Aula 6 - Ciclo Diesel

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MÁQUINAS TÉRMICAS
CICLO DIESEL
Prof.: Willian Theobald
Os processos que ocorrem na prática durante o desenvolvimento do ciclo são muito complexos.
Um ciclo de trabalho requer quatro operações diferentes: 
▪ Admissão;
▪ Compressão;
▪ Expansão;
▪ Escape. 
Vamos analisar o comportamento do fluido ativo (FA) pelo vários processos físicos e
químicos que se repetem nos motores.
INTRODUÇÃO
Os ciclos reais podem ser descritos num diagrama 𝑃 − 𝑉 , traçados pelos
Indicadores de pressão.
▪ Indicadores mecânicos de pressão;
▪ Indicadores eletrônicos de pressão.
INTRODUÇÃO
Para analisar este comportamento assumiremos algumas hipóteses que irão afastar o comportamento
do motor da realidade.
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Diagrama real 𝑃 − 𝛼
Motor MIE 4T a plena carga.
P
re
s
s
ã
o
 n
o
 c
ili
n
d
ro
 
𝑏
𝑎
𝑟
Ângulo de virabrequim °
0º 90º 180º 270º 360º-90º-180º-270º-360º
20
40
60
80
100
120
140
160
180
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
P
re
s
s
ã
o
 n
o
 c
ili
n
d
ro
 
𝑏
𝑎
𝑟
Volume 𝐿
Diagrama real 𝑃 − 𝛼
Motor MIE 4T a plena carga.
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
200
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Diagrama real 𝑃 − 𝑉 – ciclo Otto e Diesel.
P
re
s
s
ã
o
 n
o
 c
ili
n
d
ro
 
𝑏
𝑎
𝑟
P
re
s
s
ã
o
 n
o
 c
ili
n
d
ro
 
𝑏
𝑎
𝑟
Volume 𝐿 Volume 𝐿
MIF MIE
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
Admissão
Escape
Compressão
Combustão
Fim da injeção
Início da injeção
Expansão
Abertura 
da válvula 
de escape
𝑃
𝑉
2
3
4
𝑎
𝑏
𝑐
𝑃
𝛼0° 180° 360° 540° 720°
Adm. Comp. Exp. Esc.
𝑎
𝑏
𝑐
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
Processo 2-3 – Compressão.
3
Compressão
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
Processo 2-3 – Compressão.
3
Compressão
Início da injeção
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
Processo 2-3 – Compressão.
3
Compressão
Início da injeção
Combustão
Processo 3-4 – Combustão e Expansão.
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
Processo 2-3 – Compressão.
3
Compressão
Início da injeção
Combustão
Processo 3-4 – Combustão e Expansão.
Fim da injeção
𝑃
𝑉
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
DIAGRAMA DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO EM UM 
MOTOR DIESEL 4T
Processo 1-2 – Admissão.
21
Admissão
Processo 2-3 – Compressão.
3
Compressão
Início da injeção
Combustão
Processo 3-4 – Combustão e Expansão.
Fim da injeção
Abertura da válvula de escape
Processo 4-1 – Escape.
CICLO PADRÃO A AR
Hipóteses:
1. O fluido ativo é ar;
2. O ar é um gás perfeito, ideal;
3. Não há admissão nem escape (não há a necessidade de se trocar os gases queimados por
mistura nova);
4. Os processos de compressão e expansão são isoentrópicos – adiabáticos e reversíveis;
5. A combustão é substituída por um fornecimento de calor ao FA a partir de uma fonte quente;
6. Para voltar às condições iniciais, será retirado calor por uma fonte fria , num processo isocórico;
7. Todos os processos são considerados reversíveis.
Associa-se a cada ciclo real um ciclo-padrão, dentro de algumas hipóteses simplificadoras que,
tenham semelhança com o ciclo real correspondente e permita uma aplicação da Termodinâmica.
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
1
1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
𝑠1
CICLO PADRÃO A AR
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2
𝑇2
2
𝑤1−2
Processo 1-2:
Compressão isoentrópica.
𝑤1−2 = 𝑤𝑐𝑜𝑚𝑝
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2
𝑇2
2
𝑤1−2
Processo 1-2:
Compressão isoentrópica.
