Motores de Combustao Interna

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
RESUMO DE AULA
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
Prof. Mauri Martins Teixeira
VIÇOSA
2004
�
1 – Histórico
O princípio de funcionamento das máquinas motoras de combustão interna é conhecido há 300 anos.
Na metade do séc. XVII, Huygens, Hautefeville e Papin foram os primeiros a concretizar a idéia de utilização do poder expansivo dos gases provenientes da combustão da pólvora, para produzir trabalho mecânico.
Em 1860, Lenoir construiu o primeiro motor de combustão interna, usando o gás como combustível.
Em 1862, Alpon Beau de Rochas idealizou e patenteou o processo do motor de combustão interna de êmbolos de quatro tempos.
Em 1878, Nikolaus A. Otto, a partir das idéias de Beau de Rochas, construiu um motor de combustão interna de quatro tempos que comprimia os gases antes da combustão.
Em 1893, Rudolf Diesel desenvolveu o motor de combustão interna, usando o óleo diesel como combustível.
2 – Transformações Termodinâmicas dos Motores
Os motores de combustão interna transformam a energia dos combustíveis em trabalho mecânico, pela realização de um ciclo termodinâmico, onde ocorrem variações de volume, pressão e temperatura.
Combustão
↓
Energia Térmica
↓
Energia Mecânica (Trabalho)
FIGURA 1 – Esquema da Transformação da Energia
3 – Classificação dos Motores de Combustão Interna
	Os motores de combustão interna podem ser classificados como:
3.1 – Quanto ao combustível:
Diesel - Motores de combustão (Ciclo Diesel)
Gasolina
Álcool
Querosene
Gás
3.2 – Quanto ao ciclo de funcionamento:
2 tempos
4 tempos
Definições:
a) Tempo – É o giro correspondente a 180º no eixo virabrequim do motor (1/2 volta).
 2 tempos – Uma volta completa no eixo virabrequim. Realiza o ciclo termodinâmico do motor em 360º (1 volta).
 4 tempos – Duas voltas do eixo virabrequim. Realiza o ciclo termodinâmico em 720º ( 2 voltas).
b) Ciclo – Série de transformações termodinâmicas que ocorrem dentro do cilindro.
c) Curso – É o deslocamento do pistão, dentro do cilindro, do PMS ao PMI.
 PMS – Ponto morto superior
 PMI – Ponto morto inferior
d) Cilindradas – É o volume compreendido entre o PMS e o PMI.
Câmara de Compressão – Espaço acima do PMS onde ocorre a combustão ou explosão do combustível.
Volume da câmara do cilindro – É o volume correspondente à soma dos volumes, respectivamente, da câmara de compressão e da cilindrada.
Volume da Câmara do Cilindro = Câmara de Compressão + Cilindrada
 
4 – Constituição dos Motores
	Os motores são constituídos por uma série de componentes tais como:
4.1) Bloco – É a parte estrutural do motor localizado entre o cabeçote e o carter, onde está instalada a maior parte dos componentes do motor. Geralmente é FIGURA 2 – Esquema do Motor (Fonte: MIALHE, L. G.).
	constituído por uma única peça de um material resistente e com baixo coeficiente de dilatação, como o ferro fundido ou antimônio capaz de suportarem os fortes efeitos de torção e flexão, gerado durante o funcionamento do motor. Atualmente já existem blocos de motores construídos com materiais, como plástico ou cerâmica, com alta rigidez estrutural e sempre buscando a redução de  peso do motor.
	
FIGURA 3 – Bloco do motor.
4.2) Cilindro – Consiste de uma cavidade, no bloco do motor, formando um cilindro que serve de guia para o deslocamento do pistão, onde é admitido a mistura combustível nos motores do Ciclo Otto, ou o combustível, apenas, no caso dos motores do Ciclo Díesel. Em alguns motores o cilindro é substituível, não fazendo parte do bloco do motor.
 
