Motores Diesel teoria

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
IT – Departamento de Engenharia 
ÁREA DE MÁQUINAS E ENERGIA NA AGRICULTURA 
IT 154- MOTORES E TRATORES 
 
CONSTITUIÇÃO DOS MOTORES 
Carlos Alberto Alves Varella1 
 
INTRODUÇÃO 
Os motores podem ser definidos como todo tipo de conjunto mecânico capaz de transformar 
uma determinada energia em energia mecânica. Os motores são classificados segundo a energia 
que transformam. 
1. Eólicos: Utilizam-se do movimento do ar. Nestes motores hélices são impulsionadas por fluxo 
de ar. São destinados normalmente ao bombeamento de água, moinhos e, atualmente também 
parag geração de energia elétrica. 
2. Hiráulicos: direcionamento do fluxo hidráulico através de uma turbina hidráulica, 
impulsionando um eixo produzindo movimento de rotação. Destinado tradicionalmente ao 
acionamento de máquinas estacionárias. 
3. Elétricos: utiliza as propriedades magnéticas da corrente elétrica para acionamento de um 
eixo. Aplicações inúmeras . Possibilidade de atingir uma grande gama de potências, desde 
motores elétricos minúsculos a motores de porte elevado. 
4. Térmicos: baseado nas propriedades térmicas das substâncias. Aumento do volume e 
pressão para produzir movimento linear transformado em movimento de rotação através do 
conjunto biela-manivela. 
4.1. Térmicos de combustão externa: A combustão é realizada externamente ao motor, isto é, o 
calor é produzido fora do motor em local denominado de caldeira (Figura 1). Em geral utiliza-se 
vapor d’água proveniente da elevação de pressão no processo de ebulição. Nesta categoria se 
enquadram os motores das locomotivas a vapor. Atualmente o princípio é utilizado nas Usinas 
Termoelétricas, podendo utilizar combustível fóssil ou nuclear. 
 
Figura 1. Combustão externa: calor é produzido fora do motor em caldeiras. 
 
1 Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – Seropédica – RJ. 
E-mail: varella@ufrrj.br. 
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4.2. Térmicos de combustão interna: A combustão é realizada dentro do próprio motor. Tipos 
de motores que vamos estudar. Atualmente utilizados na propulsão de tratores e máquinas 
agrícolas. Baixo consumo, flexibilidade, disponibilidade de fontes de energias abundantes. 
 
PRINCIPAIS PARTES CONSTITUINTES 
Os motores de combustão interna apresentam três principais partes: cabeçote, bloco e cárter, 
conforme ilustrado na Figura 2. 
 
Figura 2. Partes do motor de combustão interna. 
 
CABEÇOTE DO MOTOR 
O cabeçote é a parte superior do motor. Normalmente os cabeçotes de motores resfriados a 
água são fabricados em ferro fundido, e em circunstâncias especiais que exige pouco peso, são 
fabricados em alumínio. A Figura 3 ilustra o cabeçote de um motor de quatro tempos. 
 
Figura 3. Cabeçote de um motor de quatro tempos. 
 
Atualmente, quase todos os motores apresentam as válvulas no cabeçote. No cabeçote dos 
motores de quatro tempos existe para cada cilindro, uma válvula de descarga, uma válvula de 
 3 
admissão, uma câmara de combustão, um coletor de admissão, um coletor de descarga. O eixo de 
comando de válvulas pode ser encontrado no cabeçote ou no bloco do motor. 
 
Válvulas 
A válvula de haste é hoje universalmente usada nos motores de quatro tempos. Controlam a 
entrada e saída de gases no cilindro. As válvulas de admissão são de aço, de aço ao níquel ou 
cromo-níquel. A passagem dos gases de admissão mantém sua temperatura entre 250 e 300°C. 
As válvulas de descarga são de uma liga de aço, de forte teor de níquel, de cromo e de 
tungstênio. O níquel melhora a resistência; o cromo torna o aço inoxidável; o tungstênio mantém 
uma forte resistência mecânica em temperaturas elevadas. As válvulas de descarga suportam 
temperaturas entre 700 e 750°C. 
O motor de quatro tempos convencional apresenta duas válvulas por cilindro: uma de 
admissão e outra de descarga. Segundo TAYLOR (1976), a capacidade de escoamento da 
válvula de descarga pode ser menor que da válvula de admissão, e recomenda que o diâmetro da 
válvula de descarga deve ser 0,83-0,87 do diâmetro da válvula de admissão. A Figura 4 ilustra 
diversos tipos de válvulas para motores de quatro tempos. 
 
Figura 4. Diversos tipos de válvulas para motores de quatro tempos. 
 
Eixo de cames ou de comando de válvulas 
Este eixo controla a abertura e fechamento das válvulas de admissão e descarga. Recebe 
movimento da árvore de manivelas, possui um ressalto ou came para cada válvula e gira com 
metade da velocidade da árvore de manivelas. Os ressaltos atuam sobre os impulsionadores das 
válvulas em tempos precisos. Os eixos de cames são fabricados em aço forjado ou ferro fundido 
(ao níquel-cromo-molibdênio). Passam por tratamentos como cementação e tempera, de maneira 
a oferecer a máxima resistência ao desgaste dos ressaltos. A Figura 5 ilustra o eixo de cames ou 
de comando de válvulas. 
 4 
 
Figura 5. Eixo de cames ou de comando de válvulas. 
 
BLOCO DO MOTOR 
O bloco é a parte central do motor. São, na sua maioria, de ferro fundido. A resistência do 
bloco pode ser aumentada, se for utilizada na sua fabricação uma liga de ferro fundido com 
outros metais. Alguns blocos de motor são fabricados com ligas de metais leves, o que diminui o 
peso e aumenta a dissipação calorífica. Neste caso o cilindro é revestido com camisa de ferro 
fundido. A Figura 6 ilustra o bloco do motor de combustão interna. 
 
 
Figura 6. Bloco do motor de combustão interna. 
Vídeo: bloco do motor 
 
Cilindro 
O cilindro é um furo no bloco aberto nas duas extremidades. Os cilindros podem ser 
constituídos por uma peça sobressalente denominada camisa, que é colocada no furo do bloco, 
evitando que este sofra desgaste. A camisa ou câmara de água é um conjunto de condutores para 
circulação da água de resfriamento dos cilindros, e, é normalmente fundida com o bloco do qual 
faz parte integrante. 
Árvore de manivelas ou virabrequim 
Á árvore de manivelas possui na extremidade posterior um flange para acoplamento do 
volante do motor e na extremidade anterior um eixo para transmissão de rotação ao eixo de 
comando de válvulas, diretamente engrenado ou por intermédio de corrente/correia dentada. São 
 5 
normalmente fabricadas em aço ou aço fundido. A Figura 7 ilustra árvore de manivelas de um 
motor de quatro cilindros.. 
 
 
 
Figura 7. Árvore de manivelas de um motor de quatro cilindros. 
 
Pistão 
O pistão é fechado na parte superior e aberto na inferior. Apresenta ranhuras na parte 
superior para fixação dos anéis de segmento. Existem dois tipos de anéis de segmento: de 
vedação e de lubificação. Os anéis de vedação impedem a passagem dos gases de compressão e 
os queimados para o cárter, mantendo assim, a pressão constante sobre a cabeça do pistão. Os 
anéis de lubrificação, lubrificam e raspam o excesso de óleo que fica na parede do cilindro, 
removendo-o para o cárter. A Figura 8 ilustra um pistão com três ranhuras na cabeça para 
colocação dos anéis de segmento. 
 
Figura 8. Pistão com três ranhuras na cabeça para colocação dos anéis de segmento. 
 
Biela 
Em forma de haste, serve para transmitir o movimento linear alternativo do pistão para o 
virabrequim. A biela é fixada nos mancais móveis ou de bielas do virabrequim e não fica em 
contato direto com o eixo. Entre a biela e o virabrequim são colocados os casquilhos para evitar 
desgaste do virabrequim. Mesmo assim, essas peças não são justas, existindo entre elas, uma 
folga, por onde circula o óleo lubrificante. A biela e casquilhos são ilustrados na Figura 9. 
 6 
 
Figura 9. .Biela e casquilhos.CÁRTER DO MOTOR 
O cárter é a parte inferior do motor. Nos motores de quatro tempos é basicamente o 
reservatório de óleo lubrificante. A bomba de óleo lubrificante está localizada no cárter. A 
Figura 10 ilustra o cárter do motor de combustão interna. 
 
 
Figura 10. Cárter do motor de combustão interna. 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
IT – Departamento de Engenharia 
ÁREA DE MÁQUINAS E ENERGIA NA AGRICULTURA 
IT 154- MOTORES E TRATORES 
 
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA 
Carlos Alberto Alves Varella
1
 
. 
 