𝑤1−2 = 𝑤𝑐𝑜𝑚𝑝
𝑤1−2 = 𝑤𝑐𝑜𝑚𝑝
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚 1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2 = 𝑃3
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑠3
𝑞2−3
𝑞2−3𝑃2
𝑊2−3 = න
2
3
𝑃 𝑑𝑉 = 𝑃 𝑉3 − 𝑉2
𝑤2−3
Processo 2-3:
Fornecimento de calor.
𝑞2−3 = 𝑞𝐻
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚 1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2 = 𝑃3
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑠3
𝑞2−3
𝑞2−3𝑃2
𝑤2−3
𝑊2−3 = න
2
3
𝑃 𝑑𝑉 = 𝑃 𝑉3 − 𝑉2
Processo 2-3:
Fornecimento de calor.
𝑞2−3 = 𝑞𝐻
𝑞2−3 = 𝑞𝐻
𝑊2−3
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚 1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑃2
𝑠3 = 𝑠4
4
4
𝑃4
𝑇4
𝑤3−4
𝑣1 = 𝑣4
Processo 3-4:
Expansão isoentrópica.
𝑤3−4 = 𝑤𝑒𝑥𝑝.
𝑃2 = 𝑃3
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚 1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2 = 𝑃3
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑃2
𝑠3 = 𝑠4
4
4
𝑃4
𝑇4
𝑤3−4
𝑣1 = 𝑣4
Processo 3-4:
Expansão isoentrópica.
𝑤3−4 = 𝑤𝑒𝑥𝑝.
𝑤3−4 = 𝑤𝑒𝑥𝑝.
.
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚 1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2 = 𝑃3
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑃2
𝑠3 = 𝑠4
4
4
𝑃4
𝑇4
𝑣1 = 𝑣4
𝑞4−1
𝑞4−1
Processo 4-1:
Retirada de calor
𝑞4−1 = 𝑞𝐿
1
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
1
1
𝑃1
𝑣𝑡𝑣𝑐
𝑇1
2
𝑠1 = 𝑠2
𝑃2 = 𝑃3
𝑇2
2
3𝑃3
3
𝑇3
𝑃2
𝑠3 = 𝑠4
4
4
𝑃4
𝑇4
𝑣1 = 𝑣4
𝑞4−1
𝑞4−1
Processo 4-1:
Retirada de calor
𝑞4−1 = 𝑞𝐿
CICLO PADRÃO A AR
𝑣3
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
𝑤𝑙𝑖𝑞
O calor e o trabalho serão utilizados em módulo.
Trabalho do ciclo 𝑊 . 𝑊𝑙𝑖𝑞 = 𝑊𝑒𝑥𝑝. −𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝.
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
O calor e o trabalho serão utilizados em módulo.
Calor útil 𝑄 . 𝑄𝑙𝑖𝑞 = 𝑄𝐻 − 𝑄𝐿
𝑞𝑙𝑖𝑞
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
Eficiência térmica: 
η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 =
𝑊
𝑄𝐻
η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 =
𝑄𝐻 − 𝑄𝐿
𝑄𝐻
η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 1 −
𝑄𝐿
𝑄𝐻
𝑊 = 𝑄𝐻 − 𝑄𝐿Primeira lei da Termodinâmica para um ciclo: 
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
Eficiência térmica: 
𝜂𝑡 =
𝑊
𝑄𝐻
=
𝑄2−3 − 𝑄4−1
𝑄2−3
= 1 −
𝑄4−1
𝑄2−3
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
Eficiência térmica de Carnot: 
η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜 =
𝑄𝐻 − 𝑄𝐿
𝑄𝐻
≤ η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑟𝑛𝑜𝑡 =
𝑇𝐻 − 𝑇𝐿
𝑇𝐻
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 1-2 (SISTEMA)
𝑄1−2 = 𝑈2 − 𝑈1 +𝑊1−2
Primeira lei da termodinâmica:
𝑊1−2 = 𝑈1 − 𝑈2 = 𝑚𝑐𝑣 𝑇1 − 𝑇2