FIGURA 4 – Cilindro e biela.
4.3) CÂMARA DE COMBUSTÃO – É o local onde ocorre a combustão. Localiza-se na parte superior do cilindro e está compreendido pelo volume entre a posição mais alta do pistão (PMS - ponto morto superior) e o cabeçote . A câmara de combustão pode ser do tipo: 
Injeção direta – concavidade na cabeça do pistão.
Injeção indireta – Cabeça do pistão reta e injeção combustível na antecâmara. 
4.3) Cabeçote – É o local, acima do bloco, que serve de tampa dos cilindros, onde estão localizadas as válvulas, os coletores para passagem de ar, as canaletas de água e a câmara de compressão.
FIGURA 5 – Cabeçote do motor
4.4) Cárter – E a tampa da parte inferior do bloco do motor que serve para proteger os órgãos internos e como depósito do óleo lubrificante.
4.5) Pistão e Anéis – Os pistões são êmbolos que deslocam no interior do cilindro do ponto morto superior ao ponto morto inferior. Possui anéis utilizados como elementos de vedação e para a lubrificação das superfícies compreendidas entre o pistão e o cilindro.
 
 
 
FIGURA 6 – Esquema do pistão e anéis.
O Pistão deve ser de material mais leve possível e de baixo coeficiente de dilatação.
4.6) Biela e virabrequim - Transformam o movimento retilíneo do pistão em movimento circular do eixo de manivelas ou virabrequim do motor.
virabrequim – Eixo de manivelas ou virabrequim. Também chamado de eixo do motor e, geralmente, instalado na parte inferior do bloco do motor.
Bielas – Elemento rígido de transmissão de movimento, localizado entre o pistão e o virabrequim.
FIGURA 7 – Eixo virabrequim.
4.7) Válvulas - Utilizadas para fazer a admissão da mistura de combustível nos motores do ciclo Otto ou, apenas, ar nos motores do ciclo Diesel, bem como a expulsão dos gases da combustão. Existem dois tipos básicos de válvulas:
Válvulas de admissão (combustível mais ar – Ciclo Otto).
Válvulas de descarga (gases da combustão).
Geralmente são usadas nos motores duas válvulas por cilindro. Nos motores de 2 tempos não há válvula e sim janelas.
Nota – Nos motores Detroit de 2 tempos (à diesel) possui uma válvula de descarga na câmara de compressão.
 
FIGURA 8 – Esquema do Cilindro de 2 Tempos
4.8) Eixo comando de válvulas.
É um eixo dotado de ressaltos que comanda o movimento sincronizado de abertura e fechamento das válvulas, usando para o seu acionamento uma correia dentada, ou corrente ou engrenagem. 
Podem ser do tipo: 
Comando de válvulas no cabeçote - OHC (overhead camshaft)
Comando de válvulas no bloco – OHV (overhead valve)
 
			(a)					(b)
FIGURA 9 – Sistemas de comando de comando de válvulas, (a) no bloco do motor (OHV) e (b) no cabeçote (OHC).
Nos comandos de válvulas montados no bloco do motor têm-se, entre as válvulas e o eixo comandos, o tucho, a vareta, e o balancim. Nos comandos de válvulas no cabeçote usa-se apenas a pastilha, por isso são mais usados devido as seguintes vantagens:   componentes mais leves, tamanho reduzido, baixo nível de ruído e permitir uso em motores de alta rotação.
4.9) Bomba de óleo
	Dispositivo que eleva a pressão do óleo lubrificante fazendo a sua distribuição em todos os órgãos do motor que requerem a lubrificação, como mancais móveis, mancais fixos, interior da camisa do pistão e etc. A bomba pode de engrenagem, mais usada, ou de rotor.
4.10) Bomba de água
	Dispositivo usado para fazer a circulação de água no interior do motor e, passando pelo radiador, para proporcionar o seu arrefecimento.
5. Órgãos complementares
	Os MCI possuem uma série de órgãos complementares que tem por finalidade propiciar o perfeito funcionamento dos motores. Os principais órgãos complementares são: lubrificação, arrefecimento, alimentação e ignição.
5.1. Sistema de lubrificação
	O sistema de lubrificação tem por finalidade manter todas as peças no interior dos motores, sujeitas ao atrito, cobertas por uma película de lubrificante. Basicamente o lubrificante terá por função reduzir o atrito e reduziro calor gerado no interior dos motores. É constituído pelas seguintes partes:
Cárter
Bomba
Filtro
Tubulações 
5.2) Sistema de arrefecimento
	Este sistema visa o abaixamento da temperatura no interior do motor. Geralmente é utilizado como fluido refrigerante a água ou o ar ambiente. È constituído por: 
Radiador
Bomba
Tubulação
Camisa do cilindro
Ventilador
Termostato
Válvula termostática
FIGURA 10 – Sistemas de lubrificação
Fonte: Manual Técnico, curso Metal Leve de motores de combustão interna
FIGURA 11 – Sistemas de Arrefecimento
Fonte: Manual Técnico, curso Metal Leve de motores de combustão interna
6.3) Sistema de alimentação
Motor a explosão (ciclo otto)
Tanque
Filtros
Bomba alimentadora
Carburador (ar + combustível)
Tubulações
Purificador de ar
FIGURA 12 – Sistema de Alimentação do Motor a Explosão (Ciclo Otto)
Motor a compressão (ciclo diesel)
Tanque 
Filtros (copo sedimentação)
Bomba alimentadora (injetora)
Tubo de retorno
6.4) Sistema de ignição
Ciclo Otto (Convencional)
Bateria 
Chave
Bobina (transferência de tensão)
Platinado/condensador (ou ignição elétrica)
 tampa
Distribuidor rotor
 eixo 
Cabos
Velas
Dínamo ou alternador
Ciclo diesel
Bateria
Motor de partida
Gerador (dínamo ou alternador)
regulador de voltagem
FIGURA 13 – Sistemas de ignição convencional
Fonte: Manual Técnico, curso Metal Leve de motores de combustão interna
7 – Princípios de funcionamento do motor
	Para facilitar o entendimento sobre o princípio de funcionamento dos motores apresenta-se a seguir as fases do ciclo termodinâmico para cada tipo de motor.
7.1) Motor a 4 tempos
1º tempo – Admissão 0º PMS válvula admissão aberta
 
