Motor de Combustão Intern1

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Motor de Combustão Interna – Ciclo Otto 
 
Neste item descrito será descrito o princípio de funcionamento de um motor de 
combustão interna. Embora a maioria das turbinas a gás também opere por combustão 
interna, este termo é normalmente aplicado a motores alternativos de combustão interna, 
do tipo convencional, utilizados em carros, caminhões e ônibus [1]. 
Os dois principais tipos de motores alternativos de combustão interna são os 
motores de ignição à centelha – ciclo Otto – (“spark ignition”) e motores de ignição à 
compressão – ciclo Diesel – (“compression ignition”). Neste item será ilustrado o motor 
de combustão interna ciclo Otto. 
 O motor ciclo Otto opera de maneira conhecido como quatro-tempos. Cada 
cilindro necessita de quatro estágios de pistão – duas revoluções do girabrequim – para 
completar a seqüência de eventos que produz um ciclo de potência. Cada estágio do 
ciclo de quatro-tempos são descritos a seguir: 
 
± Estágio de Admissão (“intake stroke”): Estágio iniciado quando o pistão está no 
ponto morto superior e encerrado quando o curso do pistão está no ponto morto inferior. 
Neste estágio, a depressão (“vácuo”) criada pelo pistão – ao descer até o ponto morto 
inferior – dentro do cilindro é responsável pela admissão da mistura ar-combustível 
fresca. A válvula de admissão se abre imediatamente antes deste estágio começar, e se 
fecha logo após o fim deste estágio. 
± Estágio de Compressão (“compression stroke”): Estágio na qual ambas as válvulas 
estão fechadas e a mistura dentro do cilindro é comprimida a uma pequena fração de seu 
volume inicial. Ocorre uma compressão isoentrópica e próximo ao fim deste estágio – 
avanço de ignição – a combustão é iniciada e a pressão no cilindro aumenta 
substancialmente e rapidamente. 
± Estágio de Expansão (“power stroke” ou “expansion stroke”): Estágio que se inicia 
com o pistão no ponto morto superior e termina no ponto morto inferior. No início deste 
estágio, os gases a altas temperatura e pressão empurram o pistão para baixo e forçam a 
rotação do virabrequim. Neste estágio, o trabalho realizado pelos gases de combustão 
sobre o pistão é, aproximadamente, cinco vezes maior do que o trabalho realizado pelo 
pistão sobre a mistura ar-combustível no estágio anterior. Conforme pistão se aproxima 
do ponto morto inferior, a válvula de expansão se abre para iniciar o processo de 
 
exaustão dos gases. Há uma queda de pressão no interior do cilindro, atingindo valores 
próximos à pressão de exaustão. 
± Estágio de Exaustão (“exhaust stroke”): estágio no qual o restante dos gases 
queimados deixam o cilindro. Primeiro, porque a pressão no interior do cilindro pode 
ser substancialmente maior do que a pressão de exaustão, e segundo porque os gases são 
expulsos pelo pistão quando este sobe dentro do cilindro até o ponto morto superior. À 
medida que o pistão se aproxima do ponto morto superior, a válvula de admissão se 
abre, e, imediatamente após este ponto a válvula de exaustão se fecha e o ciclo se 
reinicia. 
 A figura abaixo é a representação de cada estágio do ciclo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Estági
 
 
 A figura 2 represen
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Diag
 
 
os de operação de um motor quatro-tempos – ciclo Otto 
ta o diagrama p x V de um ciclo Otto. 
rama pressão-deslocamento para um ciclo alternativo 
de um motor de combustão interna. 
 