Nos primeiros motores de combustão interna a comsbustão era realizada em condições de 
pressão atmosférica. Em 1862, Beau de Rochas estabeleceu os princípios fundamentais de 
funcionamento dos motores de combustão interna. Segundo BARGER et. al (1966), os 
prncípios de Beau de Rochas para máxima eficiência do ciclo são: 
1. Relação superfície-volume do cilindro deve ser a menor possível; 
2. Processo de expansão deve ser o mais rápido possível; 
3. Expansão máxima possível; 
4. Pressão máxima possível no início da expansão. 
Os dois primeiros itens têm como objetivo reduzir a perda de calor através das paredes do 
cilindro; o terceiro item considera que maior expansão (curso) produz maior trabalho e o 
quarto item considera que quanto maior a pressão maior é o trabalho produzido na expansão. 
Os motores de combustão interna são classificados em relação ao princípio de 
funcionamento em dois tipos: do ciclo OTTO e do ciclo DIESEL. O ciclo de funcionamento é 
o conjunto de transformações na massa gasosa no interior da câmara, desde a sua admissão, 
até a sua eliminação para o exterior. O ciclo OTTO foi descrito por NIKOLAUS A. OTTO 
(1876) e o ciclo DIESEL por RUDOLF DIESEL (1893). Ambos os ciclos podem ser 
completados em dois ou quatro cursos do pistão. Quando o motor completa o ciclo em dois 
cursos do pistão é chamado de motor de dois tempos e quando completa o ciclo em quatro 
tempos é chamado motor de quatro tempos. 
 
1 Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – Seropédica – 
RJ. E-mail: varella@ufrrj.br. 
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MOTORES DO CICLO OTTO 
Os motores do ciclo otto ou de ignição por centelha utilizam a energia da centelha elétrica 
da vela de ignição para dar início a reação de combustão. Nos motores de quatro tempos é 
admitido a mistura de ar e combustível e no motores de dois tempos é admito a mistura de ar, 
combustível e óleo lubrificante. Nos motores de dois tempos no primeiro curso são realizadas 
as fases de admissão e compressão e no segundo curso as fases de expansão e descarga. Nos 
motores de quatro tempos cada fase do ciclo é realizada em um curso. 
 
MOTORES DO CICLO OTTO DE QUATRO TEMPOS 
Os motores do ciclo otto de quatro tempos apresentam sistema de lubrificação sendo o 
cárter o depósito de óleo lubrificante do motor. Realiza o ciclo em quatro cursos, o que 
implica em duas voltas (720
o
) no virabrequim ou árvore de manivelas. A Figura 2 ilustra a 
constituição geral dos motores de quatro tempos do ciclo otto. 
 
Figura 2. Constituição geral dos motores de quatro tempos do ciclo otto. 
 
Primeiro curso: admissão 
O pistão se desloca do PMS para o PMI. Neste curso ocorre a admissão no cilindro da 
mistura ar-combustível. Durante a admissão a válvula de admissão está aberta e a válvula de 
descarga está fechada (Figura 3). O volume admitido é o volume de admissão ou cilindrada 
parcial do motor. 
 3 
 
Figura 3. Posição das válvulas durante o primeiro curso do pistão na fase de admissão. 
 
Segundo curso: compressão 
O pistão se desloca do PMI para o PMS. Neste curso ocorre a compressão, isto é, a 
redução do volume de admissão para volume da câmara de combustão. Durante a compressão 
as válvulas de admissão e descarga estão fechadas. 
 
Figura 4. Posição das válvulas durante o segundo curso do pistão na fase de compressão. 
 
Terceiro curso: expansão 
O pistão se desloca do PMS para o PMI. Neste curso ocorre a expansão, isto é, ocorre a 
combustão e a força produzida desloca o pistão realizando trabalho. Durante a expansão as 
válvulas de admissão e descarga estão fechadas (Figura 5). 
Ar + combustível 
 4 
 
Figura 5. Posição das válvulas durante o terceiro curso do pistão na fase de expansão. 
 
Quarto curso: descarga 
O pistão se desloca do PMI para o PMS. Neste curso ocorre a descarga, isto é, são 
eliminados os resíduos da combustão. Durante a descarga a válvula de descarga está aberta e a 
válvula de admissão está fechada (Figura 6). 
 
Figura 6. Posição das válvulas durante o quarto curso do pistão na fase de descarga. 
 
MOTORES DO CICLO OTTO DE DOIS TEMPOS 
Os motores de dois tempos recebem esta denominação porque realizam o ciclo de 
funcionamento em dois cursos do pistão, isto é, em uma volta (360
o
) da árvore de manivelas. 
A lubrificação do motor é feita através da mistura de óleo lubrificante no combustível. Não 
possuem sistema de válvulas sendo a admissão feita em duas etapas: primeiro no cárter e 
depois no cilindro. A Figura 1 ilustra as principais partes dos motores do ciclo otto de dois 
tempos. 
Resíduos da 
combustão 
 5 
 
Figura 1. Principais partes dos motores do ciclo otto de dois tempos. 
 
Primeiro curso 
O pistão se desloca do ponto morto inferior (PMI) para o ponto morto superior (PMS). No 
primeiro curso ocorre a compressão e a admissão no cárter através da janela de admissão 
(Figura 2). 
COMPRESSÃO ADMISSÃO
NO CÁRTER
EXPANSÃO
ADMISSÃO 
NO CILINDRO
DESCARGA
CÁRTER
 
Figura 2. Primeiro curso nos motores otto de dois tempos: compressão e admissão no cárter. 
 
Segundo curso 
O pistão se desloca do PMS para o PMI. Neste curso ocorre a expansão, a admissão da 
mistura no cilindro e a descarga dos resíduos da combustão (Figura 3). A renovação da 
mistura é chamada de lavagem do cilindro, ou seja, a mistura nova que estava no cárter é 
admitida no cilindro e expulsa os resíduos da combustão. 
 6 
COMPRESSÃO ADMISSÃO
NO CÁRTER
EXPANSÃO
ADMISSÃO 
NO CILINDRO
DESCARGA
CÁRTER
 
Figura 3. Segundo curso nos motores otto de dois tempos: expansão, a admissão da mistura no 
cilindro e descarga dos resíduos da combustão. 
 
MOTORES DO CICLO DIESEL 
Os motores do ciclo diesel ou motores de ignição por compressão utilizam o aumento da 
temperatura devido a compressão de uma massa de ar para dar início a reação de combustão. 
Somente ar é admito. Após a compressão, o combustível é pulverizado na massa de ar quente 
dando início a combustão. 
MOTORES DO CICLO DIESEL DE QUATRO TEMPOS 
Os motores do ciclo diesel de quatro tempos apresentam sistema de lubrificação sendo o 
cárter o depósito de óleo lubrificante do motor. Realiza o ciclo em quatro cursos, o que 
implica em duas voltas (720
o
) no eixo de manivelas. Os quatro cursos são os seguintes: 
Primeiro curso: admissão 
O pistão se desloca do PMS para o PMI. Neste curso ocorre a admissão no cilindro de 
somente ar (Figura 7). Durante a admissão a válvula de admissão está aberta e a válvula de 
descarga está fechada. O volume admitido é o volume de admissão ou cilindrada parcial do 
motor. Nos motores diesel o volume de ar aspirado é sempre o mesmo. A variação da 
potência é obtida pela variação do volume de combustível injetado de acordo com a posição 
do acelerador. 
 7 
 
Figura 7. Admissão de ar durante o primeiro curso nos motores diesel de quatro tempos. 
 
Segundo curso: compressão 
O pistão se desloca do PMI para o PMS. Neste curso ocorre a compressão do ar. As 
válvulas deadmissão e descarga estão fechadas. A compressão do ar na câmara de combustão 
produz elevação da temperatura. No fim da compressão para a relação volumétrica de 18:1, a 
pressão é de 40-45 kgf.cm
-2
 e a temperatura é de aproximadamente 800 ºC. No final da 
compressão, o combustível é dosado e injetado na câmara de combustão. A medida exata do 
combustível e o momento da injeção são fatores muito importantes para o bom funcionamento 
dos motores diesel. A injeção do combustível na câmara de combustão é feita pelo bico injetor 
(Figura 8). Imediatamente após a injeção, o combustível se inflama devido ao contato com o 
ar aquecido, iniciando-se a combustão. 
 
Figura 8. Injeção de combustível na massa de ar quente nos motores diesel de quatro tempos. 
 
AR 
Combustível 
Bico injetor 
 8 
Terceiro curso: expansão 
O pistão se desloca do PMS para o PMI. Neste curso ocorre a expansão do ar. As válvulas 
de admissão e descarga estão fechadas. A medida que o combustível é injetado, vai se 
inflamando, aumentando a temperatura dos gases que tendem a se dilatar cada vez mais. 
Durante a expansão o pistão é acionado pela força de expansão dos gases transformando a 
energia térmica em mecânica (Figura 9). A força vinda da expansão dos gases é transmitida 
para o virabrequim através da biela, promovendo assim o movimento de rotação do motor. A 
expansão é o único curso que transforma energia. Parte da energia transformada é armazenada 
no virabrequim e no volante do motor que será consumida durante os outros três cursos 
 
Figura 9. Deslocamento do pistão pela força de expansão dos gases transformando a energia 
térmica em mecânica. 
 
Quarto curso: descarga 
O pistão se desloca do PMI para o PMS. Neste curso ocorre a descarga dos resíduos da 
combustão. A válvula de admissão está fechada e a de descarga está aberta. O movimento 
ascendente do pistão expulsa do cilindro os resíduos da combustão através da válvula de 
descarga (Figura 10).. 
 9 
 
Figura 10. Resíduos da combustão são eliminados através da válvula de descarga. 
 
BIBLIOGRAFIA 
BARGER, E.L.; LILGEDAHL, J.B.; CARLETON, W.M.; McKIBBEN, E.G. Tratores e seus 
Motores. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo, Brasil, 1966. 
 