 180º PMI válvula desc. fechada
Ciclo otto – ar + combustível
Ciclo diesel – ar
2º tempo – Compressão 360º PMS válvula admissão fechada
 
 180º PMI válvula desc. fechada
 
taxa compressão c. otto – 7.5:1
 c. diesel – 16:1
Temperatura se eleva a 1500 ºC
No final compressão ocorre faísca.
3º tempo – Expansão 360º PMS válvula admissão fechada
 
 540º PMI válvula desc. fechada
 
Temperatura altíssima, mais ou menos 2000 ºC
Tempo útil do motor
Momento de trabalho de vela e da injeção do diesel
Pistão na expansão é que executa trabalho acionando o eixo de manivelas
4º tempo – Descarga 720º PMS válvula admissão fechada
 
 540º PMI válvula descarga aberta
Temperatura descarga – 500 a 600 ºC
7.2) Motor de 2 tempos.
2 tempos = 1 volta do eixo = 360º
Motor é mais simples, não possui sistema de válvulas.
1º tempo: 0º PMS 1) expansão
 2) descarga
 180º PMI 3) admissão (começa)
2º tempo: 360º PMS 6) compressão (após fechamento da descarga)
 5) descarga (fecha a janela)
 180º PMI 4) admissão (termina)
8 – Diagramas termodinâmicos
	São denominados diagramas termodinâmicos as representações gráficas dos ciclos termodinâmicos dos motores, considerando as variações de pressão de volume.
8.1) Motor à 4 tempos
Ciclo Otto (Ciclo Real)
FIGURA 14 – Diagrama do Ciclo Otto (Motor de 4 tempos).
Fonte: Carretero e Elvira (Principios Fundamentales de los Motores y máquinas térmicas)
A combustão nos motores do Ciclo Otto ocorre a volume constante (isocórica) e pressão variável.
Quanto maior a área útil em relação à área perdida, maior é o rendimento do motor.
FIGURA 15 – Ciclo Otto, motor quatro tempos. Fonte: Metal Leve 
Ciclo diesel (ciclo real)
FIGURA 16 – Diagrama do Ciclo Diesel (Motor de 4 tempos).
FIGURA 17 – Ciclo Diesel, motores quatro tempos
Fonte: Metal Leve 
A combustão ocorre à pressão constante ( isobárica) e volume variável. No final da compressão ocorre a injeção do combustível.
Motor turbinado – É um dispositivo que tem por função propiciar a alimentação do motor pela ação da pressão. A alimentação é mais eficiente o que aumenta o rendimento do motor em aproximadamente 50%. Basicamente consiste de uma turbina acionada pelos gases da combustão, durante o escape, que por sua vez aciona outra turbina responsável pela injeção do ar no interior dos cilindros.
Vantagens do turbo alimentador:
Diminui a sucção
Aumenta injeção de ar
FIGURA 18 – Esquema do Motor Turbinado
Fonte: Metal Leve
8.2) Motores de 2 Tempos
Ciclo Otto
FIGURA 19 – Diagrama do Ciclo Otto (Motor de 2 tempos)
FIGURA 20 – Esquema do Motor de 2 tempos
Fonte: Metal Leve
Nota: O ciclo real não difere do ciclo ideal
Ciclo Diesel
FIGURA 21 – Diagrama do Ciclo Diesel (Motor de 2 tempos)
TABELA 1 - Diferenças entre os motores do Ciclo Otto e Diesel
	Diferença
	C. Otto
	C. Diesel
	Admissão
	Ar + Combustível
	Ar
	Compressão
	Baixa Compressão (1600 KPa)
	Alta compressão (3300 Kpa)
	Ignição
	Centelha
	Compressão do ar (maior temperatura)
	Expansão
	-
	-
	Descarga
	±600ºC
	±500ºC
9 – Cilindrada
É o volume deslocado dentro do cilindro pelo pistão (PMS - PMI), medido em cm³ (cc).
FIGURA 22 - Cilindro
Cilindrada Total
Ex:
D = 10 cm
L = 8 cm
n = 4 cilindros
C = ? e CT = ?
CT = C.n = 628,3 cm³ . 4 = 2513 cm³
CT = 2513 cm³ - Volume total deslocado pelo pistão nos 4 cilindros.
10 – Taxa de Compressão – TC
É a relação entre o volume da câmara do cilindro e a câmara de compressão.
Volume da Câmara = Cilindrada + Câmara de Compressão
FIGURA 23 – Esquema do cilindro 
Ex: cilindrada = 80cm3 
 câmara de compressão = 10 cm3 
TC = 80 cm³ + 10 cm³ = 9 : 1
 10 cm³
 
