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CICLO OPERATIVO DOS MOTORES OTTO E DIESEL 
MOTORES DE DOIS TEMPOS E QUATRO TEMPOS 
 Prof. Wladimir BorgesProf. Wladimir BorgesProf. Wladimir BorgesProf. Wladimir Borges 
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CICLO OPERATIVO DOS MOTORES OTTO E DIESEL 
MOTORES DE DOIS TEMPOS E QUATRO TEMPOS 
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MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA - MCI 
INTRODUÇÃO 
Motor de combustão interna - é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. O processo de 
conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases. 
São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que 
realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão. 
Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os 
gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine. 
Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de frequente, não é tecnicamente 
correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna 
da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que pode-se chamar de explosão (queima descontrolada sem frente de 
chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade dos mesmos e 
menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de gás nitrogênio. 
CICLOS TERMODINÂMICOS 
Um ciclo termodinâmico se constitui de qualquer série de processos termodinâmicos (na Física, uma transformação termodinâmica é um processo pelo qual um 
sistema termodinâmico evolui entre dois estados de equilíbrio) tais que, ao transcurso de todos 
eles, o sistema regresse a seu estado inicial é um ciclo termodinâmico; ou seja, que a variação 
das grandezas termodinâmicas próprias do sistema seja nula. 
Não obstante, a variáveis como o calor ou o trabalho não é aplicável a anteriormente dito já que 
estas não são funções de estado do sistema, senão transferências de energia entre este e seu 
entorno. Um fato característico dos ciclos termodinêmicos é que a lei da conservação de energia 
dita que: a soma de calor e trabalho recebidos pelo sistema deve ser igual à soma de calor 
e trabalho realizados pelo sistema. 
CICLO OTTO E CICLO DIESEL Ciclos mais difundidos, que regem quase a totalidade de 
motores construídos 
 
Quente
Fonte
Fria
Fonte
Máquina
alizado
Trabalho
Re
CICLO OPERATIVO DOS MOTORES OTTO E DIESEL 
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CICLO OTTO 
O Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau de 
Rochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel. 
Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeio atualmente. Para esta aplicação, é possível construir motores a quatro tempos mais 
eficientes e menos poluentes em comparação aos motores a dois tempos, apesar do maior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume, 
comparando motores de mesma potência. 
MOTOR DE QUATRO TEMPOS – CICLO OTTO 
Durante o funcionamento, o motor exerce quatro funções importantíssimas que são: admissão, compressão, explosão e escape. Coincidentemente, como temos 
quatro tempos e quatro funções, cada uma dessas funções caiu num tempo, ou seja, admissão no primeiro tempo, compressão no segundo tempo, explosão 
no terceiro tempo e escape no quarto tempo, como podemos observar na ilustração a seguir e o seu ciclo. 
O ciclo ideal se constitui dos seguintes processos: 
1. Admissão isobárica(pressão constante) 0-1. 
2. Compressão adiabática(sem troca de calor) 1-2. 
3. Combustão isocórica (volume constante)2-3, expansão adiabática 3-4. 
4. Abertura de válvula 4-5, exaustão isobárica 5-0. 
 
 
 
 
 
 
 