𝑄 = 0 (adiabático)
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 1-2 (SISTEMA)
𝑄 = 0 (adiabático)
Segunda lei da termodinâmica:
𝑄 = 0 (adiabático)
𝑆2 − 𝑆1 =
𝑄1−2
𝑇
+ 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆2 = 𝑆1
Reversível
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 2-3 (SISTEMA)
Primeira lei da termodinâmica:
𝑄2−3 = 𝑈3 − 𝑈2 +𝑊2−3 𝑄2−3 = 𝑈3 − 𝑈2 + 𝑃 𝑉3 − 𝑉2 𝑄2−3 = 𝐻3 − 𝐻2
𝑄2−3 = 𝑚 𝑐𝑃 𝑇1 − 𝑇2
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 2-3 (SISTEMA)
Primeira lei da termodinâmica:
𝑄2−3 = 𝑈3 − 𝑈2 +𝑊2−3 𝑊2−3 = 𝑄2−3 + 𝑈2 − 𝑈3 𝑊2−3 = 𝑄2−3 +𝑚 𝑐𝑣 𝑇2 − 𝑇3
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 2-3 (SISTEMA)
Segunda lei da termodinâmica:
𝑆3 − 𝑆2 =
𝑄2−3
𝑇
+ 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆3 − 𝑆2 =
𝑄2−3
𝑇
Reversível
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 3-4 (SISTEMA)
Primeira lei datermodinâmica:
𝑄3−4 = 𝑈4 − 𝑈3 +𝑊3−4 𝑊3−4 = 𝑈3 − 𝑈4 = 𝑚 𝑐𝑣 𝑇3 − 𝑇4
𝑄 = 0 (adiabático)
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 3-4 (SISTEMA)
Segunda lei da termodinâmica:
𝑄 = 0 (adiabático)
𝑆4 − 𝑆3 =
𝑄3−4
𝑇
+ 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆4 = 𝑆3
Reversível
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 4-1 (SISTEMA)
Primeira lei da termodinâmica:
𝑄4−1 = 𝑈1 − 𝑈4 +𝑊4−1 𝑄4−1 = 𝑈1 − 𝑈4 = 𝑚 𝑐𝑣 𝑇1 − 𝑇4
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
PROCESSO 4-1 (SISTEMA)
Segunda lei da termodinâmica:
Reversível
𝑆1 − 𝑆4 =
𝑄4−1
𝑇
+ 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆1 − 𝑆4 =
𝑄4−1
𝑇
CICLO PADRÃO A AR
𝑄𝐻
𝑄𝐿
𝑊𝑒𝑥𝑝
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝
TrabalhoCalor
Eficiência térmica: 
η𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 1 −
𝑄4−1
𝑄2−3
= 1 −
𝑚 𝑐𝑣 𝑇1 − 𝑇4
𝑚 𝑐𝑃 𝑇3 − 𝑇2
= 1 −
1
𝑘
∙
𝑇4 − 𝑇1
𝑇3 − 𝑇2
= 1 −
1
𝑘
∙
𝑇1
𝑇4
𝑇1
− 1
𝑇2
𝑇3
𝑇2
− 1
Outras expressões para a eficiência térmicas no ciclo Diesel.
Constante adiabática: 𝑘 =
𝑐𝑃0
𝑐𝑣0
Relação entre calores específicos Τ𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾 : 𝑅 = 𝑐𝑃0 − 𝑐𝑣0
𝜂𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 1 −
1
𝑘
𝑣2
𝑣1
𝑘−1
𝑇3
𝑇2
𝑘
− 1
𝑇3
𝑇2
− 1
𝜂𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 1 −
1
𝑟𝑣
𝑘−1
𝑇3
𝑇2
𝑘
− 1
𝑘
𝑇3
𝑇2
− 1
CICLO PADRÃO A AR
CICLO PADRÃO A AR
35
40
45
50
55
60
65
70
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 𝑟𝑣
𝜂𝑡
MIF
MIE
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
1
2
3 4
5
76
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃
𝑣
𝑄1
𝑄′1
𝑄2
𝑃𝑎𝑡𝑚
1
2
3
4
5
6 7
𝑄1
𝑄′1
𝑄2
𝑇
𝑠
O calor fornecido
isocoricamente 𝑄1
′ e o calor
fornecido isobaricamente 𝑄1
′′
pode-se chegar a resultados
teóricos mais próximos das
condições reais observadas
na prática.