Álcool – 11 : 1
11 – Potência Específica
É a relação entre a potência do motor por litro de admissão ou cilindrada total.
Ex:
Volks 1300 cm³ → 46 cv
1300cm³ = 1,3dm³ = 1,3 L
Pot. Esp. = 46 cv = 35,4 cv/L 
 1,3L
- Menor potência específica → motor é menos forçado, menor rotação, maior vida útil.
FIAT = 1050 cm³ → 57 cv
 1,05 L - 57 cv
Pot. Esp. = 57 cv = 54,2 cv/L 
 1,05L
Fórmula 1 = 3000cm³ → 6000cv
Pot. Esp. = 600 cv = 200 cv/L → Maior rotação e menor vida útil
 3L
12 – Octanagem
É a resistência do combustível a detonação a altas pressões.
> Octanagem → > resistência a altas pressões sem que ocorra a detonação.
Gasolina Amarela – 72 octanas
Gasolina Azul – 80 octanas
Gasolina Verde (Formula 1) – 130 octanas
Álcool – 99 octanas
Utilizando combustíveis com maior octanagem pode-se aumentar a taxa de compressão.
13 – Regulagem das Válvulas
As válvulas de admissão e descarga do motor são acionadas pelo eixo comando de válvulas, abrindo-as e fechando-as no devido tempo. A regulagem das válvulas varia de motor para motor.
FIGURA 24 - Regulagem das válvulas 
Ciclo Teórico: 720º (4 Tempos) / 4 fases = 180º / cada fase
Ciclo Real
Válvula de Admissão
20º A.A.A. (Avanço da Abertura Admissão – Antes APMS)
65º R.F.A. (Retardo Fecham. Admissão – DepoisDPMI)
Válvula de Descarga
60º A.A.D. (Avanço da Abertura Descarga – APMI)
20º R.F.D. (Retardo Fecham. Descarga – DPMS)
Neste caso as duas válvulas estarão abertas simultaneamente 40º.
Cruzamento de válvula é igual ao tempo em que duas válvulas estão abertas.
FIGURA 25 – Válvulas de descarga
Exemplos:
1 – Um motor trabalha a 2000 rpm. Qual o tempo em seguida em que as válvulas ficam fechadas simultaneamente?
Dados:
Válvulas fechadas (Ex. anterior)
Compressão = 115º
Expansão = 120º
 2000 Rotações –- 60 seg.
 1 Rotação – x
360º – 0,03”
235º – y
2 – Trator Valmet
ADM
DESC
Determinar o cruzamento das válvulas
Admissão = 180 + 30 = 210º
Compressão = 180 – 30 = 150º
Expansão = 180 – 30 = 150º
Descarga = 30 + 180 = 210º
 720º - Logo não há
cruzamento de válvula.
Ciclo real = 720º
Ciclo ideal = 720º
 0º
14 – Sistema Elétrico dos Motores
Ciclo Otto (Sistema de Ignição por centelha).
Circuito Primário 
 (Baixa Tensão) ±2.000V
	- Bateria
	- Enrolamento Primário da Bobina
	
