Aula0101_03_23

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Motores de 
Combustão Interna
Professor: 
Diego Batista Valim
E-mail:
diego.valim@kroton.com.br
01/03/2023
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• Horário de funcionamento: 9h às 21h
• Você pode ser atendido presencialmente
• Por telefone: 3003-4030 (CRA – Central de Relacionamento com o Aluno)
• Pelo WhatsApp: (11) 91348-1040
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01/03/2023
Coordenação
➢ Roberto Mac Intyer Simões
• Horário de Atendimento:
o Terça / Quarta / Quinta / Sexta – 19h às 21h.
• Contato:
o roberto.simoes@anhanguera.com
o (19) 99236-0999
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mailto:roberto.simoes@anhanguera.com
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Ementa
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
UNIDADE 1
Introdução ao estudo 
dos motores de 
combustão interna
Seção 1.1 Nomenclatura e classificação de motores
Seção 1.2 Ciclos termodinâmicos ideais e reais
Seção 1.3 Propriedades e curvas características de motores
UNIDADE 2
Combustíveis e 
combustão 
Seção 2.1 Combustíveis
Seção 2.2 Combustão em motores alternativos
Seção 2.3 Mistura e injeção em ciclo Otto
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 7
Ementa
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
UNIDADE 3
Sistemas de injeção, 
ignição e sensores
Seção 3.1 Sistemas de ignição e sensores
Seção 3.2 Sistemas de injeção para motores diesel
Seção 3.3 Consumo de ar nos motores a 4 tempos
UNIDADE 4
Sistemas de MCI e 
princípios de projeto
Seção 4.1 Sistemas de exaustão e emissões
Seção 4.2 Lubrificação, lubrificantes e tribologia
Seção 4.3
Sistema biela-manivela, sistemas de
arrefecimento e projeto de motores
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✓01/03/23 → Início semestre letivo
❑Aulas → Quartas-feiras 19:10-20:50
✓12/04/23 → Avaliação Oficial 1° Bimestre
8
Calendário Acadêmico
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
✓07/06/23 → Avaliação Oficial 2° Bimestre
✓19 a 21/06/23 → 2ª Chamada
✓26 e 27/06/23 → Exame Final
9
Calendário Acadêmico
✓ 1° Bimestre
A. Trabalhos (Toda Aula) → Listas (1000 pontos)
B. 12 de Abril → Avaliação Oficial 1° Bimestre (1000 pontos)
✓ 2° Bimestre
A. Trabalhos (Toda Aula) → Listas (1500 pontos)
B. 07 de Junho → Avaliação Oficial 2° Bimestre (4000 pontos)
✓ Atividades do AVA (Avaliação Continuada)
Métodos de avaliação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 10
✓ Critérios para Aprovação
1. Total em provas: Prova Oficial B1 (1000)+ Prova Oficial B2 (4000)
✓ Mínimo → 2500 pontos
2. Atividades AVA, Prova e Trabalhos
✓ Mínimo → 6000 pontos
✓ Recuperação:
a) Se perder a prova, faz prova de 2ª camada B1 (1000) ou B2 (4000)
3. Se não conseguiu a pontuação mínima, faz prova de exame valendo 5000 pontos
✓ Aprovação no exame: Mínimo → 2500 pontos
Métodos de avaliação
FREQUÊNCIA 
75%
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 11
SUMÁRIO:
1. Introdução ao estudo dos motores de combustão interna
1.1 – Nomenclatura e classificação de motores
1.2 – Ciclos termodinâmicos ideais e reais
1.3 – Propriedades e curvas características de motores
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 12
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O motor de combustão interna (MCI) é, de longe, o tipo mais comum de motor que
conhecemos.
• O motor de combustão interna é um tipo de máquina térmica, pois através da combustão
que ocorre no motor obtém-se o calor que é transformado em trabalho.
• Por sua vez, o trabalho é obtido a partir de uma sequência de processos que ocorrem no
fluido ativo (FA) que participa diretamente da reação de combustão.