 
 
 
 
Resíduos da 
combustão 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
IT – Departamento de Engenharia
ÁREA DE MÁQUINAS E ENERGIA NA AGRICULTURA
CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA
Carlos Alberto Alves Varella1
Diâmetro do cilindro
Curso do pistão
O curso é a distância entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior. 
1 Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – Seropédica – 
RJ. E-mail: varella@ufrrj.br.
Volume do cilindro
O volume do cilindro é obtido multiplicando-se a área do cilindro pelo curso do pistão, 
conforme escrito na Equação 1. 
 
L
4
DVcilouLAVcil
2
⋅
⋅pi
=⋅= (1)
em que:
Vcil = volume do cilindro, cm3;
A = área do cilindro, cm2;
L = curso do pistão, cm;
D = diâmetro do cilindro, cm.
Volume da câmara de combustão (Vcam)
O volume da câmara de combustão é o espaço compreendido entre o cabeçote e o pistão 
no PMS. É onde ocorre a combustão da mistura ar-combustível. As câmaras de combustão 
apresentam formatos irregulares, devido a isso seu volume é obtido experimentalmente.
 
Vcam = obtido experimentalmente
Cilindrada parcial ou volume de admissão
A cilindrada parcial é o volume admitido por um cilindro para realização do ciclo. É 
calculada pela Equação 2. 
2
VcamVcilCp += (2)
em que:
Cp = cilindrada parcial, cm3;
Vcil = volume do cilindro, cm3;
Vcam = volume da câmara de combustão.
Cilindrada total ou cilindrada
É o volume admitido por todos os cilindros do motor para realização do ciclo, isto é, o 
volume admitido pelo motor equivalente a duas voltas na árvore de manivelas. É calculada 
pela Equação 3. 
nCpCt ⋅= (3)
em que:
Ct = cilindrada total, cm3;
Cp = cilindrada parcial, cm3;
n = número de cilindros do motor.
Taxa de compressão
A taxa de compressão é a relação entre a cilindrada parcial e o volume da câmara de 
combustão. É calculada pela Equação 4.
Vcam
C
Tc p= (4)
em que:
Tc = taxa de compressão;
Cp = cilindrada parcial, cm3;
Vcam = volume da câmara de combustão, cm3.
Parâmetros dependentes das características dimensionais 
As características dimensionais têm influência na cilindrada minuto e na velocidade linear 
do pistão durante o funcionamento dos motores. 
3
Cilindrada minuto
É o volume admitido pelo motor em um minuto de funcionamento. Depende da cilindrada 
total e da rotação da árvore de manivelas. É calculada pela Equação 5.
∆
⋅
=
NCtCmin (5)
em que:
Cmin = cilindrada minuto, cm3.min-1;
Ct = cilindrada total, cm3;
N = velocidade angular da árvore de manivelas, rpm;
∆ = 2 para motores de quatro tempos; 1 para motores de dois tempos.
Velocidade linear do pistão
É a velocidade de deslocamento do pistão no vai e vem entre PMS e PMI. Depende do 
curso do pistão e da rotação da árvore de manivelas. É calculada pela Equação 6.
601000
NL2VLP
⋅
⋅⋅
= (6)
em que:
VLP = velocidade linear do pistão, m.s-1;
L = curso do pistão, mm;
N = velocidade angular da árvore da manivelas, rpm;
4
 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
IT – Departamento de Engenharia 
MÁQUINAS E ENERGIA NA AGRICULTURA 
 
 
IT 154- MOTORES E TRATORES 
 
SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA 
Carlos Alberto Alves Varella
1
 
 
IT 154 MOTORES E TRATORES
SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES
DE COMBUSTÃO INTERNA
 
 
 
 
 
 
 
Seropédica – Rio de Janeiro 
Novembro/2012 
 
 
1 Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – Seropédica – RJ. 
E-mail: varella@ufrrj.br. 
ÍNDICE 
 
SISTEMA DE VÁLVULAS ................................................................................................ 4 
Componentes do sistema de válvulas ................................................................................. 5 
1. Eixo de cames...................................................................................................... 5 
2. Tuchos ................................................................................................................. 5 
3. Varetas ................................................................................................................. 6 
4. Balancins ............................................................................................................. 6 
5. Molas ................................................................................................................... 6 
6. Válvulas ............................................................................................................... 6 
Tipos de sistemas de válvulas ............................................................................................ 6 
Sistema de comando direto ............................................................................................ 6 
Sistema de comando indireto ......................................................................................... 7 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO....................................................................................... 9 
INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 9 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO PARA MOTORES DO CICLO DIESEL .................... 9 
CIRCUITO DE AR .......................................................................................................... 10 
Pré-filtro ...................................................................................................................... 11 
Filtro de ar ................................................................................................................... 11 
Filtros em banho de óleo ............................................................................................. 11 
Filtros de ar seco .......................................................................................................... 12 
Elemento primário do filtro de ar seco ........................................................................ 12 
Elemento secundário do filtro de ar seco..................................................................... 13 
Coletor de admissão .................................................................................................... 13 
Turbocompressor ......................................................................................................... 13 
Intercooler .................................................................................................................... 14 
CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL ................................................................................... 15 
Tanque de combustível ................................................................................................ 15 
Copo de sedimentação ................................................................................................. 16 
Bomba alimentadora .................................................................................................... 16 
Filtros de combustível ................................................................................................. 16 
Tubulações ................................................................................................................... 17 
Bomba injetora ............................................................................................................ 17 
Bicos injetores ............................................................................................................. 18 
Unidade injetora .......................................................................................................... 18 
SISTEMA DE ARREFECIMENTO ................................................................................ 19 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 19 
Função do sistema de arrefecimento ................................................................................ 20 
Meios arrefecedores ......................................................................................................... 20 
Vantagens do ar ........................................................................................................... 20 
Desvantagens do ar ...................................................................................................... 21 
Tipos de sistemas de arrefecimento ................................................................................. 21 
Sistema de arrefecimento a ar .......................................................................................... 21 
Aletas ........................................................................................................................... 21 
Ventoinha .................................................................................................................... 21 
Dutos e defletores ........................................................................................................ 21 
Vantagens do sistema a ar ........................................................................................... 21 
Desvantagens do sistema a ar ...................................................................................... 22 
Sistema de arrefecimento ar-água .................................................................................... 22 
Termossifão ................................................................................................................. 22 
 3 
Circulação forçada ....................................................................................................... 23 
Partes constituintes ........................................................................................................... 24 
Radiador ...................................................................................................................... 24 
Bomba dágua ............................................................................................................... 24 
Válvula termostática .................................................................................................... 24 
Ventoinha .................................................................................................................... 25 
Mangueiras .................................................................................................................. 25 
Camisas d’água ............................................................................................................ 25 
Elementos do radiador ...................................................................................................... 26 
Depósito superior: deposito de água proveniente do motor. ....................................... 26 
Depósito inferior: deposito de água após resfriada pela passagem pela colméia do 
radiador. ....................................................................................................................... 26 
Colméia: região central constituída de capilares verticais e aletas horizontais. .......... 26 
SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO .................................................................................... 26 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 26 
Óleos lubrificantes............................................................................................................ 27 
Funções dos óleos lubrificantes ................................................................................... 27 
Viscosidade ...................................................................................................................... 27 
Classificação SAE ............................................................................................................ 28 
Qualidade ......................................................................................................................... 28 
Classificação API ........................................................................................................ 28 
TIPOS DE SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO ............................................................... 29 
Sistema de mistura com o combustível ............................................................................ 29 
Sistema por salpico........................................................................................................... 29 
Sistema de circulação e salpico ........................................................................................ 30 
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO ............................................................ 30 
COMPONENTES ........................................................................................................ 31 
SISTEMA ELÉTRICO DOS MOTORES DIESEL .......................................................33 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 33 
Componentes básicos ....................................................................................................... 33 
Bateria .......................................................................................................................... 33 
Motor de partida .......................................................................................................... 34 
Alternador .................................................................................................................... 34 
Referências bibliográficas ................................................................................................ 35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
 
SISTEMA DE VÁLVULAS 
Carlos Alberto Alves Varella
2
 
 
O sistema de válvulas controla o fechamento e abertura das válvulas nos motores de 
quatro tempos. Existem sistemas de válvulas de controle fixo e controle variável. Os 
sistemas de controle variável apresentam controle eletrônico que permite variar o tempo de 
abertura e altura de levantamento das válvulas. O motor convencional apresenta duas 
válvulas por cilindro, sendo uma de admissão e uma de descarga, contudo é possível a 
colocação de até sete válvulas por cilindro, sendo quatro de admissão e três de descarga. A 
Figura 1 ilustra a variação da área de admissão em função do número de válvulas por 
cilindro. Observa-se que a maior área de admissão é obtida para cinco válvulas por 
cilindro, sendo três de admissão e duas de descarga. 
 
 
Figura 1. Variação da área de admissão em função do número de válvulas por cilindro (Fonte: 
http://www.km77.com/tecnica/motor/5valvulas/texto.asp, acessado em 24/03/2006). 
 
 
2 Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – 
Seropédica – RJ. E-mail: varella@ufrrj.br. 
 5 
Componentes do sistema de válvulas 
1. Eixo de cames 
O eixo de cames (Figura 2) pode estar localizado no cabeçote ou no bloco do motor. 
Nos tratores agrícolas está localizado no bloco. Apresenta ressaltos que transformam 
movimento de rotação em movimento linear alternado das válvulas. São fabricados de 
materiais que apresentam alta resistência ao desgaste, tais como aço forjado ou ferro 
fundido. 
 