	- Amperímetro
	- Platinado
	
	- Interruptor-chave
	- Condensador
	
	- Resistência (Proteção)
	
	
2) Circuito secundário
(Alta Tensão) ±20.000V – baixa amperagem
- Enrolamento secundário da bobina
- Distribuidor
- Cabos
- Velas
- Bateria – Armazena energia química e a transforma em energia elétrica. É constituída por carcaça, placa positiva, placa negativa e bornes. Geralmente possui voltagem entre 6 A 12 V.
Bobina – transformação de voltagem (tensão). O superaquecimento da bobina não permite o faiscamento. Possui dois enrolamentos sendo um denominado primário e o outro o secundário. O enrolamento primário cria um campo magnético na bobina.
Platinado – transforma a corrente contínua em corrente pulsante (alternadas).
Quando abre – Interrompe o circuito de baixa tensão e descarrega o condensador. O fluxo elétrico é desviado para o enrolamento primário e secundário, induzindo uma força eletromotriz de alta tensão (12 a 14 mil volts).
Quando fecha – passa corrente para terra. Carrega o condensador. A corrente do circuito primário produz em torno das espiras do enrolamento primário, um fluxo magnético crescente que atravessando suas espiras induz no enrolamento uma F.E.M de auto-indução com sentido contrário a tensão principal. Simultaneamente nas espiras do enrolamento secundário aparece a F.E.M de indução mutua (2.000 V) que não é suficiente para produzir a faisca, por isso o circuito secundário falta a corrente . O condensador conectado em paralelo aos contatos do platinado se carrega.
Quando o eixo de ressaltos do distribuidor abre o platinado o circuito elétrico de baixa tensão é cortado. O condensador descarrega-se ao encontro da F.E.M de auto indução. O fluxo magnético em dissipação atravessa as espiras dos enrolamentos primário e secundário, o núcleo e o circuito magnético exterior no enrolamento primário induz a F.E.M de auto indução e no enrolamento secundário, a F.E.M de indução mútua (12 – 14 mil volts). Esta tensão é suficiente para produzir a faisca na vela.
Condensador – reduz o faiscamento do platinado. Evita que a corrente elétrica continue passando no platinado através de um arco voltaico.
Ciclo diesel
(sistema de ignição para super compressão)
Principais componentes.
Bateira
Motor de arranque
Gerador (dínamo ou alternador)
Regulador de voltagem
Geralmente o sistema elétrico do trator é 12 V.
a)Bateria – armazena energia química e transforma em energia elétrica. Aciona o motor de partida.
Voltagem = 6 a 12V.
Número de baterias = 1 a 2 baterias.
b)Motor de partida – motor elétrico de corrente contínua capaz de desenvolver alta potência durante curto espaço de tempo.
A finalidade do motor de partida é por em funcionamento o motor, fazendo girar a sua árvore de manivelas (girabrequim).
Partes componente:
Chave magnética 
Coletor 
Escova
Sapato polar
Induzido
Pinhão.
c) Gerador – fornece corrente elétrica aos aparelhos consumidores de energia e carrega a bateria. É acionado por uma correia ligado ao eixo do virabrequim.
pode ser:
Dínamo – usado em motor perkins
Alternador – usado em motor M.B.B e Detroit. Possui diodos que fazem a retificação da corrente.
voltagem – 12 a 14V.
amperagem – 30 a 35 A.
d) Regulador de voltagem – regula a voltagem para os aparelhos consumidores e evita que a bateria fique supercarregada.
Voltagem – 12 a 14 V.
Amperagem – até 35 A.
15 – SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DOS MOTORES
Alimentação dos motores do Ciclo Otto
São motores que utilizam como combustíveis a gasolina, álcool, querosene ou gás. O principal componente do seu sistema de alimentação é o carburador, cuja função é preparar e dosar a mistura do ar com a gasolina. O sistema de alimentação pode funcionar por:
Pressão – O tanque está abaixo do carburador. É necessário o uso de bomba alimentadora.
Gravidade – O tanque está acima do carburador.
Sucção – Usado para motores de pequena potência ( ≤ 3 CV).
Partes do carburador
FIGURA 27 – Partes do Carburador
1 – Agulha 
2 – Boia
3 – Cuba – depósito do combustível. 
4 – Gigleux, calibre ou vaporizador passagem.
5 – Difusor ou venturi - arrasta a mistura para o coletor.
6 – Vaporizador principal – dosa a quantidade de combustível para o gigleux.
7 – Vaporizador secundário – dosa a quantidade da mistura para a marcha lenta.
8 – Passagem de ar para a marcha lenta.
9 – Afogador – maior ou menor passagem de ar.
10 – Acelerador – maior ou menor passagem da mistura para o motor.
Principais defeitos
1) Entupimentos – causa falta de combustível.
2) Bola furada ou encuarcada – afogar o motor.
3) Agulha presa fechada: falta de combustível
 aberta: afogar motor.
4) Entrada de ar em falso – defeito na junta
Mistura ar-combustível
	Mistura
	gasolina
	álcool
	1) mistura rica – mais combustível 
	12:1
	