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃1
𝑣1 = 𝑣5 = 𝑣𝑡𝑣2 = 𝑣3 = 𝑣𝑐
1
2
3 4
5
1
2
3
4
5
𝑃5
𝑃2
𝑃3 = 𝑃4
𝑣4 𝑠1 = 𝑠2 𝑠4 = 𝑠5𝑠3
𝑇1
𝑇2
𝑇5
𝑇3
𝑇4
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
𝑞𝑙𝑖𝑞𝑤𝑙𝑖𝑞
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃1
𝑣1 = 𝑣5 = 𝑣𝑡𝑣2 = 𝑣3 = 𝑣𝑐
1
2
3 4
5
1
2
3
4
5
𝑃5
𝑃2
𝑃3 = 𝑃4
𝑣4 𝑠1 = 𝑠2 𝑠4 = 𝑠5𝑠3
𝑇1
𝑇2
𝑇5
𝑇3
𝑇4
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
𝑞2−3
𝑞2−3
𝑞3−4
𝑞3−4
𝑞5−1 𝑞5−1
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃1
𝑣1 = 𝑣5 = 𝑣𝑡𝑣2 = 𝑣3 = 𝑣𝑐
1
2
3 4
5
1
2
3
4
5
𝑃5
𝑃2
𝑃3 = 𝑃4
𝑣4 𝑠1 = 𝑠2 𝑠4 = 𝑠5𝑠3
𝑇1
𝑇2
𝑇5
𝑇3
𝑇4
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
𝑤1−2
𝑤3−4
𝑤4−5
𝑤3−4
𝑤4−5
𝑃
𝑣
𝑇
𝑠
𝑃𝑀𝑆 𝑃𝑀𝐼
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃1
𝑣1 = 𝑣5 = 𝑣𝑡𝑣2 = 𝑣3 = 𝑣𝑐
1
2
3 4
5
1
2
3
4
5
𝑃5
𝑃2
𝑃3 = 𝑃4
𝑣4 𝑠1 = 𝑠2 𝑠4 = 𝑠5𝑠3
𝑇1
𝑇2
𝑇5
𝑇3
𝑇4
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
𝑤1−2
𝑤3−4
𝑤4−5𝑤4−5
𝑞2−3
𝑞3−4
𝑞5−1
𝑞2−3
𝑞3−4
𝑞5−1
𝑞𝑙𝑖𝑞𝑤𝑙𝑖𝑞
𝜂𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 = 1 −
1
𝑟𝑣
𝑘−1
𝑃3
𝑃2
𝑣4
𝑣2
𝑘
− 1
𝑃3
𝑃2
− 1 + 𝑘
𝑃3
𝑃2
𝑣4
𝑣2
− 1
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
Eficiência térmica: 
Se no ciclo misto 𝑃4 for colocado no lugar de 𝑃3 se transformará em um ciclo Otto.
Se no ciclo misto 𝑃2 for colocado no lugar 𝑃3 se transformará em um ciclo Diesel.
CICLO MISTO OU DE SABATHÉ
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
Mesma taxa de compressão 𝑟𝑣 e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
1 ≡ 1′
1 ≡ 1′
2 ≡ 2′
2 ≡ 2′
3
4
3′
4′
3
4
3′
4′
𝐴 𝐵 𝐷
𝐶
Mesma taxa de compressão 𝑟𝑣 e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
2 ≡ 2′
3
4
3′
4′
1 ≡ 1′
2 ≡ 2′
3
4
3′
4′
𝐴 𝐵 𝐷
𝐶
Mesma taxa de compressão 𝑟𝑣 e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
2 ≡ 2′
3
4
3′
4′
1 ≡ 1′
2 ≡ 2′
3
4
3′
4′
𝐴 𝐵 𝐷
𝐶
Mesma pressão máxima e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
1 ≡ 1′
2
3
4
4′
2′
2
2′
3
4
4′
3′
𝐴 𝐵 𝐶
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
Mesma pressão máxima e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
1 ≡ 1′
2
3
4
4′
2′
2
2′
3
4
4′
3′
𝐴 𝐵 𝐶
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
Mesma pressão máxima e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
1 ≡ 1′
2
3
4
4′
2′
2
2′
3
4
4′
3′
𝐴 𝐵 𝐶
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
Mesma pressão máxima e mesmo calor fornecido 𝑄1 .
𝑃
𝑉
𝑇
𝑆
1 ≡ 1′
2
3
4
4′
2′
2
2′
3
4
4′
3′
𝐴 𝐵 𝐶
COMPARAÇÃO DO CICLOS 
1 ≡ 1′
CICLO REAL DO MOTOR DIESEL DE 4 TEMPOS
O diagrama de trabalho teórico é calculado assumindo que o motor trabalha em condições ideais, ou
seja, tanto a adição quanto a retirada de calor são feitas instantaneamente, e não há troca de calor com o
exterior.