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Resumindo: 
1 tempo = 1 curso do pistão = 1/2 volta da árvore de manivelas ou 180 graus de giro. 
4 tempos = 4 cursos do pistão = 2 voltas da árvore de manivelas ou 720 graus de giro. Como podemos observar, para que sejam efetuados os quatro tempos do 
motor, são necessários duas voltas da árvore de manivelas e quatro cursos do pistão. 
MOTOR DE DOIS TEMPOS – CICLO OTTO 
Motor a dois tempos é um tipo de motor de combustão interna de mecanismo simples. Ou seja, ocorre um ciclo de admissão, compressão, expansão e 
exaustão de gases a cada volta do eixo. Diferente dos motor de quatro tempos, as etapas de funcionamento não ocorrem de forma bem demarcada, havendo 
admissão e exaustão de gases simultaneamente, por exemplo. 
Um tempo de funcionamento do motor é percurso do ponto morto inferior ao ponto morto superior da trajetória do pistão. Assim, um tempo equivale a meia volta 
do eixo de manivelas. No caso, chama-se o primeiro tempo de compressão e admissão, o segundo, de escape e transferência de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismo 
Motores de pequeno porte, a 2 tempos, não utilizam o cárter como depósito de óleo. A lubrificação obtém-se adicionando óleo diretamente ao combustível, na 
proporção típica de 1 volume de óleo para 40 de combustível, ou com a utilização de algum dispositivo de lubrificação automática (injetor dosador de óleo). 
Assim, o óleo contido no combustível deposita-se nas superficies metálicas lubrificando os elementos a medida em que passa da câmara de combustão para o 
cárter. 
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Estes motores freqüentemente não possuem válvulas propriamente ditas, têm duas janelas na parede da câmara de combustão, para comunica-la com o exterior 
e o cárter: 
• A janela de admissão, por onde vai ser introduzida a mistura gasosa formada pelo ar e pelo combustível. 
• A janela de comunicação entre o cilindro e o cárter, à qual também se dá o nome de "transfere"; 
• A janela de escape, colocada na parte superior do cilindro e que faz a comunicação deste com o exterior, 
permitindo a saída dos gases queimados provenientes da combustão. 
O funcionamento ocorre conforme a seguinte sequência: 
1. À medida que ocorre o movimento ascendente do êmbolo, este obstrui as janelas, e em seguida comprime a 
mistura gasosa existente na parte superior do cilindro. 
2. Ao mesmo tempo cria-se um vácuo no cárter, que força a admissão dear atmosférico no interior do mesmo. 
3. Quando o êmbolo atinge o ponto morto superior dá-se a ignição, devido à libertação da faísca na vela. Os gases 
pressionam o pistão em direcção ao ponto morto inferior, produzindo assim trabalho, movimentando a 
cambota(virabrequim). Durante esta etapa, o êmbolo libera a janela de escape possibilitando a saída dos produtos dos gases de combustão. 
4. Próximo ao ponto morto inferior, o pistão abre a janela de transferência. Ao mesmo tempo, 
seu movimento descendente pressuriza o carter, forçando a nova mistura a penetrar na 
câmara o que também contribui na exaustão de gases de combustão. Ao término desta 
fase o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita. 
Veja agora esquema de Motor a dois tempos, sem válvulas, de ignição por faísca. 
 
 
 
Desempenho 
Comparando motores de mesmo porte (capacidade volumétrica e velocidade de rotação), motores 
de dois tempos têm maior potência em relação a motores de quatro tempos. Nas máquinas de dois 
tempos, como descrito a cima, ocorre um tempo de combustão por cilindro a cada volta da árvore de manivelas, enquanto nas máquinas de quatro tempos, 
ocorre um tempo de combustão a cada duas voltas. 
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Por outro lado, motores de dois tempos de pequeno porte operam com menor eficiência térmica em decorrência da baixa qualidade de queima devida a deficiente 
mistura entre ar e combustível e conexão direta entre janelas de admissão e exaustão. Com isto, não é correto concluir que os mesmos têm o dobro da potência 
comparados aos de quatro tempos. 
Estas limitações provocam emissão de combustíveis não queimados através dos gases de exaustão como monóxido de carbono, fuligem e hidrocarbonetos, 
elevando o consumo (em cerca de 30%) e emissões atmosféricas. 
A concepcão mais simples e a maior densidade de potência tornam os motores de dois tempos uma máquina leve dentre os motores a pistão o que leva-os a 
equipar aviões e máquinas portáteis de baixo custo. 
CICLO DIESEL 
O Motor Diesel ou motor de ignição por compressão é um motor de combustão interna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913), em que 
a combustão do combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pela compressão de ar. Os motores Diesel caracterizam-se pela ignição por 
compressão. O fluido de trabalho (normalmente ar) é comprimido sem ser misturado ao combustível e quando o combustível é injetado no fluido comprimido e 
quente esse se inflama. As máquinas que impulsionam veículos pesados como caminhões, trens e navios, usualmente são baseadas no ciclo ideal de Diesel, o 
que não se refere ao combustível utilizado e sim ao ciclo termodinâmico em que operam. 
As principais diferenças observadas entre o motor a gasolina e o motor diesel são as seguintes: 
• Enquanto o motor a gasolina funciona com a taxa de compressão que varia de 8:1 a 12:1, no motor diesel esta varia de 14:1 a 25:1. Dai a robustez de um 
relativamente a outro. 
• Enquanto o motor a gasolina aspira a mistura ar/combustível para o cilindro o motor Diesel aspira apenas ar. 
• A ignição dos motores a gasolina se dá a partir de uma faisca elétrica fornecida pela vela de ignição antes da máxima compressão na camara de 
combustão. Já no motor Diesel ocorre combustão do combustível pelas elevadas temperaturas (500 ºC a 650ºC) do ar comprimido na camara de 
combustão. O Engenheiro Rudolf Diesel, chegou a esse método quando aperfeiçoava máquinas a vapor. 
O combustível utilizado atualmente pelos motores diesel é o gasóleo (o invento original rodou com óleo vegetal ), um hidrocarboneto obtido a partir da destilação 
do petróleo a temperaturas de 250°C e 350°C. Recentemente, o diesel de petróleo vem sendo substituído pelo biodiesel e por óleo vegetal a partir de tecnologias 
de conversão, sendo a maioria de fontes de energia renovável. Onde se tem feito mais evolução neste tipo de motorização mais eficiente que o seu congénere a 
gasolina é no campo da injeção direta, nomeadamente nas de alta pressão como o injetor-bomba e o "common-rail", que possibilitam a obtenção de mais 
potência, menor consumo e menos ruído de funcionamento. 
 