11:1
	2) mistura normal – menor queima 
	15:1
	
	3) mistura pobre – menos combustível 
	20:1
	
Reconhecimento da mistura
Métodos usados:
1 – Vacuometro.
2 – Funcionamento do motor.
3 – Coloração do cano de descarga
preto – mistura rica
cinza – mistura normal
cinza claro – mistura pobre
4 – Coloração da vela
preta – mistura rica
marrom – mistura normal
cinza claro – mistura pobre
Alimentação dos motores do Ciclo diesel
São motores que utilizam apenas o diesel como combustível. É constituído basicamente pelo tanque ou depósito de combustível, copo de sedimentação, bomba manual, filtros, bicos injetores e bomba injetora.
FIGURA 28 – Sistema de alimentação do Ciclo Diesel.
Cuidados com sistema de alimentação do motor diesel
Nunca deixar o óleo acabar. A tubulação não pode ter ar.
Manter em bom estado tubos e conecções.
Manter filtros limpos.
Cuidados com a bomba injetora e bicos.
Sangria – consiste na retirada de ar do sistema de alimentação. Deve ser feita por passos.
Afrouxar bujão sangrador do 1º filtro.
Acionar bomba manual. Quando parar de sair bolhas, fechar o bujão.
Repetir para o 2º filtro.
Afrouxar as conexões dos bicos injetores (um de cada vez) com motor ligado
16 – Sistemas de Arrefecimento
Mantém o motor a uma temperatura que propicia o seu maior rendimento.
Grande parte da energia do combustível (65%) não é utilizado para produzir trabalho, mas sim calor liberado pelo escapamento, e sistema de arrefecimento.
Tipos básicos de arrefecimento:
a ar
a água
a óleo
Arrefecimento a ar – Usado em motores estacionários ou de veículos com baixa potência.A ventilação pode ser natural ou forçada utilizando ventoinhas
Arrefecimento a água – Usado em motores de grande potência. A água circula pôr canaletas no interior do bloco e é refrigerada no radiador.
 
Partes constituintes:
Radiador
Tampa do radiador
Válvula Termostática
Bomba d’água
Ventilador
Correia
Grade protetora
Mangotes ou mangueiras
 
17 – Sistemas de Lubrificação
As partes móveis do motor estão sujeitas a fricção, choques, e contaminação. Para minimizar estes efeitos existe o sistema de lubrificação dos motores.
Partes constituintes:
Bomba de óleo - Engrenagem
Canaleta
Filtro - Elemento de papel poroso
Pescador
Manômetro
Sensor de pressão (cebolinha)
18 – Potência dos motores
Potência teórica
É a potência que produziria o motor se transformasse em trabalho mecânico toda a energia do combustível.
Onde:
C = consumo, L/h
Pt = potência teórica (cv)
ρ = densidade(kg/l)
Pc = poder calórico, kcal/kg
*1 kcal = 427 kg/m
Exemplo:
consumo: 8 l/h
ρ = 0.8 kg/l (diesel)
Pc = 11.000 kcal/kg
Pot. teórica (cv) = 8 l/h x 0.8(kg/l) x 11.000kcal/kg x 427
 3600 (s) x 75 (cv)
	Pot. teórica = 111 cv
Potência efetiva ou nominal
É a potência medida no eixo do motor. Corresponde a 25 à 40% da potência teórica.
Potência indicada
É a potência medida na cabeça do pistão no momento da combustão. Pode ser medida pelo manômetro de compressão. Também pode ser medida pelo dinamômetro de compressão.
 