Figura 2. Eixo de cames de um motor de quatro tempos de quatro cilindros. 
2. Tuchos 
Os tuchos ficam em contato direto com os ressaltos e transmitem o movimento do 
eixo de cames para as varetas. São fabricados em aço forjado ou de fundição temperada e 
podem ser mecânicos ou hidráulicos. Podem apresentar revestimento de carbono para 
reduzir as perdas mecânicas. Os tuchos são responsáveis por aproximadamente 20% da 
fricção total do motor. O revestimento de carbono reduz a fricção em toda a gama de 
velocidades (Figura 3). Os tuchos hidráulicos apresentam a vantagem prática de se ajustar 
automaticamente conforme ocorre o desgaste dos cames, contudo não são utilizados em 
tratores agrícolas. 
 
Figura 3. Redução do torque de fricção em função do revestimento de carbono dos tuchos 
(Fonte: Ford / INA). 
 
 6 
3. Varetas 
As varetas estão localizadas entre os tuchos e os balancins. Transmitem o movimento 
do eixo de cames localizado no bloco até o eixo de balancins localizado no cabeçote do 
motor. 
4. Balancins 
O eixo de balancins tem como função inverter o sentido do movimento linear das 
varetas. São fabricados de material fundido, aço estampado ou alumínio. 
5. Molas 
As molas pressionam as válvulas sobre suas sedes no cabeçote. A pressão deve ser 
suficiente para manter as válvulas fechadas. 
6. Válvulas 
As válvulas regulam a entrada e saída de gases no cilindro. As válvulas de admissão 
são de aço, aço níquel ou cromo-níquel e são maiores que as de descarga. Isto é assim para 
favorecer a entrada de gases novos no cilindro e reduzir as perdas no tempo de admissão. 
A passagem dos gases pela válvula de admissão mantém sua temperatura em torno de 
300
o
C. As válvulas de descarga são de uma liga de aço, de forte teor de níquel, cromo e de 
tungstênio. Suportam altas temperaturas chegando no momento da combustão em torno de 
750
o
C no vermelho escuro. 
Tipos de sistemas de válvulas 
Existem dois tipos de sistemas de válvulas: de comando direto e de comando 
indireto. 
Sistema de comando direto 
Neste sistema o eixo de cames está localizado no cabeçote do motor. Recebe 
movimento do virabrequim através de corrente ou correia dentada. As válvulas recebem 
movimento direto dos tuchos, sendo assim não apresenta varetas nem eixo de balancins 
(Figura 4). Causa menor nível de ruído que o sistema de comando indireto, contudo não é 
utilizado em tratores agrícolas. Existem sistemas de comando direto mecânico e eletrônico. 
O sistema eletrônico apresenta controle eletrônico para abertura e fechamento das válvulas, 
isto é, o tempo que as válvulas permanecem abertas é controlado eletronicamente e não é 
proporcional à rotação do motor (Figura 5). A vantagem do sistema eletrônico é que 
apresenta bom desempenho em baixas e altas rotações do motor, o que não se justifica em 
motores de tratores, visto que a rotação de trabalho é constante durante as operações 
agrícolas. 
 7 
 
Figura 4. Sistema de válvulas de comando direto mecânico. 
 
 
Figura 5. Sistema de válvulas de comando direto eletrônico (VarioCam da Porsche). 
Sistema de comando indireto 
Neste sistema o eixo de cames está localizado no bloco do motor e recebe 
movimento do virabrequim através de engrenamento direto. O número de dentes da 
engrenagem do eixo de cames é duas vezes o número de dentes da engrenagem do 
virabrequim (Figura 6). Durante cada ciclo do motor de quatro tempos (720
0
 de giro no 
virabrequim), as válvulas de admissão e descarga de cada cilindro abrem-se apenas uma 
vez. Assim enquanto o virabrequim gira 720
o
 o eixo de cames gira 360
o 
a cada ciclo do 
motor de quatro tempos. 
 
 8 
 
Figura 6. Transmissão de movimento no sistema de válvulas de comando indireto. 
 
As válvulas recebem movimento dos balancins e o movimento é levado do bloco até 
o cabeçote através das varetas (Figura 7). Causa maior nível de ruído que o sistema de 
comando direto e é o sistema utilizado em tratores agrícolas. 
 
 
Figura 7. Sistema de válvulas de comando indireto. 1-eixo de cames; 2- tucho; 3- vareta; 4- 
balancim; 5- mola; 6- válvula. 
 
 
 
BLOCO 
CABEÇOTE 
 9 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO 
Carlos Alberto Alves Varella1 
 
INTRODUÇÃO 
O Sistema de alimentação dos motores de combustão é responsável pelo suprimento 
de ar e combustível ao motor. Existem basicamente dois tipos de sistemas de acordo com o 
ciclo de funcionamento dos motores: o sistema para motores otto e o sistema para motores 
diesel. No sistema de alimentação otto o combustível é mistura ao ar antes de ser admito 
nos cilindros, enquanto que no sistema diesel, o combustível é injetado nos cilindros por 
um circuito diferente do percorrido pelo ar. Tanto num sistema quanto no outro a admissão 
ocorre quando o pistão se desloca do ponto morto superior para o ponto morto inferior com 
a válvula de admissão aberta. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO PARA MOTORES DO CICLO DIESEL 
O sistema de alimentação diesel é composto por dois circuitos: o circuito de ar e o 
circuito de combustível. A Figura 1 ilustra o fluxograma do sistema de alimentação diesel 
turbinado com intercooler. 
 10 
 
Figura 1. Fluxograma do sistemade alimentação diesel turbinado com intercooler. 
 
CIRCUITO DE AR 
O circuito de ar tem como função conduzir o ar do meio ambiente até o interior dos 
cilindros e depois eliminar os resíduos da combustão. É constituído das seguintes partes: 
pré-filtro, filtro de ar, coletor de admissão, coletor de descarga e abafador (Figura 8). 
Pré-filtro 
Filtro primário 
Filtro 
secundário 
Turbina 
(Turbocharger
) 
Resfriador 
(Intercooler) 
Coletor de 
admissão 
Cilindro do 
motor 
Tanque 
Copo de 
sedimentação 
Bomba 
alimentadora 
Filtro de 
combustível 
Bomba 
injetora 
Bico injetor 
Coletor de 
descarga 
Abafador 
AR Combustível 
Resíduos da combustão 
 11 
 
Figura 8. Circuito de ar do sistema de alimentação diesel. 
 
Pré-filtro 
O pré-filtro (Figura 9) está localizado antes do filtro primário de ar. Tem como 
função reter partículas grandes contidas no ar. 
 
 
 
 
Figura 9. Pré-filtro do circuito de ar do sistema de alimentação. 
 
Filtro de ar 
O filtro de ar tem como função reter pequenas partículas contidas no ar. Podem ser 
de dois tipos: em banho de óleo ou de ar seco. 
Filtros em banho de óleo 
Nos filtros em banho de óleo o ar passa por uma camada de óleo antes de atravessar 
o elemento filtrante (Figura 10). O elemento filtrante é fabricado de palha de coco e não é 
trocado, devendo ser limpo periodicamente. 
PRÉ-FILTRO
ABAFADOR
COLETOR DE DESCARGA
VÁLVULA DE
DESCARGA
FILTRO
COLETOR
DE ADMISSÃO
VÁLVULA DE
ADMISSÃO 
CILINDRO 
Ar com impurezas 
 12 
 
 
 
Figura 10. Filtro de ar em banho de óleo do sistema de alimentação diesel. 
 
Filtros de ar seco 
Os filtros de ar seco (Figura 11) são constituídos por dois elementos filtrantes 
descartáveis: o elemento primário de papel e o elemento secundário de feltro. 
 
 
 
Figura 11. Filtro de ar seco do sistema de alimentação diesel. 
 
Elemento primário do filtro de ar seco 
O elemento primário de papel (Figura 12) aceita limpezas e deve ser limpo sempre 
que for avisado pelo indicador de restrição. O indicador de restrição é um dispositivo 
mecânico do circuito de ar do sistema de alimentação de tratores agrícolas que avisa ao 
operador da necessidade de limpeza do elemento primário do filtro de ar. A restrição da 
passagem de ar pelo filtro reduz a eficiência do elemento filtrante, pode levar o motor a 
perder potência, aumentar o consumo e provocar superaquecimento (REIS et al., 1999). 
Ar com impurezas 
Elemento filtrante 
Cuba de óleo 
Ar filtrado 
Ar com impurezas 
Ciclonizador 
Centrifugação do ar 
Ar filtrado 
Válvula de descarga 
 
 13 
 
Figura 12. Elemento primário do filtro de ar seco. 
 
Elemento secundário do filtro de ar seco 
O elemento secundário de feltro (Figura 13) não aceita limpezas e apenas deve ser 
substituído periodicamente. 
 
Figura 13. Elemento secundário do filtro de ar seco. 
 