13
Introdução
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Motores Alternativos → Quando o trabalho é obtido pelo movimento de vaivém de um
pistão, transformando em rotação contínua por um sistema biela-manivela.
• Motores Rotativos → Quando o trabalho é obtido diretamente por um movimento de
rotação, como por exemplo o trabalho executado pela turbina a gás ou pelo motor Wankel.
• Motores de Impulsão → Quando o trabalho é obtido pela força de reação dos gases
expelidos em alta velocidade pelo motor. Este tipo de motor é comum em foguetes e
aviões a jato.
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Nomenclatura
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores Alternativos Motores Rotativos Motores de Impulsão
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Nomenclatura
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Os motores alternativos são aqueles em que, por meio de pistões, a energia térmica
(química) é convertida em trabalho, através do movimento mecânico que é observado pela
rotação contínua do sistema biela-manivela.
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Nomenclatura – Motores Alternativos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 17
Nomenclatura – Motores Alternativos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
As nomenclaturas adotadas referente às
posições do pistão:
PMS → Ponto Morto Superior
V2 → Volume Morto ou volume da câmara
de combustão
PMI → Ponto Morto Inferior
V1 → Volume total
S → Curso (deslocamento) do pistão
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Nomenclatura – Motores Alternativos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Vdu → Volume deslocado útil ou Cilindrada
unitária
D → Diâmetro dos cilindros do motor
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Nomenclatura – Motores Alternativos
V1 V1
V1
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Analisando:
• É possível compreender que o PMS é a posição na qual o pistão está mais próximo do
cabeçote, enquanto o PMI é a posição mais distante.
• Portanto, o curso do pistão é dado pela distância percorrida pelo pistão do PMS ao PMI.
• O volume total é dado pelo volume entre a cabeça do pistão e o cabeçote quando o pistão
está no PMI. Se o pistão estiver no PMS, o volume é chamado de volume morto.
• O volume deslocado (Vdu), também chamado de deslocamento volumétrico, é o volume
deslocado pelo pistão entre o PMI e o PMS, seu valor é calculado pela Equação 1.
20
Nomenclatura – Motores Alternativos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Volume deslocado útil ou Cilindrada unitária ou Deslocamento volumétrico (Vdu):
21
Nomenclatura – Motores Alternativos
𝑉𝑑𝑢 = 𝑉1 − 𝑉2 =
𝜋 𝑥 𝐷2
4
𝑥 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1
Onde:
V2 → Volume Morto ou volume da câmara de combustão
V1 → Volume total
S → Curso (deslocamento) do pistão
D → Diâmetro dos cilindros do motor
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
O volume deslocado do motor, também chamado de cilindrada ou deslocamento volumétrico
do motor, pode ser obtido pela Equação 2:
22
Nomenclatura – Motores Alternativos
𝑉𝑑 = 𝑉𝑑𝑢 𝑥 𝑍 =
𝜋 𝑥 𝐷2
4
𝑥 𝑆 𝑥 𝑍 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2
Onde:
S → Curso (deslocamento) do pistão
D → Diâmetro dos cilindros do motor
Z → é o número de cilindros do motor
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Outro parâmetro importante observado nos motores a combustão interna é a razão entre
o volume total e o volume morto (Equação 3).
• Este parâmetro é conhecido como relação volumétrica ou taxa de compressão (𝑟𝑣), e
representa a quantidade de vezes que o V1 é reduzido.
23
Nomenclatura – Motores Alternativos
𝑟𝑣 =
𝑉1
𝑉2
=
𝑉𝑑𝑢+ 𝑉2
𝑉2
=
𝑉𝑑𝑢
𝑉2
+ 1 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3
Onde:
V2 → Volume Morto ou volume
da câmara de combustão
Vdu → Cilindrada unitária
Além da nomenclatura dos elementos que compõem um motor é importante adotar
nomenclaturas que se referem aos aspectos da cinemática dos motores.
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
V.A → Válvula de Admissão
V.E → Válvula de Escapamento
X → Distância para o pistão
atingir o PMS
Vp → velocidade média do pistão
L → comprimento da biela
n → frequência da árvorede
manivelas
r → raio da manivela
ω → velocidade angular da
árvore de manivelas
α → ângulo formando entre a
manivela e um eixo vertical de
referência.