pressão = F → pot. = F.v 
 A
V = ¶.D.n 
 60 
Onde: n = rpm do eixo
 D = diâmetro do eixo → curso do pistão (L).
	Pot. ind. (cv)= P. L . A . N . n
	4 tempos 75 x 60 x 2* 
*4 tempos - cada 2 voltas da árvore de virabrequim há uma combustão 
 2 tempos - cada volta da árvore há uma combustão.
P = pressão efetiva média (kgf/cm2)
L = Curso do pistão, (u)(pms-pmi)
A = área do pistão (cm2)
N = rpm
n = nº de cilindros.
Perdas de potência
Nos motores
Perda por altitude – a altitude local afeta a combustão do motor.
( > altitude → ar+rarefeito → <densidade ( <[O2]) )
Perdas devido a altitude
	Altitude
	ciclo diesel
	ciclo otto
	300 m
	1%
	5%
	600 m
	2%
	12%
	900 m
	4%
	16%
	1200 m
	7%
	22%
	1500 m
	10%
	26%
Exemplo:
trator 
combustível = diesel
pot. = 50cv
veloc. do trabalho = 7 km/h
altitude = 900 m
Qual a força disponível na barra tração?
P = F.v v = 7 km/h x 1000m/km
50 cv = F.v 3600s/h
F = 50cv.75 kgf/cv = 1929 kgf v = 1.94 m/s 
 1.94 m/s
F = 1929 kgf
900 m altitude → perda 4% (diesel)
F = 1928 kgf – ( 1928 – 0.04)
F = 1850 kgf
2) Perdas devido a declividade
10 kgf / tonelada – para cada 1% de declividade
Exemplo:
Trator – 3000 kg perda = 36 x 5 x 10 = 150 kgf
Declividade média = 5%
3) Perdas devido as condições do terreno (resistência do solo)
	Condições
	Perdas ( kgf/t )
	ótimas
	0
	regulares
	22.5
	ruins
	45
Teor de umidade
Temperatura
Perdas devido ao rolamento ( kgf/ton. )
	Tipo de superfície
	Roda de ferro
	Pressão Pneu
	esteira
	
	
	alta
	baixa
	
	Asfalto
	31.8
	27.2
	31.8
	31.8
	Terra seca e poeirenta
	54.4
	45.4
	36.3
	36.3
	Terreno sem arar
	77.1
	68.0
	54.4
	45.4
	Terreno arado
	99.8
	86.2
	68.0
	54.4
	Areia solta
	140.4
	122.5
	108.8
	77.1
	Estrada muito lamacenta
	181.4
	158.8
	145.1
	102.0
19 – Rendimentos do motor
Rendimento térmico (RT)
RT = potência indicada
 potência teórica 
Rendimento mecânico (RM)
RM = potência efetiva
 potência indicada
c) Rendimento termo-mecânico (RTM)
RTM = potência efetiva Motor otto – RTM – 20 à 25%
 potência teórica Motor diesel – RTM – 30 à 35%
Curva características dos motores.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
FIGURA 29 – Curva Características dos Motores
d – Consumo específico (g comb./ cv. H)
As fórmulas par determinação da potência de um motor e do torque mostram que estas variam com sua rotação.
P = F.V
no motor a velocidade será:
v = ¶.D.n (m/s)
 60
P = F.2.¶.R.n
 60x 75 cv/kgf
T = força x raio
P = 2¶.F.R.n → pot. (cv) = 0,0014 T.n
 60x75
Consumo específico – C
Exemplo:
A maxion apresenta as seguintes especificações técnicas, para trator de pneus modelo 9110.
Pot. na TDP = 65,9 kw – 540 rpm
Torque max. do motor = 1400 rpm
qual o torque disponível na tdp a uma rotação de 540 rpm?
qual a potência do motor quando esse fornece torque máximo (expressar em kw).
Pot. (cv) = 0,0014 T.n
1 cv = 735,5 w
1 cv = 0,735 kw
pot. (cv) = 65,9 kw. cv = 89,6 cv
 0,735 kw
89,6 cv = 0,0014. T. 540 rpm
T = 118,5 mkgf
pot (cv) = 0,0014 T.n
pot. (cv) = 0,0014 . 41 nkgf x 1400 rpm
pot. (cv) = 80,36 cv
pot (kw) = 80,36 cv . 0,735 kw
 cv 
pot (kw) = 59,1 kw
20- BIBLIOGRAFIA
BALASTREIRE, L. A. Máquinas agrícolas. Editora Manole. São Paulo, SP. 	1987. 307 p.
BARGER, E. L.; LILJEDAHL, J. B. ; CARLETON, W. M. , McKIBBEN, E. 	 	G. Tratores e seus motores. Editora Edgard Blucher LTDA. São Paulo, 	SP. 1963. 398 p.
HUNT, D. Maquinaria Agrícola - Rendimento económico, costos, operaciones, 	potencia y selección de equipo. Editora Limusa. México, DF. 1991. 451 p.
MIALHE, L. G. Máquinas agrícolas: ensaios & certificação. Fundação de 
	Estudos Agrários Luiz de Queiroz. São Paulo. 1996. 722 p.
MIALHE, L. G. Máquinas motoras na agricultura. Editora da Universidade de 
	São Paulo. São Paulo. 1980. V. 1 e 2. 367 p
PELLIZZI, G. Meccanica agraria - Le macchine operatrici. Edagricole. Milano. 	1988. 327 p.
SRIVASTAVA, A. K. ; GOERING, C. E. ; ROHRBACH, R. P. Engineering 	principles of agricultural machines. American Society of Agricultural 	Engineers. St. Joseph, Michigan. 1993. 601 p.
Motores à explosão (Ciclo Otto)
Combustível
Calor
Ar
Anel compressão
Camisa do pistão-motor Detroit (2 tempos)
D
L
CT = π D² . L .n / 4
 