Coletor de admissão 
 O coletor de admissão conduz o ar filtrado até os cilindros do motor. A admissão do 
ar pode ser apenas por meio de vácuo criado pelo movimento descendente do pistão no 
interior dos cilindros, neste caso o motor é dito aspirado, ou sob pressão com auxílio de 
uma turbina denominados motores turbinados. 
Turbocompressor 
O turbocompressor é normalmente também denominado de turbina, turbocharger, 
turboalimentador ou turbo (Figura 14). Constituído por um conjunto de dois rotores 
montados nas extremidades de um eixo, a turbina é acionada pela energia cinética dos 
gases da descarga. O ar quente impulsiona o rotor quente fazendo que o rotor frio, na outra 
extremidade, impulsione o ar para os cilindros. Nos motores do ciclo diesel o 
turbocompressor tem como objetivo aumentar a pressão do ar no coletor de admissão 
acima da pressão atmosférica. Isso aumenta a massa de ar sem aumento do volume. O 
resultando é mais combustível injetado e mais potência. O turbocompressor aumenta a 
potência em torno de 35% e reduz o consumo específico de combustível em torno de 5%. 
 14 
 
Figura 14. Turbocompressor, turbina, turbocharger, turboalimentador ou turbo. 
 
Intercooler 
O intercooler é um sistema de resfriamento de ar para motores turbinados (Figura 
15). Tem como objetivo resfriar o ar proveniente do turbocompressor. Fica localizado no 
coletor de admissão e contribui para aumentar a massa de ar admitida. A tendência é que 
todos os motores diesel sejam turbinados. 
 
 Figura 15. Intercooler para motores turbinados. 
 
 15 
CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL 
O circuito de combustível tem como função conduzir o combustível deste o tanque 
de combustível até o interior dos cilindros. É responsável pela dosagem e injeção do 
combustível pulverizado no interior dos cilindros segundo a ordem de ignição do motor. A 
pressão de injeção é em torno de 2000 kgf.cm
-2
 ou duas mil atmosferas. É constituído das 
seguintes partes: tanque de combustível, copo de sedimentação, bomba alimentadora, 
filtros de combustível, tubulações de baixa pressão, bomba injetora, tubulações de alta 
pressão, bicos injetores e tubulações de retorno (Figura 16). 
 
Figura 16. Circuito de combustível do sistema de alimentação diesel. 
Tanque de combustível 
Os tanques de combustível são atualmente na sua maioria fabricados de polietileno 
de alta densidade (HEMAIS, 2003). O uso desse material é devido a sua resistência ao 
calor, resistência a solventes, baixa permeabilidade, fácil de processar e baixo custo. 
Podemos encontrar o tanque de combustível em diversos locais dos tratores. 
Atualmente existe uma tendência de se colocar o tanque em local protegido do calor e 
menos sujeito a impactos acidentais. O tanque deve apresentar capacidade suficiente par 
autonomia de uma jornada de trabalho sem necessidade de abastecimento. Segundo 
PACHECO (2000) é difícil avaliar com precisão o consumo de combustível de um trator, 
devido às variações de carga nos trabalhos de campo. Portanto quando não se tem 
informação segura do fabricante do trator, várias literaturas citam que o consumo de 
combustível (óleo diesel), fica na faixa de 0,25 a 0,30 L.h
-1
 para cada unidade de potência 
 16 
(cv) exigido na barra de tração. O Quadro 1 apresenta a capacidade do tanque de 
combustível para alguns modelos de tratores agrícolas. 
Quadro 1. Capacidade do tanque de combustível para alguns modelos de tratores agrícolas 
Marca Modelo 
Potência ISO 1585 
(cv-kw) 
Capacidade 
do tanque, L 
John Deere 
5403 75-55 58 
5705 85-63 105 
Massey Ferguson 
6360 220-162 500 
265 Advanced 65-47,8 75 
Valtra 
BM 100 100-73,2 106 
900 4x4 86-63 79 
Fonte: Manuais dos fabricantes John Deere, Massey Ferguson e Valtra. 
Copo de sedimentação 
O copo de sedimentação está localizado antes da bomba alimentadora. Tem como 
principal função decantar a água contida no combustível. Apresenta na parte inferior um 
parafuso para drenagem. A drenagem dever ser feita todos os dias para evitar que a água se 
misture com o combustível e danifique partes sensíveis do circuito, tais como a bomba 
injetora e os bicos injetores. 
Bomba alimentadora 
A bomba alimentadora está localizada entre o copo de sedimentação e o filtro de óleo 
combustível. Tem como função promover o fluxo de óleo do tanque até a bomba injetora. 
Filtros de combustível 
O filtro de combustível está localizado entre a bomba alimentadora e a bomba 
injetora. Tem como função proteger o sistema de injeção contra impurezas presentes no 
óleo diesel. O elemento filtrante é de papel e normalmente vem conjugado com copo de 
sedimentação e dreno para retirada de água do circuito de combustíveldo sistema de 
alimentação (Figura 17). 
 
 17 
Figura 17. Filtro de combustível para motores diesel e seus componentes. 
 
Tubulações 
As tubulações entre o tanque de combustível e a bomba injetora, e as tubulações de 
retorno são de baixa pressão. As tubulações entre a bomba injetora e os bicos injetores são 
de alta pressão. A Figura 18 ilustra a localização das tubulações de baixa e alta pressão do 
sistema de alimentação diesel. 
 
Figura 18. Localização das tubulações de baixa e alta pressão do sistema de alimentação diesel. 
 
Bomba injetora 
A bomba injetora está localizada entre o filtro de combustível e os bicos injetores. É 
a principal parte do sistema de alimentação diesel. Tem como funções: dosar o combustível 
de acordo com as necessidades do motor; enviar o combustível para os bicos injetores de 
acordo com a ordem de ignição do motor e promover pressão suficiente para pulverizar o 
combustível na massa de ar quente na câmara de combustão. A bomba injetora é regulada 
eletronicamente por um sistema de medição de débitos. O sistema eletrônico de medição 
de débitos (Figura 19) regula sistemas mecânicos e eletrônicos de monitoramento de 
bombas injetoras. 
 18 
Bomba
injetora Resultados do teste
 
Figura 19. Bancada Bosch para regulagem eletrônica de bombas injetoras. 
 
Bicos injetores 
Os bicos injetores estão localizados no cabeçote e têm como principal função 
pulverizar o combustível na massa de ar quente dentro da câmara de combustão. O 
combustível é pulverizado em torno de 1300-2000 bar em gotas de 20-100 µm. Após a 
injeção o bico fecha-se rapidamente impedindo o retorno de gases da combustão. 
 
Unidade injetora 
A unidade injetora é um sistema de injeção diesel composto por uma bomba de alta 
pressão e um bico injetor com válvula solenóide (Figura 20). Cada cilindro apresenta uma 
unidade injetora localizada entre as válvulas de admissão e descarga. Devido a isso há uma 
redução das tubulações de alta pressão. Nesse sistema a pressão é controlada pela válvula 
solenóide e mantida acima de 2000 bar. 
 19 
 
Figura 20. Unidade injetora Bosch com bomba e válvula solenóide para controle da pressão de 
injeção. Disponível em: http://www.boschautoparts.co.uk/. Acesso em: 04/04/2006. 
 
Quadro 2. Tabela para conversão de unidades usuais de pressão 
 Unid. 
 
Pascal, Pa 
 
Bar, bar 
 
Atmosfera, atm 
 
Torre, mmHg 
Pound per 
square inch, psi 
1 Pa ≡ 1 N/m² 10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6 
1 bar 100 000 ≡ 106 dyn/cm² 0,98692 750,06 14,504 
1 at 98 066,5 0,980665 0,96784 735,56 14,223 
1 atm 101 325 1,01325 ≡ 101 325 Pa 760 14,696 
1 torr 133,322 1,3332×10
−3
 1,3158×10
−3
 ≡ 1 mmHg 19,337×10−3 
1 psi 6 894,76 68,948×10
−3
 68,046×10
−3
 51,715 torr ≡ 1 lbf/in² 
1 kgf.cm
-2
 98 066,5 0,980665 0,96784 735,56 14,223 
Exemplo: 2000 kgf.cm
-2 
= 28445 psi = 196,131 MPa = 1961,33 bar. 
 
SISTEMA DE ARREFECIMENTO 
Carlos Alberto Alves Varella
1
 
 
INTRODUÇÃO 
O sistema de arrefecimento é um conjunto de dispositivos eletromecânicos que 
controla a temperatura dos motores de combustão interna. Os motores de combustão 
 20 
interna são máquinas térmicas relativamente ineficientes. Segundo (Barger, Liljedahl, 
Carleton, & McKibben, 1966), apenas 35% do calor total da combustão é transformado em 
trabalho efetivo. O restante (65%) é liberado para o meio ambiente por radiação direta, 
perdas por atrito, gases da descarga e pelo próprio sistema de arrefecimento. O trabalho 
mecânico é o trabalho útil mais o trabalho para vencer resistências. A Figura 21 ilustra o 
balanço térmico típico de um motor diesel de combustão interna. 
 
 
Figura 21. Balanço térmico típico de um motor diesel de combustão interna. 
 
Função do sistema de arrefecimento 
O Sistema de arrefecimento tem como objetivo retirar o excesso de calor do motor 
mantendo a temperatura na faixa de 85-95
o
C. 
Meios arrefecedores 
Os meios arrefecedores usados são o ar e a água. O meio arrefecedor entra em 
contato com as partes aquecidas do motor, absorver calor e transfere para o meio ambiente. 
Vantagens do ar 
 Torna mais simples o projeto e a construção do sistema. 
 É facilmente disponível e não requer reservatórios e tubulações fechadas para sua 
condução. 
 Não é corrosivo e não deixa incrustações. 
 Não se evapora e não se congela para as mais severas condições de funcionamento 
do motor. 
C
al
o
r 
to
ta
l d
a 
co
m
b
u
st
ão
 =
 1
0
0
%
 
Trabalho efetivo = 35% 
Arrefecimento = 28,5% 
Gases do escape = 25% 
Perdas por atrito = 6,5% 
Radiação direta = 5% 
 21 
Desvantagens do ar 
 Baixa densidade, havendo necessidade de um volume muito maior de ar do que de 
água para retirar 1 caloria do motor; 
 Baixo calor específico, isto é, baixa capacidade de transferir calor entre um sistema 
e sua vizinhança. 
 Temperatura não é uniforme no motor e ocorre a formação de “Pontos Quentes”.. 
 Não existe um dispositivo para controlar a temperatura do motor nas diversas 
rotações. 
 
