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LISTA 1 EXERCÍCIOS MOTORES COMB INTERNA

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LISTA 1 EXERCÍCIOS MOTORES COMB INTERNA

ANDRADINA 
2018 
 
 
1 
 
UNIVERSIDADE BR SIL 
Engenharia Mecânica – 8º Período 
 
Discente: Eduardo Moreira Bezerra RA: 1530096890 
Docente: Prof. Me. Juliano Torteli de Godoi Zucato 
Disciplina: Motores de Combustão Interna 
Data: 27/09/2018 
LISTA 1 
 
 
 
1) O motor da Ferrari F1 – 2.000 possui 10 cilindros montados em V, 40 válvulas, cilindrada total de 2.997 cm3 e 
potência de 574 kW (770 HP). Os cilindros têm diâmetro de 96 mm, motor a 4T, diâmetro dos pistões de 10 cm, raio 
do virabrequim de 4,5 cm; volume da câmara de combustão de 78,5 cm3 e rotação de 14.500 rpm. Pede-se, 
determinar: 
 
Quatro tempos 
Número de cilindros: 𝑧 = 10 em V 
Volume total: 𝑉𝑑 = 2.997cm
3 
Volume câmara de combustão (volume morto): 𝑉2 = 78,5 cm
3 
Diâmetro dos cilindros: 𝐷 = 96 mm = 9,6 𝑐m 
Raio do virabrequim (ou árvore de manivela): 𝑟 = 4,5 cm = 45 mm 
Potência: 𝑁 = 574 kW = 574 ⋅ 103 W 
Rotação: 𝑛 = 14.500 rpm 
 
a) O curso (mm); 
𝑆 = 2 ⋅ 𝑟 = 2 ⋅ 45 
 
𝑺 = 𝟗𝟎 𝐦𝐦 
 
b) A cilindrada unitária (cm3); 
𝑉du =
𝑉d
𝑧
=
2.997
10
 
 
𝑽du = 𝟐𝟗𝟗, 𝟕 cm
3 
 
c) A taxa de compressão; 
𝑟V =
𝑉du
𝑉2
+ 1 =
299,7
78,5
+ 1 = 4,8178 
 
𝒓V = 𝟒, 𝟖𝟏𝟕𝟖 ∶ 𝟏 
 
d) A velocidade média do pistão (m s⁄ ); 
𝑣𝑝 = 𝜛 ⋅ 𝑟 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅
𝑛
60
⋅ 𝑟 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅
14.500
60
⋅ (4,5 ⋅ 10−2) 
 
𝒗𝒑 = 𝟔𝟖, 𝟑𝟐𝟗 m s⁄ 
 
e) A velocidade angular da árvore comando de válvulas (rad s⁄ ); 
 
𝜛𝑣á𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 =
𝜛𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
2
=
2𝜋 ⋅ 𝑛
2
= 𝜋 ⋅ 𝑛 = 3,14 ⋅
14.500
60
 
 
𝝕𝒗á𝒍𝒗𝒖𝒍𝒂 = 𝟕𝟓𝟖, 𝟖 rad s⁄ 
 
f) Se na rotação dada, a combustão se realiza para ∆𝛼 = 25°, qual o tempo de duração da combustão (s)?; 
 
𝑡𝑟𝑜𝑡. 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 =
1
𝑛
= 4,14 ⋅ 10−3 s 
 
Para cada rotação de motor, temos ∆𝛼 = 360°. Assim o tempo para completar 25° é 
 
𝑡𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡ã𝑜 =
4,14 ⋅ 10−3 ⋅ 25°
360°
 
 
 
𝒕𝒄𝒐𝒎𝒃𝒖𝒔𝒕ã𝒐 = 𝟐, 𝟖𝟕𝟓 ⋅ 𝟏𝟎
−𝟒 s 
 
g) O número de vezes que a válvula de escape abre em 1 minuto. 
 