24
Nomenclatura – Motores Alternativos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
O curso do pistão (S), a velocidade angular na árvore da manivela (ω) e a velocidade média do
pistão (Vp) são calculadas, respectivamente, pela Equações 4, Equação 5 e Equação 6.
25
Nomenclatura – Motores Alternativos
𝑆 = 2 𝑥 𝑟 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4
ω = 2 𝑥 𝜋 𝑥 𝑛 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5
𝑉𝑝 = 2 𝑥 𝑆 𝑥 𝑛 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6
Onde:
r → raio da manivela
n → frequência da árvore de manivelas
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
A distância para o pistão atingir o PMS é calculada a partir da Equação 7:
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Nomenclatura – Motores Alternativos
𝑋 = 𝑟 𝑥 1 − 𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝐿 𝑥 1 − 1 −
𝑟
𝐿
2
𝑥 𝑠𝑒𝑛2𝛼 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 7
Onde:
r → raio da manivela
α→ ângulo formando entre a manivela e um eixo vertical de referência
L → comprimento da biela
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Como o próprio nome diz, os motores de combustão interna realizam movimento
mecânico a partir de uma reação de combustão.
• Geralmente os motores de combustão interna do tipo alternativo são classificados quanto
à ignição e ao número de tempos do ciclo de operação.
27
Motores Alternativos - Classificação
• Ignição → Motores de Ignição por Faísca e Motores de Ignição Espontânea
• Número de tempos → Motores de 2 Tempos e Motores de 4 Tempos
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Ignição
• Os dois tipos de motores alternativos são:
• Os motores de ignição por faísca (MIF) ou Otto → nos quais o combustível é inflamado
por uma faísca.
• Os motores de ignição espontânea (MIE) ou Diesel → em que o aumento da
temperatura e da pressão do ar, durante a compressão, é suficientemente capaz de
iniciar espontaneamente a reação de combustão. Essa temperatura é denominada
temperatura de autoignição (TAI).
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Valores típicos da TAI e das taxas de compressão (𝑟𝑣) para alguns combustíveis.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Número de tempos
• Durante cada ciclo de operação de um motor de ignição espontânea ou um motor de
ignição por faísca, o pistão pode operar em diferentes tempos, também denominado curso
do pistão.
• Sendo assim, os motores alternativos MIE ou MIF são classificados em motores
alternativos a quatro tempos (4T) ou motores alternativos a dois tempos (2T).
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Nos motores 4T, o pistão desloca-se quatro cursos, isto é, quatro vezes, que correspondem
a duas voltas do eixo do motor para que se complete um único ciclo.
• Nos motores alternativos a dois tempos (2T) de ignição por faísca, o ciclo completa-se com
dois cursos do pistão que correspondem a uma única volta do eixo do motor.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores 4 Tempos de ignição por faísca
• O pistão desloca-se do PMS ao PMI → devido ao movimento do pistão origina-se uma
sucção que causa um fluxo de gases através da válvula de admissão, permitindo o
preenchimento do cilindro com a mistura combustível-ar.
• No tempo de compressão, a válvula de admissão é fechada e o pistão se desloca do PMI ao
PMS, provocando a compressão da mistura combustível-ar.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• No tempo de expansão, quando a pistão se encontra no PMS ocorre a faísca, provocando a
ignição da mistura. A combustão se propaga aumentando a pressão e a temperatura,
forçando o pistão até o PMI.
• Consequentemente, o fluido ativo (FA) passa por um processo de expansão, realizando o
trabalho útil do motor.
• No tempo de escape, a válvula de escape permanece aberta e, como o pistão percorre o
cilindro do PMI ao PMS, ocorre a expulsão dos gases queimados para fora do cilindro, para
dar início ao novo ciclo de tempo de admissão.
33
Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores 4 Tempos de ignição espontânea
• O pistão desloca-se do PMS ao PMI → devido ao movimento do pistão origina-se uma
sucção que causa um fluxo ar através da válvula de admissão preenchendo o cilindro.