 
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O Ciclo Diesel 
Para explicar o funcionamento de um motor Diesel, é preciso conhecer algumas características termodinâmicas referentes à teoria de máquinas térmicas, mais 
concretamente aos ciclos térmicos. O ciclo Diesel representa, em teoria, o funcionamento do motor com o mesmo nome. A realidade não difere muito deste 
modelo teórico, mas devido a variados fatores, o ciclo térmico não passa mesmo disso. Na prática, o funcionamento possui algumas diferenças. 
• 1 → 2 : Compressão isentrópica → W1,2 
• 2 → 3 : Fornecimento de calor a pressão constante (isobárico) →q2,3 
• 3 → 4 : Expansão isentrópica → W3,4 
• 4 → 1 : Cedência de calor a volume constante → q4,1 
Trabalho de ciclo: Wciclo = W1,2 + W3,4 
 
Rendimento do ciclo: 
 
MOTOR DE QUATRO TEMPO - CICLO DIESEL 
Na maioria das aplicações, os motores Diesel funcionam a quatro tempos. O ciclo inicia-se com o êmbolo no Ponto Morto Superior (PMS). A válvula de admissão 
está aberta e o êmbolo ao descer aspira o ar para dentro do cilindro. 
O êmbolo atinge o Ponto Morto Inferior (PMI) e inicia-se então a compressão. A temperatura do ar dentro do cilindro aumenta substancialmente devido à 
diminuição do volume. 
Pouco antes do PMS o combustível começa a ser pulverizado pelo ejetor em finas gotículas, misturando-se com o ar quente até que se dá a combustão. A 
combustão é controlada pela taxa de injeção de combustível, ou seja, pela quantidade de combustível que é injetado. O combustível começa a ser injetado um 
pouco antes do PMS devido ao fato de atingir a quantidade suficiente para uma perfeita mistura (ar + combustível)e consequentemente uma boa combustão. 
A expansão começa após o PMS do êmbolo com a mistura (ar + combustível) na proporção certa para a combustão espontânea, onde o combustível continua a 
ser pulverizado até momentos antes do PMI. 
O ciclo termina com a fase de escape, onde o embolo retorna ao PMS, o que faz com que os gases de combustão sejam expulsos do cilindro, retomando assim o 
ciclo. 
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se existir valvulas é motor de quatro tempos isso p/ motor dieselnullnull
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MOTORES DE DOIS TEMPO – CICLO DIESEL 
A figura a mostra a disposição de um típico motor a diesel dois-tempos: 
 
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. 
Vê-se, nas figuras seguinte um exemplo de motor Diesel dois tempos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TEMPOPRIMEIRO
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TEMPOSEGUNDO
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EXERCÍCIOS 
1. Em motores do ciclo Otto e Diesel, observamos algumas diferenças entre eles. Assim, motores Diesel não necessitam, para seu funcionamento de: 
 a) Válvulas b) câmaras de combustão c) velas de ignição d) ar 
2. Na figura mostramos o desenho de um motor em corte. Por suas características, podemos afirmar que o mesmo é: 
a) Um motor de 4 tempos b) Um motor diesel de 2 tempos 
c) Um motor do ciclo Diesel de 4 tempos d) Um motor do ciclo Otto de 2 tempos 
 
DEFINIÇÕES 
Entalpia - é uma grandeza física que busca medir a energia em um sistema termodinâmico que está disponível na forma de calor, isso a pressão constante. No 
Sistema Internacional de Unidades a unidade da entalpia é o joule (J), e esta grandeza é geralmente representada pelo símbolo H. 
Entropia - De acordo com a segunda lei da termodinâmica, trabalho pode ser completamente convertido em calor, mas calor não pode ser completamente 
convertido em trabalho. Com a entropia procura-se mensurar a parcela de energia que não pode mais ser transformada em trabalho em transformações 
termodinâmicas. 
BIBLIOGRAFIA 
1. “Motores Diesel” - by E.T.A.I Editions Techniques pour l’Automobile et l’Industrie – Hemus – livraria Editora Ltda 4ed - 1978 
2. “Física Ciência e Tecnologia” : Volume Único / Carlos Magno Azinaro torres...[et al.] – São Paulo:Moderna, 2001. 
3. “Fundamentos da Termodinâmica Clássica” – Van Wylen, Gordon John [e] Sonntag, Richard E.; Tradutores: Eitaro, Yamane [e outros] 
2ed. - S. Paulo, Edgar Blucher, 1976 
4. “Wikipédia”, a enciclopédia livre da internet. 
 
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