Quadro 3. Quantidades de ar e água para retirar 1 caloria do motor 
Meio arrefecedor Calor específico, cal.
o
C
-1
 Quantidade, g 
Ar 0,2380 4,2 
Água 1,0043 1,0 
 
 
Tipos de sistemas de arrefecimento 
1. SISTEMA A AR de Circulação Livre ou Forçada. 
2. SISTEMA A ÁGUA de Camisa aberta ou por evaporação, de circulação fechada 
com torre de arrefecimento e o de Circulação Aberta com Reservatório. 
3. SISTEMA AR E ÁGUA de Termossifão e de Circulação Forçada (tipo 
comumente usado nos motores de tratores de média e alta potência). 
 
Sistema de arrefecimento a ar 
O sistema de arrefecimento a ar pode ser de circulação livre ou forçada. É o tipo de 
sistema utilizado em motores de dois tempos empregados em pequenas máquinas que são 
transportadas pelo próprio operador, normalmente costais. 
Aletas 
Localizadas na parte externa do cabeçote e do bloco com a finalidade de aumentar a 
superfície de contato entre o motor e o meio arrefecedor. As aletas devem estar sempre 
limpas e nunca devem ser pintadas, pois poeira e tinta dificultam a dissipação do calor. 
Ventoinha 
Produção de corrente de ar entre o meio ambiente e o motor. A ventoinha força uma 
corrente de ar através das aletas para aumentar a transferência de calor entre o motor e o 
meio ambiente. 
Dutos e defletores 
Condução e orientação da corrente de ar na direção das aletas de arrefecimento. 
Vantagens do sistema a ar 
 Construção Simples 
 Menor peso por CV 
 Manutenção simples 
 22 
 
Desvantagens do sistema a ar 
 Difícil controle da temperatura 
 Desuniformidade de temperatura do motor 
 São facilmente susceptíveis de superaquecimento 
 Exigem constante limpeza das aletas, principalmente em trabalhos agrícolas. 
 
Sistema de arrefecimento ar-água 
 Utiliza em conjunto o AR e a ÁGUA como meios arrefecedores. A ÁGUA absorve 
o calor excedente dos cilindros do motor, e através de um radiador, transfere calor ao AR. 
 
Termossifão 
 
 
A vantagem do termossifão é a simplicidade. As desvantagens são: 
 Exige camisas e tubulações mais amplas para facilitar a circulação da água. 
 Se a água se encontrar abaixo do nível normal haverá formação de bolsões de ar 
acarretando superaquecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ventoinha Cabeçote 
 Bloco 
 Cárter 
Radiador 
 23 
Circulação forçada 
Utiliza em conjunto ar e água como meios arrefecedores. A água circula sob pressão, 
absorve calor excedente dos cilindros e através de um radiador transfere calor ao ar (Figuraabaixo). 
 
Figura 2. Sistema de arrefecimento de circulação forçada. 
 
Sistema utilizado nos motores de tratores agrícolas. Semelhante ao sistema do tipo 
termossifão. As principais características do sistema são: possui bomba centrífuga que 
promove circulação de água sob pressão; ventoinha para circulação forçada do ar através 
da colmeia do radiador; válvula termostática para controle da temperatura. 
 A quantidade de água neste sistema pode ser reduzida consideravelmente, pois a 
água circula sob pressão e com maior velocidade que no termossifão. A Figura abaixo 
ilustra o fluxo da água de arrefecimento do motor no sistema de circulação forçada. 
 
 
Figura. Fluxo da água de arrefecimento do motor no sistema de circulação forçada. 
 24 
 
Partes constituintes 
Radiador 
Trocador de calor entre a água e o ar. A água do sistema de arrefecimento do motor 
deve ser limpa e livre de agentes químicos corrosivos tais como cloretos, sulfatos e ácidos. 
A água deve ser mantida levemente alcalina, com o valor do pH em torno de 8,0 a 9,5. 
Qualquer água potável boa para beber pode ser tratada para ser usada no motor. O 
tratamento da água consiste na adição de agentes químicos inibidores de corrosão. A 
qualidade da água não interfere no desempenho do motor, porém a utilização de água 
inadequada por longo prazo pode resultar em danos irreparáveis. A formação de depósitos 
sólidos de sais minerais, produzidos por água com elevado grau de dureza, que obstruem as 
passagens, provocando restrições e dificultando a troca de calor, são bastante freqüentes. 
Água muito ácida pode causar corrosão eletrolítica entre materiais diferentes. O 
tratamento prévio da água deve ser considerado quando, por exemplo, for encontrado um 
teor de carbonato de cálcio acima de 100 ppm ou acidez, com pH abaixo de 7,0. O sistema 
de arrefecimento, periodicamente, deve ser lavado com produtos químicos recomendados 
pelo fabricante do motor. Geralmente é recomendado uma solução a base de ácido oxálico 
ou produto similar, a cada determinado numero de horas de operação. 
Bomba dágua 
Promove a circulação forçada da água. Fica acoplada no eixo da ventoinha. Succiona 
água do depósito inferior para o interior do motor. 
Válvula termostática 
Controla a temperatura através do fluxo de água do motor para o radiador. Começa a 
se entre 70-80
o
C. Possui em seu interior um líquido termostático.É falsa a idéia de que a 
eliminação da válvula termostática melhora as condições de arrefecimento do motor. 
Muitos mecânicos, ao se verem diante de problemas de superaquecimento do motor, 
eliminam a válvula termostática, permitindo que o motor trabalhe abaixo da temperaturas 
ideal em condições de pouca solicitação. 
 
 25 
 
VÁLVULA TERMOSTÁTICA PARA CONTROLE DO FLUXO DE ÁGUA 
DE ARREFECIMENTO 
a = afluxo; b = saída fria; c = saída quente; d = prato da válvula do 
lado quente com frestas de vedação para deixar escapar o ar durante 
o abastecimento; e = prato da válvula lado frio; f = enchimento de 
cera; g = vedação de borracha; o curso da válvula depende da 
variação de volume do material elástico (cera) durante a fusão ou 
solidificação. 
 
 
 
A pressão interna do sistema é controlada pela válvula existente na tampa do 
radiador (ou do tanque de expansão) que, em geral, é menor que 1,0 atm. É recomendado 
manter a pressurização adequada do sistema de arrefecimento de acordo com as 
recomendações do fabricante do motor. 
TAMPA DO RADIADOR COM VÁLVULAS DE 
SOBRE-PRESSÃO E DE DEPRESSÃO. 
a = válvula de sobre-pressão; b = molas de a; c 
= tubo de descarga; d = válvula de depressão; e 
= tampa. 
 
 
 
Ventoinha 
Força a passagem do fluxo de ar através da colmeia do radiador. 
Mangueiras 
Condução da água do radiador até a bomba d’água e do motor para o radiador. 
Camisas d’água 
Superfície externa a parede dos cilindros, a qual forma galerias por onde a água 
circula retirando calor excedente do motor. 
 26 
Elementos do radiador 
Depósito superior: deposito de água proveniente do motor. 
Depósito inferior: deposito de água após resfriada pela passagem pela colméia do radiador. 
Colméia: região central constituída de capilares verticais e aletas horizontais. 
 
 
Figura. Elementos do radiador: depósito superior, depósito inferior e colméia. 
 
 
 
SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO 
Carlos Alberto Alves Varella
1
 
 
INTRODUÇÃO 
O sistema de lubrificação tem como função distribuir o óleo lubrificante entre as 
partes móveis do motor com objetivo de diminuir o desgaste, o ruído e auxiliar no 
arrefecimento do motor. Nos motores de quatro tempos o óleo lubrificante é armazenado 
no cárter e o fluxo de óleo é feito sob pressão através de galerias existentes no motor. Nos 
motores de dois tempos do ciclo Otto o óleo lubrificante fica misturado com o combustível 
no tanque. 
 27 
 
 
Óleos lubrificantes 
 São fluidos utilizados na lubrificação dos motores e no sistema de transmissão dos 
tratores. Deve-se sempre utilizar o óleo lubrificante recomendado pelo fabricante. Óleos 
com viscosidades acima da recomendada (grossos) não penetram nas folgas, deixando de 
executar a lubrificação, por sua vez óleos com viscosidades abaixo da recomendada (finos) 
escorrem entrem as folgas não realizando a lubrificação. 
Funções dos óleos lubrificantes 
1- Diminuir o atrito com conseqüente diminuição do desgaste das partes em contato; 
2- Atuar como agente de limpeza, retirando os carvões e partículas de metais que se 
formam durante o funcionamento do motor; 
3- Realizar um resfriamento auxiliar do motor; 
4- Impedir a passagem dos gases da câmara de combustão para o cárter, completando a 
vedação entre os anéis do pistão e a parede do cilindro; 
5- Reduzir o ruído entre as partes em funcionamento; 
6- Amortecer os choques e as cargas entre os mancais. 
Para que o óleo lubrificante possa atingir os objetivos acima deve atender as 
especificações de VISCOSIDADE e de QUALIDADE indicadas pelo fabricante do motor. 
 