Combustão 
 
Como o próprio nome indica, a combustão é o fenômeno químico responsável 
pela operação dos motores de combustão interna. A combustão é o processo de reações 
químicas produzidas durante a oxidação completa ou parcial do carbono, do hidrogênio 
e do enxofre contidos em um combustível. Esta reação química do oxigênio com 
materiais combustíveis é um processo que apresenta luz e rápida produção de calor. A 
diferença entre a reação química de oxidação clássica (ferrugem, zinabre, alumina, etc.) 
e a de combustão é a velocidade com que esta última ocorre, independente da 
quantidade de calor liberado. 
 São características importantes da combustão, o estado, a composição e 
temperatura do combustível, as pressões em que esta reação ocorre e o formato da 
câmara de combustão. Listados a seguir, estão importantes conceitos e características da 
combustão: 
 
± Combustão Estequiométrica : É a reação de oxidação teórica que determina a 
quantidade exata de moléculas de oxigênio necessárias para efetuar a completa oxidação 
de um combustível. 
± Combustão Completa: É a reação de combustão em que todos os elementos 
oxidáveis constituintes do combustível se combinam com o oxigênio, particularmente o 
carbono e o hidrogênio (H2), que se convertem integralmente em dióxido de 
carbono(CO2) e água(H2O) independentemente da existência de excesso de 
oxigênio(O2) para a reação. 
± Combustão Incompleta ou Parcial: Nesta reação aparecem produtos 
intermediários da combustão, especialmente o monóxido de carbono(CO) e o 
hidrogênio, resultado da oxidação incompleta dos elementos do combustível. Ela pode 
ser induzida pela limitação na quantidade de oxigênio oferecido para a reação, pelo 
resfriamento ou sopragem da chama, no caso de combustão atmosférica . 
± Relação Ar/Combustível: É uma relação entre a quantidade de ar e a quantidade 
de combustível utilizadas na reação de combustão. Para combustíveis sólidos e líquidos 
a relação é entre as massas, para combustíveis gasosos a relação é calculada entre os 
volumes envolvidos. Um índice muito utilizado em motores de combustão interna é λ, 
que significa a razão entre as relações ar/combustível real e estequiométrica: 
 
λ = (A/C)Real/(A/C)Esteq. . Neste caso, para combustões pobres (falta de combustível) 
tem-se λ< 1, e para combustões ricas (excesso de combustível) λ> 1. 
± Ar Teórico: As reações de combustão são normalmente realizadas com o oxigênio 
contido no ar atmosférico. A composição do ar atmosférico é, aproximadamente, 21% 
de oxigênio e 79% de nitrogênio (N2). O ar teórico é a quantidade de ar atmosférico que 
fornece a quantidade exata de moléculas de oxigênio necessárias para efetuar a 
combustão estequiométrica. 
 
a. Combustão de Combustíveis Gasosos 
 
Em virtude do estado físico destes compostos, a combustão utilizando 
combustíveis gasosos apresenta algumas diferenças em relação à combustão realizada a 
partir dos combustíveis líquidos convencionais. Estes processos são utilizados nos 
queimadores a jato e nos motores a jato ou a pistão, onde a combustão é realizada após 
compressão do ar e injeção do gás a alta pressão (até 20 bar). O motor a explosão utiliza 
uma mistura gás/ar e um sistema de ignição após a compressão da mistura. 
Vale ressaltar dois conceito importantes utilizados neste tipo de combustão: 
 
± Limites de Inflamabilidade : Uma mistura de gás inflamável é aquela em que a 
chama se propaga, sendo que a iniciação da chama é realizada por uma fonte externa. 
Este conceito é equivalente ao índice λ, que se utiliza para combustíveis líquidos. 
Valores muito altos ou muito baixos de λ, bem como do limite de inflamabilidade, 
inviabilizam a combustão. 
± Temperatura de ignição ou de inflamação: É a menor temperatura na qual o calor 
é gerado pela combustão em velocidade superior ao calor dissipado para a vizinhança, 
dando à mistura condições de se auto-propagar. Abaixo desta temperatura a combustão 
da mistura ar gás só ocorrerá continuamente mediante o fornecimento ininterrupto de 
calor externo. A temperatura de ignição não é uma propriedade fixa de um gás pois 
varia de forma significativa com parâmetros como o excesso de ar, a taxa de diluição do 
gás na mistura, a concentração de oxigênio no ar decombustão, a composição do gás 
combustível, a velocidade da mistura ar gás, pressão da mistura, leis do escoamento dos 
fluidos, fontes de ignição e gradientes de temperatura. Apesar desta variabilidade, a 
temperatura de ignição é um importante parâmetro de medida da tendência de um objeto 
quente provocar a ignição de uma mistura e portanto, base técnica para considerações de 
 
segurança. A temperatura de ignição de muitas substâncias combustíveis se reduz com o 
aumento da pressão, o que representa um importante fator para a operação dos motores 
alternativos e turbinas a gás [7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Combustões Anormais 
 