Descrição:
▪ AE – Avanço da ignição;
▪ AAE – Avanço da abertura de escape;
▪ 𝑃𝑎 → Pressão atmosférica;
▪ 𝑃1 → Pressão de compressão;
▪ 𝑃2 → Pressão de máxima de combustão;
▪ 𝑃3 → Pressão de abertura da válvula de escape.
Processos:
▪ Admissão 1-2;
▪ Compressão 2-3;
▪ Combustão 3-4;
▪ Expansão 4-5;
▪ Início do escape 5-6;
▪ Escape 6-1.
CICLO REAL DO MOTOR DIESEL DE 4 TEMPOS
Comparação do ciclo ideal e real:
D – Perdas de bombeamento;
No momento da admissão a pressão permanece abaixo
da atmosférica e no escape é maior do que a atmosférica
gerando um trabalho de bombeamento. Este trabalho é
negativo.
CICLO REAL DO MOTOR DIESEL DE 4 TEMPOS
E – Perdas de pressão no cilindro;
O enchimento do cilindro nunca é completo ficando a
pressão abaixo da teórica.
Comparação do ciclo ideal e real:
CICLO REAL DO MOTOR DIESEL DE 4 TEMPOS
B – Perdas devido ao calor;
Parte do calor é evacuado para o circuito de refrigeração
através das paredes do cilindro, o que leva a uma perda de
pressão.
A – Perdas de tempo na combustão;
A combustão não é isobárica e leva um determinado
tempo para atingir a pressão máxima.
Comparação do ciclo ideal e real:
CICLO REAL DO MOTOR DIESEL DE 4 TEMPOS
C – Perda de AAE;
Provoca uma queda de pressão antes do pistão chegar
ao PMI.
TROCA DE GASES ENTRE REAL E IDEAL
Ciclo ideal
TROCA DE GASES ENTRE REAL E IDEAL
A troca de gases inclui os processos de admissão da mistura
no cilindro e expulsão dos gases queimados.
A troca de gases deve ocorrer em um tempo muito curto, por
isso é necessário otimizar o processo considerando os efeitos da
inércia a que a massa de gás é submetida.
Os ângulos ou dimensões de distribuição são medidos em
graus de rotação do virabrequim em relação aos pontos mortos
superior e inferior. São as seguintes:
TROCA DE GASES ENTRE REAL E IDEAL
AEE – Avanço da abertura de escape – Antes do PMI;
Neste momento a pressão dentro do cilindro é reduzida, esta
pressão faz com que os gases saiam em alta velocidade.
AAA – Avanço da abertura de admissão – Antes do PMS;
A velocidade de saída dos gases de escape arrastam os
gases frios no duto de admissão para dentro do cilindro.
RCE – Atraso no fechamento do escape – Depois do PMS;
Os gases continuam saindo devido à inércia adquirida pela
velocidade, conseguindo uma boa varredura dos gases residuais.
TROCA DE GASES ENTRE REAL E IDEAL
RCA – Atraso no fechamento da admissão – Depois do
PMI;
A alta velocidade que o fluido adquire na entrada faz com que
o gás continue entrando na inércia.
▪ TAYLOR, Charles F. – Análise dos Motores de Combustão Interna: Volume 1. São Paulo, Editora Edgard Blücher
LTDA, 1976.
▪ COSTA, P. G. A Bíblia do Carro, 2002.
▪ ACEBES, Santiago Sanz. Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados. Editorial Editex, S.A. 2007.
▪ TEIXEIRA, GERSON PAZ; MALHEIROS FELIPE COSTA NOVO – Máquinas térmicas. Porto Alegre, SAGAH, 2018.
▪ FILLIPPO FILHO, GUILHERME – Máquinas térmicas estáticas e dinâmica, características operacionais e
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▪ VAN WYLEN, et all – Fundamentos da Termodinâmica, 8ª edição. São Paulo, Editora Edgard Blücher, Americana,
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▪ FRANCO BRUNETTI – Motores de combustão interna: volume 1. São Paulo, Editora Edgard Blücher LTDA, 2012.
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▪ PENIDO FILHO, PAULO – Os motores de combustão interna: para curso de máquinas térmicas. Belo Horizonte,Lemi, 1983.
REFERÊNCIAS