Viscosidade 
 A viscosidade é a resistência que um óleo impõe ao seu escoamento. É o tempo em 
segundos, para que uma certa quantidade de óleo, numa dada temperatura, escoe através de 
um orifício de formato e dimensões padronizados. 
 
 28 
Viscosímetro Saybolt Universal 
 
Classificação SAE 
 Em função da relação linear existente entre viscosidade e temperatura medidas no 
viscosímetro Saybolt Universal a Society of Automotives Engeneers (SAE) elaborou uma 
classificação numérica dos óleos lubrificantes conhecida como “SAE”. A viscosidade do 
óleo lubrificante vem estampada na lata que o embala. Quanto maior o número mais alta é 
a viscosidade do óleo. 
CLASSIFICAÇÃO SAE 
CÁRTER TRANSMISSÃO 
 SAE 5W SAE 75 
 SAE 10W SAE 80 
 SAE 20W SAE 90 
 SAE 30 SAE 140 
 SAE 40 SAE 250 
 SAE 50 
Qualidade 
 Baseada na CLASSIFICAÇÃO API do Instituo Americano de Petróleo em função 
das condições em que o óleo deve ser usado. Define os aditivos. 
 
Classificação API 
Motores do ciclo Otto 
AS - Serviços leves 
SB - Serviços médios 
SC - Serviços pesados e intermitentes 
SD - Serviços pesados e contínuos 
TERMÔMETRO AQUECEDOR 
ÓLEO 
P/ TESTE 
 BANHO 
 DE ÓLEO 
ORIFÍCIO 
 29 
SE - Serviços muito pesados e velocidades elevadas e contínuas 
SF - Serviços extremamente pesados em grandes velocidades 
 
Motores do ciclo Diesel 
CS - Serviços leves 
CB - Serviços médios 
CC - Serviços pesados 
CD - Serviços muito pesados 
 
 Geralmente os óleos de baixa viscosidade contêm aditivos anti-congelantes, 
identificados pela letra “W” (Winter = Invervo). Existemóleos monoviscosos (SAE-30) e 
também óleos multiviscosos (SAE 10W-40) que atendem as necessidades de uso dentro da 
faixa que o código especifica (SAE 10-20-30-40). 
 
ADITIVOS: 
Anti-oxidante 
Anti-corrosivo 
Ampliador de viscosidade 
Detergentes 
Anti-espumante 
 
 
TIPOS DE SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO 
Os sistemas de lubrificação são classificados de acordo com a forma de distribuição 
do óleo pelas diferentes partes do motor: 
 sistema de mistura com o combustível; 
 sistema por salpico; 
 sistema de circulação e salpico; 
 sistema de circulação sob pressão. 
 
Sistema de mistura com o combustível 
Utilizado nos motores de 2 tempos a gasolina. O óleo é mistura ao combustível na 
proporção de 1:20 a 1:40. 
Sistema por salpico 
Este sistema e mais utilizado nos motores estacionários, monocilindricos, de uso 
agrícola. Neste sistema o pé da biela apresenta um prolongamento afilado denominado 
pescador. Uma bomba alimenta com óleo o pescador. Ao girar o motor o óleo é borrifado 
pelo pescador nas paredes dos cilindros e nos demais orgãos que se acham encerrados na 
parte inferior do bloco. 
 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema de lubrificação por Salpico 
Sistema de circulação e salpico 
Neste sistema uma bomba força a passagem do óleo através de uma galeria principal 
contida no bloco do motor ao mesmo tempo em que abastece as calhas de lubrificação por 
salpico. Da galeria principal o óleo, sob pressão, é direcionado através do virabrequim, do 
eixo de cames e do eixo de balancins. O óleo que escapa dos eixos é pulverizado na parte 
superior das paredes dos cilindros, nos pistões e pinos das bielas. 
 
 
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO 
 Sistema utilizado nos motores de tratores agrícolas. Neste sistema o óleo, sob 
pressão, além de passar através dos eixos de manivelas, cames e balancins, ainda é forçado 
através dos pinos dos pistões. Os pinos dos pistões são lubrificados por galerias existentes 
nas bielas. As partes superiores dos cilindros e dos pistões são lubrificadas pelo óleo que 
escapa de furos existentes nas conexões das bielas com os pinos dos pistões e a parte 
inferior das paredes dos cilindros e dos pistões pelo óleo pulverizado de furos existentes 
nas conexões da árvore de manivelas com as bielas. Devido a longa distância e diversas 
 
FILTRO 
BOMBA 
SUPRIMENTO 
DE ÓLEO P/A 
BANDEJA DE 
SALPICO 
MANCAIS FIXOS 
MANCAIS EXCÊNTRICOS 
EIXO DE COMANDO DE VÁLVULAS 
PESCADOR CALHA DE SALPICO 
 31 
galerias percorridas pelo óleo neste sistema, o requerimento de pressão na maioria dos 
motores dos tratores varia de 15 a 40 psi, podendo em alguns casos chegar até 65 psi. 
COMPONENTES 
 Reservatório de óleo 
 Bomba de óleo 
 Galerias 
 Filtro de óleo 
 Válvula de alívio 
 Manômetro 
 Radiador de óleo ( em alguns sistemas) 
 
Figura 2. Sistema de lubrificação de circulação sob pressão 
 
 
Reservatório de óleo: é o próprio cárter do motor. 
Bomba de óleo: normalmente está localizada no reservatório de óleo lubrificante, pode ser 
acionada pelo movimento do eixo de manivelas ou pelo eixo pelo eixo de comando de 
válvulas. Sua função é suprir óleo lubrificante sob determinada pressão as diversas partes 
do motor. 
 As bombas de óleo na sua maioria são do tipo de engrenagens. Estas são 
constituídas por um par de engrenagens encerradas em uma caixa fechada. O óleo entra por 
um a das extremidades da caixa e é forçado a passar entre as engrenagens. A medida que as 
engrenagens giram é obtido o aumento de pressão. 
VÁLVULA DE ALÍVIO 
BOMBA E FILTRO ÁRV.MANIVELAS 
PINO DO PISTÃO 
 32 
 
Figura 3. Bomba de engrenagens. 
 
Galerias: são passagens localizadas no interior do bloco do motor por onde o óleo é 
bombeado até as partes a serem lubrificadas. 
Filtro de óleo: localizado na parte externa do bloco do motor. Tem como função reter 
partículas indesejáveis visando promover a limpeza do óleo lubrificante. As impurezas 
reduzem significativamente a vida dos motores, desta forma os filtros devem sempre ser 
trocados de acordo com a recomendação do fabricante do trator. 
 
Figura 4. Localização do filtro de óleo lubrificante do motor de quatro tempos. 
 
 
Válvula de alívio: localizada na linha de alta pressão do sistema. Tem como objetivo evitar 
que a pressão atinja valores acima do recomendado. 
Manômetro: indica a faixa de pressão de funcionamento do sistema de lubrificação. 
Radiador de óleo: alguns sistemas possuem o radiador de óleo que tem como função 
resfriar do óleo lubrificante do motor. 
 
 
 
 
 33 
SISTEMA ELÉTRICO DOS MOTORES DIESEL 
 
INTRODUÇÃO 
O sistema elétrico tem como função auxiliar na partida do motor e controlar a 
iluminação do trator. Nos motores diesel o sistema elétrico não faz parte do funcionamento 
do motor. 
Componentes básicos 
O sistema é basicamente constituído de bateria, motor de partida, alternador, cabos 
de distribuição, lanternas e faróis. 
Bateria 
A bateria (Figura 1) tem como principal função acumular energia elétrica suficiente 
para assegurar a partida do motor e, se for o caso, completa a alimentação de outros 
componentes quando a energia produzida pelo alternador não for suficiente. 
 A energia elétrica é acumulada na bateria através de transformações químicas de 
materiais especiais que compõem a bateria. Essas transformações são reversíveis. Assim, 
quando a corrente é em sentido contrário, os materiais transformados, retornam a sua 
composição inicial. 
 
 
Figura 1. A bateria e seus componentes. 
 
1. Pasta de vedação; 
2. Pino polar negativo; 
3. Barra de acoplamento dos elementos 
do acumulador; 
4. Ponto polar (de montagem das placas 
de sinal idêntico); 
5. Bujão; 
6. Pino polar positivo; 
7. Tampa da bateria; 
8. Cuba; 
9. Calço de madeira (separador); 
10.Placa positiva; 
11.Suporte; 
12.Placa negativa. 
 
 
 
 
 
 34 
Motor de partida 
O motor de partida (Figura 2) tem como função acionar o volante para dar início ao 
funcionamento do motor. São motores elétricos que recebem energia da bateria e entram 
em contato com o volante, girando o virabrequim até que haja a combustão em um dos 
cilindros do motor. Por esta ocasião a mistura é queimada, entrando o motor em 
funcionamento. 
 
Figura 2. Motor de partida e seus componentes. 
 
Alternador 
O alternador (Figura 3) é o gerador de energia elétrica. Funciona utilizando a energia 
mecânica fornecida pela rotação da árvore de manivelas do motor (Figura 4). Transforma a 
energia mecânica em energia elétrica, a qual vai suprir a bateria para a partida do motor e 
iluminação do trator. 
 