C = Cilindrada unitária (cm³)
D = Diâmetro do Cilindro (cm)
L = Curso do pistão (cm)
C = π D² / 4 . L
Onde n = Nº. de cilindros.
C = π 10² . 8 / 4
C = 628,3 cm³/cilindros
�
PMS
PMI
Cilindrada
 Rebaixamento do cabeçote > TC
> TC => >Potência < Câmara de compressão
7 : 1
12 : 1
Diesel
16 : 1
22 : 1
Potência Específica = CV / Litro
Exp
Adm
Comp
Desc
PMI
PMS
Exp
Adm
PMS
PMI
Comp
Desc
65º
20º
20º
Admissão = 180 + 20 +65 = 265º
Compressão = 180 - 65 = 115º
Expansão = 180 - 60º = 120º
Descarga = 180 + 60 + 20 = 260º
Ciclo real = 760º
Ciclo teórico = 720º
Cruzamento de válvula = 760-720 =40º
235º
 x = 0,03”
 y = 0,019”
0º APMS
30º DPMI
30º APMI
0º DPMS
Tampa
RotorP
(cv)
30º
Desc
Comp
PMI
PMS
Adm
Exp
30º
 T
(mkgf)
 C
(g/cv.h)
h (rpm)
T = P (cv)
 0,0014.n
C = c (l/h) x s (g/l)
 ρ (cv)
� EMBED AutoCAD.Drawing.15 ���
� EMBED AutoCAD.Drawing.15 ���
60º
Janela de admissão do ar apenas
� EMBED Paper.Document ���
Explosão
Expansão
Admissão 
Expulsão
Compressão
Combustão
Admissão
Compressão
Descarga
Expansão
� EMBED PBrush ���
Função de manter o nível de combustível na cuba.
� EMBED AutoCAD.Drawing.15 ���
Gasolina
FIGURA 26 – Trator Valmet
Admissão
Compressão
Descarga
Expansão
� EMBED PBrush ���
A
PMS
B
PMI
D
E
Combustão
Combustão
o
E
D
B
A
Admissão
Compressão
Descarga
Expansão
� EMBED PBrush ���
Anéis de vedação
Anel de lubrificação
Nível de óleo
Árvore de manivelas
Árvore de comando das válvulas
Janelas
Tampa de cobertura dos sistemas de válvulas
Válvulas
Vela de ignição
Cabeçote
Pistão
Aneis do pistão
Canaletas d’água de arrefecimento
Biela
Cilindro
Bloco
Cárter
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�PAGE �8�
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