Para um motor de quatro tempos, a cada duas rotações do eixo a válvula de escape abre uma vez. Logo pela regra 
de três, temos: 
14.500 − 2 
𝑛𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 − 1 
 
Portanto, o número de vezes que a válvula de escape irá abrir é 𝑛𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 = 7.250 vezes por minuto. 
 
 ANDRADINA 
2018 
 
 
2 
 
UNIVERSIDADE BR SIL 
Engenharia Mecânica – 8º Período 
 
Discente: Eduardo Moreira Bezerra RA: 1530096890 
Docente: Prof. Me. Juliano Torteli de Godoi Zucato 
Disciplina: Motores de Combustão Interna 
Data: 27/09/2018 
LISTA 1 
 
 
 
2) Um motor a 4T tem 4 cilindros, diâmetro de 8,6 cm, curso de 8,6 cm e taxa de compressão 9: 1. A rotação é de 
5.400 rpm. Pede-se: 
 
Quatro tempos 
Número de cilindros: 𝑧 = 4 
Diâmetro do cilindro: 𝐷 = 8,6 cm 
Curso: 𝑆 = 8,6 cm 
Taxa de compressão: 𝑟V = 9: 1 
Rotação: 𝑛 = 5.400 rpm 
 
a) A cilindrada unitária (cm3); 
𝑉du =
𝜋𝐷2
4
⋅ 𝑆 =
𝜋 ⋅ (8,6)2
4
⋅ 8,6 
 
𝑉du = 𝟒𝟗𝟗, 𝟓𝟓 𝐜𝐦
𝟑 
 
b) A cilindrada do motor (cm3); 
𝑉d = 𝑉du ⋅ 𝑧 = 499,55 ⋅ 4 
 
𝑉d = 𝟏. 𝟗𝟗𝟖, 𝟐𝟑 𝐜𝐦
𝟑 
 
c) O volume morto (cm3); 
𝑟V =
𝑉du
𝑉2
+ 1 ⟹
𝑉du
𝑉2
= 𝑟V − 1 ⟹ 𝑉du = 𝑉2 ⋅ (𝑟V − 1) 
 
𝑉2 =
𝑉du
𝑟V − 1
=
499,55
9 − 1
 
 
𝑉2 = 𝟔𝟐, 𝟒𝟒 𝐜𝐦
𝟑 
 
d) O volume total (cm3); 
𝑟V =
𝑉1
𝑉2
⟹ 𝑉1 = 𝑟V ⋅ 𝑉2 = 9 ⋅ 62,44 
 
𝑉1 = 𝟓𝟔𝟏, 𝟗𝟔 𝐜𝐦
𝟑 
 
e) O raio da manivela (cm); 
𝑆 = 2 ⋅ 𝑟 ⟹ 𝑟 =
𝑆
2
=
8,6
2
 
 
𝒓 = 𝟒, 𝟑 𝐜𝐦 
 
f) A nova taxa de compressão ao trocar a junta por outra com 1 mm a menos de espessura; 
 
Temos que 𝑉2 = 62,4 cm
3 é o volume morto da câmara que compõe o cilindro, logo seu volume é dado por 
𝑉2 = 𝐴 ⋅ ℎ2 =
𝜋 ⋅ 𝐷2
4
⋅ ℎ2 
Onde ℎ2 é a altura inicial do cilindro, ou seja 
 
ℎ2 =
4 ⋅ 𝑉2
𝜋 ⋅ 𝐷2
=
4 ⋅ 62,4
𝜋 ⋅ 8,62
⟹ ℎ2 = 1,0742 cm 
 
A nova junta apresenta 1 mm (∆ℎ = 1 mm = 0,1 cm) a menos de espessura. Considerando que após o apeto 
esta sofra uma redução de 10%, temos que a nova junta da câmara de combustão será: 
 