Figura 3. Alternador: gerador de energia elétrica. 
Volante 
 35 
 
Figura 4. Transferência do movimento da árvore de manivelas para o alternador. 
 
Referências bibliográficas 
REIS, A.V.; MACHADO, A.L.T.; TILLMANN, C.A.C.; MORAES, M.L.B. Motores, 
tratores, combustíveis e lubrificantes. Pelotas: UFPel, 1999. 315 p. 
HEMAIS, C.A. Polímeros e a indústria automobilística. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 
vol. 13, nº 2, p. 107-114, 2003. 
 
Alternador 
Ventoinha 
Polia do eixo da 
Árvore de manivelas 
 
 
 
Estimativa da potência dos motores 
de combustão interna 
IT 154- MOTORES E TRATORES 
 
 
27/04/2010 
Universidade Federal Rural do Rio de janeiro 
Carlos Alberto Alves Varella 
 
 
 
Page 1 of 8 
 
Introdução 
A potência representa a taxa de transformação da energia ao longo do tempo. 
Nos motores de combustão interna a energia térmica é proveniente da reação de 
combustíveis com o ar atmosférico.Nem toda a energia térmica gerada na combustão é 
transformada em energia mecânica pelos motores térmicos. Assim, para fins de 
avaliação desses motores, temos três tipos de potências: teórica, indicada e efetiva. A 
potência deve ser expressa na unidade do Sistema Internacional, isto é, em W ou seus 
múltiplos. A Organização Internacional de Normalização (ISO) publicou a partir de 
1955 uma série de normas internacionais sobre as grandezas e unidades. A ISO utiliza 
as sete unidades de base do Sistema Internacional de Unidades: 1) comprimento (metro, 
m); 2) massa (quilograma, kg); 3) tempo (segundo, s); 4) intensidade de corrente 
elétrica (ampère, A); 5) temperatura termodinâmica (K); 6) quantidade de matéria (mol, 
mol) e 7) intensidade luminosa (candela, cd). Quando uma unidade derivada, é 
constituída pela divisão de uma unidade por outra, pode-se utilizar a barra inclinada (/), 
o traço horizontal, ou potências negativas (INMETRO, 2007). 
 Exemplo: m/s; m∙s-1 
 
hp (horse power) ........................................................... 76 kgf.m.s
-1
 
cv (cavalo vapor) ........................................................... 75 kgf.m.s
-1
 
cv ........................................................... 0,73551 kW 
hp ........................................................... 0,74532 hp 
 
Potência teórica 
É a potência estimada com base em propriedades físicas e consumo de 
combustível. Essa potência considera que toda energia térmica proveniente da 
combustão é convertida em energia mecânica (Equação 1). 
 
 (1) 
 
em que, 
PT = potência teórica; 
pc = poder calorífico do combustível, kcal.kg
-1
; 
q = consumo de combustível, L.h
-1
; 
d = densidade do combustível, kg.L
-1
; 
 
 
 
 
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Combustível 
Densidade 
(kg/L) 
Poder Calorífico Superior Relação 
Estequiométrica 
Ar/Combustível (kJ/kg) kCal/kg 
Butano 0,580 49500 11831 15,50 
Propano 0,509 50300 12022 15,70 
Gasolina Comum 0,735 47600 11377 15,20 
Diesel N. 1 0,823 45700 10923 15,00 
Diesel N. 2 0,834 45500 10875 15,00 
Álcool Metílico 0,792 22700 5426 6,49 
Álcool Etílico 0,785 29700 7099 9,03 
Álcool Butílico 0,805 36100 8628 11,20 
Quadro 1- Algumas características dos principais combustíveis. 
 
Potência indicada 
A potência indicada é estimada a partir da pressão na expansão, características 
dimensionais e rotação da árvore de manivelas do motor. Após a combustão ocorre 
aumento da temperatura e pressão. A pressão desloca o pistão do PMS para o PMI 
havendo realização de trabalho mecânico. De maneira geral, a potência indicada pode 
ser estimada por meio da Equação 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
em que, 
 
PI = potência indicada, W; 
F = força na expansão, N; 
L = curso do pistão, m; 
t = tempo para realizar o ciclo, s; 
P = pressão na expansão, Pa; 
A = área do cilindro, m
2
; 
Vcil = volume do cilindro, m
3
; 
n = número de cilindros. 
 
A potência indicada depende do ciclo do motor, isto é, se o motor é dois tempos 
(2T) ou quatro tempos (4T). 
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Motores 2T 
 Nestes motores são necessários dois cursos para realizar o ciclo, e a potência 
indicada é estimada conforme a Equação 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t2T = tempo para realizar o ciclo em motores 2T, s; 
 
 (3) 
em que, 
 
PI = potência indicada para motores 2T, W; 
P = pressão na expansão, Pa; 
Vcil = volume do cilindro, m
3
; 
N = rotação do motor, rps; 
n = número de cilindros do motor. 
 
Motores 4T 
Nestes motores são necessários quatro cursos para realizar o ciclo, a potência 
indicada é estimada conforme Equação 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Potência efetiva 
A potência efetiva é estimada em função do torque e da rotação no volante do 
motor. Esses parâmetros são obtidos, segundo normas da ABNT, em equipamentos 
denominados dinamômetros. A estimativa da potência efetiva parte do princípio da 
energia mecânica resultante de uma força tangencial a circunferência de raio R (Figura 
1). O ponto P1 gira em torno de P0 com velocidade angular constante Ω. 
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Figura 1- Diagramada força tangencial FBy aplicada a uma distância R do ponto P0 
(centro do eixo da manivela). Adaptado de (Schmidt, et al., 2003) página 562. 
 
A força atuante na haste da biela é obtida pela Equação 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
em que, 
FB = força na haste da biela, N; 
P = pressão na expansão, Pa; 
  = ângulo entre haste da biela e vertical, graus. 
 
O torque no eixo da árvore de manivelas é obtido pela Equação 7. 
 
 
 
 
Considerando-se que no início da fase de expansão o pistão está em do PMS, 
então o ângulo β é igual a e temos que: 
 
 
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O torque do motor ou torque no eixo da árvore de manivelas é obtido pela 
Equação 7. 
 
 
 
TO = torque no eixo da árvore de manivelas, N.m; 
FBy = força tangencial, N; 
R = raio da circunferência, m. 
 
A potência efetiva pode ser estimada em função da força tangencial FBy e da 
velocidade angular Ω do ponto P1 (Equação 8). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PE = potência efetiva, W; 
TO = torque na árvore de manivelas (torque do motor), N.m; 
N = rotação na árvore de manivelas (rotação do motor), rps. 
 
Exemplo 
Calcular a força na haste da biela e o torque no eixo da árvore de manivelas do 
mecanismo pistão-biela-manivela ilustrado na Figura 1. Dados: pressão na expansão = 2 
N/mm
2
; diâmetro do cilindro 100 mm; . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Page 6 of 8 
 
 
 
 
 
 
Rendimentos de motores térmicos 
Os rendimentos dos motores térmicos são usados como parâmetros comparativos 
entre motores na avaliação de perdas caloríficas e mecânicas. São coeficientes que 
expressão a eficiência dos motores térmicos na conversão da energia proveniente da 
combustão. 
Rendimento térmico 
O rendimento térmico representa o percentual de energia térmica que está sendo 
convertido em energia mecânica nos pistões. É calculado pela seguinte equação: 
 
 
 
 
 
em que, 
 
RT = rendimento térmico; 
PI = potência indicada; 
PT = potência teórica. 
Rendimento mecânico 
O rendimento mecânico representa o percentual de energia mecânica nos pistões 
que está sendo convertido em energia mecânica no volante motor. É calculado pela 
seguinte equação: 
 
 
 
 
 
em que, 
 
RM = rendimento mecânico; 
PE = potência efetiva; 
PI = potência indicada. 
 
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Rendimentotermo-mecânico 
O rendimento termo-mecânico representa o percentual de energia térmica que 
está sendo convertido em energia mecânica no volante motor. É calculado pela seguinte 
equação: 
 
 
 
 
 
em que, 
 
RTM = rendimento mecânico; 
PE = potência efetiva; 
PT = potência teórica. 
 
Curvas características dos motores 
As curvas características são utilizadas para analisar o comportamento do torque, 
potência e consumo de combustível em função da rotação da árvore de manivelas dos 
motores. A Figuras 1 ilutra a variação do torque (N.m), potência (kW) e 
consumoespecífico de combustível (g.kWh
-1
) de dois motores em função da rotação da 
árvores de manivelas (rpm). 
 
Figura 1. Variação do torque, potência e consumo específico em função da rotação do 
motor. 
Reserva de torque de motores 
A reserva de torque é a diferença entre o torque máximo do motor e o torque 
correspondente a potência máxima. 
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em que, 
 
∆TO = reserva de torque do motor, N.m; 
TO = torque máximo do motor (torque do motor); 
TOP = torque correspondente a potência máxima do motor (torque mínimo). 
 
Referências bibliográficas 
INMETRO. 2007.Sistema Internacional de Unidades-SI. 8a Edição (revisada). Rio de 
Janeiro : Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, 2007. 
114p. ISBN 85-87-87090-85-2. 
Schmidt, Richard J. e Boresi, Arthur P. 2003. Estática. São Paulo : Pioneira 
Thomson Learning Ltda, 2003. p. 674. ISBN 85-22-10287-2.