• No tempo de compressão, a válvula de admissão é fechada e o pistão se desloca do PMI ao
PMS, provocando a compressão do ar. Durante esta etapa, a compressão deve ser elevada
o suficiente para que a temperatura de alto ignição do combustível seja ultrapassada.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• No tempo de expansão, quando a pistão se encontra no PMS, é injetado o combustível no
ar quente, dando início à combustão espontânea. A combustão se propaga aumentando a
pressão e a temperatura, forçando o pistão até o PMI.
• Consequentemente, o fluido ativo (FA) passa por um processo de expansão, realizando o
trabalho útil do motor.
• No tempo de escape, a válvula de escape permanece aberta e, como o pistão percorre o
cilindro do PMI ao PMS, ocorre a expulsão dos gases queimados para fora do cilindro, para
dar início ao novo ciclo de tempo de admissão.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 36
Motores Alternativos - Classificação
Admissão Compressão Expansão Escape
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 38
Motores Alternativos - Classificação
Fonte: Brunetti 2012.
Motor Port Fuel Injection - PFI 
Admissão no tempo 1 
Motor Gasoline Direct Injection - GDI 
Admissão no tempo 3 
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores 2 Tempos de ignição por faísca
• No primeiro tempo, o pistão se encontra no PMS e a mistura é comprimida. Liberada a
faísca, ocorre o deslocamento do pistão até o PMI.
• Durante o deslocamento, o pistão comprime o conteúdo do cárter e ocorre a abertura de
escapamento, também conhecida como janela de escape (B), por onde os gases
queimados escapam para o ambiente. Posteriormente, ocorre a abertura da janela de
admissão (C) que preenche o cárter com uma nova mistura.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• No segundo tempo observa-se o deslocamento do pistão do PMI ao PMS. Durante esse
movimento do pistão, sequencialmente, ocorre o fechamento da janela de admissão (C) e,
posteriormente, da janela de escapamento (B), enquanto é aberta a entrada de
combustível (A).
• Ocorre o preenchimento do cárter com uma nova mistura. Simultaneamente, a parte
superior do pistão comprime a mistura admitida anteriormente, aproximando-se do PMS.
Nesse momento, dá-se a liberação da faísca, a pressão gerada pela combustão desloca o
pistão para o PMI, reiniciando a expansão.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 41
Motores Alternativos - Classificação
Tempo 1 Tempo 2
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores 2 tempos x Motores 4 tempos
• O motor 2T apresenta um tempo de trabalho positivo a cada dois cursos do pistão ou uma
volta da manivela, enquanto no motor 4T isso ocorre a cada duas voltas.
• O motor 2T deveria produzir o dobro de potência do motor 4T para uma mesma rotação,
entretanto isto não acontece. Deste modo o motor 4 tempos entrega uma potencia final
superior ao do motor 2 tempos.
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Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 43
Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores Otto x MotoresDiesel
• Em relação à potência específica adicionado às exigências sobre a emissão de poluentes, é
cada vez mais comum a substituição de motores ciclo Diesel por motores ciclo Otto com
maior potência específica em carros de passeios. A potência específica é dada pela
Equação 8.
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Motores Alternativos - Classificação
𝑁𝑒𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 =
𝑁𝑒
𝑉𝑑
𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8
Onde:
𝑁𝑒 → potência efetiva
𝑉𝑑 → cilindrada total
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 45
Motores Alternativos - Classificação
• Os motores ciclo Otto com maior potência específica apresentam aumento da potência e
torque, sem o aumento da cilindrada total.
• Redução da cilindrada total, mantendo a mesma potência e redução do número de
cilindros.
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 46
Motores Alternativos - Classificação
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Motores Alternativos
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Motores Alternativos - Disposição
Cilindros opostos (boxer)
Cilindros em VCilindros em linha
Cilindros em V
Cilindros em linha
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
1) Atuando como engenheiro na parte de projetos em uma empresa fabricante de motores
para automóveis, você recebeu algumas informações para aprovação sobre a linha de
motores a 4T. Motor a 4T de quatro cilindros: Cilindrada unitária (cm³): 499,5. Diâmetro do
pistão (cm): de 10,2. Curso do pistão (cm): 8,6. Taxa de compressão: 9:1.