ℎ2
′ = ℎ2 + 0,9 ⋅ ∆ℎ = 1,0742 + 0,9 ⋅ 0,1 ⟹ ℎ2
′ = 1,1642 cm 
 
Assim, o volume da junta trocada da câmara de combustão após a troca da junta é 
 
𝑉2
′ = 𝐴 ⋅ ℎ2
′ =
𝜋 ⋅ 𝐷2
4
⋅ ℎ2
′ =
𝜋 ⋅ 8,62
4
⋅ 1,1642 ⟹ 𝑉2
′ = 67,62 cm3 
 
Portanto, a nova taxa de compressão é 
 
𝑟𝑉
′ =
𝑉1
𝑉2
′ =
561,96 
67,62
= 8,31 
 
𝑟𝑉
′ = 𝟖, 𝟑𝟏: 𝟏 
 
 ANDRADINA 
2018 
 
 
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UNIVERSIDADE BR SIL 
Engenharia Mecânica – 8º Período 
 
Discente: Eduardo Moreira Bezerra RA: 1530096890 
Docente: Prof. Me. Juliano Torteli de Godoi Zucato 
Disciplina: Motores de Combustão Interna 
Data: 27/09/2018 
LISTA 1 
 
 
 
g) O número de cursos de um pistão, por segundo; 
A velocidade angular do pistão em rad s⁄ é 
 
𝜛 = 2𝜋 ⋅ 𝑛 = 2𝜋 ⋅
5.400
60
= 565,486 rad s⁄ 
 
A cada volta completa do pistão um curso do pistão se completa. Assim o número de cursos do pistão é igual a 
sua velocidade angular: 
 
𝑛 ⟶ 1 curso s⁄ 
𝜛 ⟶ 1 rad s⁄ 
 
Portanto, o número de cursos do pistão (𝑁𝑃𝑖𝑠𝑡ã𝑜) por segundo é 
 
𝑁𝑃𝑖𝑠𝑡ã𝑜 = 565,486 cursos s⁄ 
 
h) O número de vezes que a válvula de admissão abre em 1 minuto. 
A cada duas rotações do motor, a válvula de admissão abre uma vez. Assim, temos a metade da rotação: 
 
𝑛𝐴𝑑𝑖𝑚𝑖𝑠𝑠ã𝑜 =
𝑛
2
=
5.400
2
= 2.700 rpm 
Portanto, a quantidade (𝑁𝐴𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠ã𝑜) de vezes que a válvula de admissão abre em 1 minuto é: 
 
𝑁𝐴𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠ã𝑜 = 2.700 aberturas min.⁄ 
 
3) Porque os motores Otto 2T têm seu campo de aplicação limitado a baixas potências? 
O uso dos motores Otto 2T são limitados a aplicações de baixa potência devido ao consumo específico e aos 
problemas de lubrificação que reduzem a vida útil do mesmo. Como para baixa potência estes motores apresentam 
custo inicial inferior, a sua utilização ainda é economicamente justificável. 
 
4) Cite duas vantagens e duas desvantagens do motor a 2T de ignição por faísca em relação a um motor a 4T de ignição 
por faísca. 
Vantagens: é simples devido sua ausência das válvulas, pequeno e leve. 
Desvantagens: lubrificação precária devido à presença de combustível no lubrificante e baixa eficiência devido à perda 
de mistura ar-combustível no escape. 
 
5) Cite três diferenças fundamentais entre o funcionamento do motor Otto e o do motor Diesel. 
Ignição: nos motores Otto a ignição é realizada por uma única faísca, centelha. Já nos motores Diesel a ignição é 
espontânea devido ao contato do combustível com o ar superaquecido. 
Mistura comprimida: nos motores Otto uma mistura ar-combustível é comprimida pelo pistão. Já os motores Diesel 
comprimem apenas ar, o combustível só é introduzido quando o pistão se aproxima do PMS. 
Taxa de compressão: para os motores Otto a taxa de compressão deve ser relativamente baixa para se evitar 
autoignição. Os motores Diesel devem apresentar altas taxas de compressão para que ocorra a autoignição, utilizando 
o princípio básico da ignição espontânea. 
 
6) Pesquise