calor
liberado e cV é o calor específico a volume constante.
• Seu valor pode ser calculado com precisão satisfatória por meio de um
modelo termodinâmico entre os ângulos −60◦ e 90◦ – tomando como
referência o PMS entre a compressão e combustão.
Fração de Massa Queimada (FMQ)
• A fração de massa queimada ao longo da combustão pode ser
calculada com precisão satisfatória por meio de um modelo
termodinâmico entre os ângulos − 60◦ e 90◦ – tomando como
referência o PMS entre a compressão e combustão. A Equação 2.12
descreve o modelo utilizado, deduzido a partir da primeira lei da
termodinâmica.
• A fração de massa queimada é um indicador comum do início e do
término da combustão. Costuma-se utilizar valores de 5% ou 10% de
FMQ para indicar o início da combustão, e 90 % ou 95% de FMQ
para indicar o fim da combustão.
Processos de combustão anormal 
• Heywood (1988) define combustão anormal como “a
propagação de uma frente de chama iniciada em uma
superfície quente ou a queima parcial ou total da mistura
admitida a velocidades muito altas, podendo ocorrer
antes ou após a ignição por centelha”.
• Com base nesta definição, pode-se separar os fenômenos de
combustão anormal em motores SI em dois grandes grupos:
auto-ignição após a centelha e auto-ignição anterior à
centelha – pré-ignição.
• Vale notar que a definição acima não incluiu os fenômenos de
misfire completo e parcial, onde não há combustão completa
da mistura.
Misfire (falha)
• Sonda Lambda: Misfire/Falha de Combustão
https://www.youtube.com/watch?v=Vu_DDBSPXKc
• Como evitar o famoso misfire? Utilize um Cabo de 
Ignição de Qualidade!
https://www.youtube.com/watch?v=StwbubBOwVI
Processo de auto-ignição
• A auto-ignição após a centelha (daqui em diante denominada
simplesmente auto-ignição) ocorre normalmente em função do
aumento da temperatura média resultante do rápido aumento de
pressão na região posterior à frente de chama.
• Em função desse aumento de temperatura, a mistura não-
queimada se aquece e atinge sua energia de ativação, entrando
em combustão.
• As condições de temperatura e pressão mais altas aceleram as
reações iniciais de oxidação do combustível, de tal forma que a
combustão subsequente ocorre de forma mais rápida, podendo
gerar uma frente de chama com velocidades de propagação até
vinte vezes maior do que a da frente de chama gerada pela ignição
por centelha (HEYWOOD, 1988)
Processo de auto-ignição
• A contaminação da mistura ou o uso de
combustíveis de baixa qualidade –
especificamente combustíveis de baixo RON
(octanagem) – reduz a resistência da mistura
à auto-ignição, o que resulta numa maior
ocorrência desse fenômeno (PILING, 1997).
• O aquecimento local da mistura numa região
mais quente da câmara de combustão -
próximo à válvula de exaustão – também
pode influenciar a ocorrência da auto-ignição.
Processo de pre ́-ignição
• A pré-ignição ocorre quando a queima do combustível se inicia antes da
ignição por centelha, podendo haver ou não propagação de uma frente de
chama.
• A pré-ignição tem início quando a mistura ar/combustível atinge sua energia
de ativação antes da ocorrência da centelha, o que ocorre quando altas
temperaturas são atingidas.
• Esse aumento de temperatura pode ser devido ao uso de altas razões
volumétricas de compressão – uma vez que o aumento da pressão devido
à compressão leva a um aumento adiabático da temperatura média – ou
devido ao aquecimento local da mistura em pontos quentes da câmara
de combustão – o eletrodo da vela.
• A queima da mistura pode também ter início em função da presença de
depósitos incandescentes, que atuam de forma semelhante à centelha,
fornecendo energia à mistura. Assim como no caso da auto-ignição, a
contaminação do combustível ou o uso de combustíveis de baixa qualidade
reduz a resistência da mistura à pre ́-ignição, levar a uma maior ocorrência
do fenômeno (HEYWOOD, 1988).
“Batida” ou Knock
• Uma das principais consequências dos fenômenos de
combustão anormal é o knock. Seu nome – que pode ser
traduzido literalmente como “batida” – vem do som
característico transmitido pela estrutura do motor quando
ondas de pressão geradas pela propagação de uma frente de
chama proveniente de uma combustão anormal reverberam
nas paredes do cilindro.
• De forma simplificada, o knock pode ser entendido como a
propagação e reverberação de ondas de pressão em função
de uma combustão anormal.
• É importante notar que nem todo fenômeno de combustão
anormal tem como consequência o knock, mas que todo
knock tem como origem um fenômeno de combustão anormal.
“Batida” ou Knock
• Os picos de pressão e os altos gradientes temporais e
espaciais de pressão resultantes do knock podem causar
danos sérios à estrutura do motor, como por exemplo a
fusão do pistão e das válvulas, a erosão do cabeçote e
das paredes do cilindro e a fusão do eletrodo da vela.
• Dessa forma, é necessário compreender as causas dos
fenômenos de combustão anormal a fim de evitá-los e mitigar
a ocorrência de knock.
• Além disso, é necessário também entender a correlação entre
cada tipo de combustão anormal, a ocorrência de knock e sua
intensidade.
“Batida” ou Knock
• Quanto à intensidade do knock, podemos separá-lo
em dois grupos: knock convencional e superknock.
• O knock convencional ocorre normalmente quando
há auto-ignição e se caracteriza por gradientes de
pressão relativamente pequenos (até 10 bar).
• Uma vez que grande parte da mistura ja ́ foi queimada
quando a auto-ignição tem início (normalmente mais
de 50%), a quantidade de energia a ser liberada é
menor, de tal forma que as ondas de pressão
consequentes possuem uma quantidade menor de
energia.
“Batida” ou Knock
• Já no superknock são observados
gradientes de pressão muito maiores
(frequentemente superiores a 100 bar).
• A quantidade de energia necessária para que
ocorra um superknock é muito grande, de