Como engenheiro experiente da área, lhe causou estranheza o valor do diâmetro do pistão.
Qual o procedimento que você adotaria para verificar se a informação sobre o diâmetro do
pistão está correta?
48
Exemplo
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
1) Resolução
𝑉𝑑𝑢 = 499, 5 cm
3
𝑆 = 8,6 [𝑐𝑚]
49
Exemplo
Dessa forma, você concluiu que entre as informações do motor, 
o valor de 10,2 cm estava incorreto, solicitando a correção 
do valor para 8,6 cm.
𝑉𝑑𝑢 =
𝜋 𝑥 𝐷2
4
𝑥 𝑆 → D =
𝑉𝑑𝑢 𝑥 4
𝜋 𝑥 𝑆
=
499,5 𝑥 4
𝜋 𝑥 8,6
𝐷 = 8,6 [𝑐𝑚]
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
1) Dado um motor alternativo de quatro cilindros com diâmetro de 9,1 [cm], 8,7 [cm] de curso
e taxa de compressão de 8,5:1, determine o deslocamento volumétrico do motor, V1 e V2.
50
Exercícios
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
2) O motor de combustão interna é um tipo de _____________, pois através da combustão
que ocorre no motor obtém-se o ________ que é transformado em _______. Por sua vez, o
________ é obtido a partir de uma sequência de processos que ocorrem no __________ que
participa diretamente da reação de combustão. Assinale a alternativa que preenche
corretamente as lacunas.
a) Máquina térmica, calor, trabalho, trabalho, fluido ativo.
b) Máquina térmica, trabalho, calor, calor, combustível.
c) Máquina rotativa, calor, potência, trabalho, combustível.
d) Máquina rotativa, trabalho, potência, calor, fluido ativo.
e) Máquina alternativa, fluido, energia, calor, ar-combustível.
51
Exercícios
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
3) Nos motores alternativos a dois tempos (2T) de ignição por faísca, o ciclo completa-se com
dois cursos do pistão, que corresponde a uma única volta do eixo do motor. Análogo ao motor
4T, os processos ocorrem da mesma maneira, no entanto alguns deles se sobrepõem num
mesmo curso. Dada a figura a seguir:
52
Exercícios
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Assinale a alternativa correta, quanto à análise da figura.
a) A figura se refere ao pistão, no primeiro tempo, em um motor 2T de ignição por faísca.
b) A figura se refere ao pistão, no segundo tempo, em um motor 2T de ignição por faísca.
c) A figura se refere ao pistão, durante o tempo de escape, em um motor 4T.
d) A figura se refere ao pistão, durante o tempo de admissão, em um motor 4T.
e) A figura se refere ao pistão, durante o tempo de expansão, em um motor 4T.
53
Exercícios
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
4) Os motores de combustão interna são o tipo mais comum de motor devido à elevada
obtenção de trabalho e alta eficiência. São classificados em motores alternativos, rotativos e
de impulso. Em relação aos MCI, analise as afirmações a seguir:
I. Nas turbinas a gás são utilizados os gases oriundos da reação de combustão para o seu
acionamento.
II. Os motores ciclo Otto com maior potência específica apresentam aumento da potência e
torque, consequentemente apresentam o aumento da cilindrada total.
III. A combustão que ocorre em um motor de combustão interna é uma reação química que
ocorre entre qualquer material combustível (hidrocarboneto) e um oxidante (oxigênio) para
formar um produto oxidado.
54
Exercícios
01/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Assinale a alternativa correta.
a) Apenas I está correta.
b) Apenas II está correta.
c) Apenas III está correta.
d) Apenas I e III estão corretas.
e) Apenas II e III estão corretas.
55
Exercícios
	Slide 1
	Slide 2: Você sabia que temos um Instagram?
	Slide 3: QR Code com horário e mapa das salas
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