Após uma breve apresentação sobre a reação de combustão e suas 
características, é importante citar e explicar os tipos de combustões indesejáveis ao 
motor. Este item se fundamenta na tradução da referência [2]. 
A combustão anormal revela-se de diversas maneiras. Dos vários processos 
anormais de combustão que são importantes na prática, os dois fenômenos principais 
são: a auto-ignição e a superfície de ignição. Estes fenômenos anormais de combustão 
são preocupantes, pois: (1) quando severos, podem causar graves danos ao motor; e (2) 
mesmo que não sejam severos, podem se tornar uma possível fonte de ruído do motor, 
perceptível pelo motorista do veículo. A "batida de pino" (do inglês "knock") é o 
nome dado ao ruído transmitido através da estrutura do motor quando uma ignição 
espontânea ocorre a partir de uma porção do "end-gas" – região que contém gases 
residuais e mistura ar-combustível, ainda não-queimada, à frente da frente de chama. 
Quando este processo anormal de combustão acontece, ocorre um desprendimento 
rápido de energia química no end-gas, causando altas pressões localizadas e a 
propagação de ondas de pressão de amplitude substancial ao longo da câmara de 
combustão. A ignição através de superficie de ignição ("surface ignition") é a ignição 
da mistura ar-combustível causada por um ponto quente na parede da câmara de 
combustão, por uma válvula de exaustão superaquecida, vela de ignição ou algum 
resíduo incandescente incrustado; enfim, por qualquer meio que não a centelha da vela. 
Pode ocorrer antes do momento em que a faísca é gerada (pré-ignição) ou depois (pós-
ignição). Após a ignição causada por uma superficie de ignição (ponto quente), uma 
chama turbulenta se desenvolve a partir de cada ponto de ignição e se propaga ao longo 
da câmara, de maneira análoga ao que ocorre na ignição por centelhamento. 
De todos os fenômenos causados por pontos quentes, a pré-ignição é 
potencialmente o mais danoso. Qualquer processo que antecipe o início da combustão 
do ponto (avanço de ignição) que produz torque máximo, causará maior rejeição de 
calor, resultando em um aumento das pressões e das temperaturas da mistura queimada. 
Maiores rejeições de calor aumentam ainda mais a temperatura dos componentes, os 
quais, reciprocamente, podem cada vez mais adiantar o ponto de pré-ignição até a falha 
dos componentes. As partes que podem causar pré-ignição são aquelas menos resfriadas 
e onde partículas podem se incrustar e adicionar maior isolamento térmico: exemplos 
 
mais comuns são as velas, válvulas de exaustão e irregularidades de superfície e formas 
nos metais como arestas na tampa do cabeçote ou sulcos da cabeça do pistão. 
Sob condições normais, usando-se velas adequadas à temperatura, a pré-ignição 
normalmente inicia-se na válvula de exaustão, coberta por depósitos vindos do 
combustível ou do lubrificante, que penetra na câmara de combustão.Válvulas de 
exaustão mais frias e menor consumo de óleo lubrificante geralmente aliviam este 
problema. Características de desenho do motor que minimizam a probabilidade de uma 
pré-ignição são: velas com faixa de temperatura adequada, remoção de irregularidades 
superficiais, arredondamentos das arestas e válvulas de exaustão bem resfriadas, com 
inserto de sódio como uma opção em casos mais críticos. 
Até agora não há uma explicação completa sobre o fenômeno de knock, que ocorre 
em uma ampla variedade de condições de operação do motor. Geralmente, concorda-se 
que o knock se origina da liberação extremamente rápida de energia contida no end gas, 
à frente de uma propagação turbulenta de chama, resultando em altas pressões locais. A 
natureza não uniforme desta distribuição de pressão causa ondas de presssão e ondas de 
choque que se propagam ao longo da câmara de combustão. Essas ondas podem causar 
a ressonância do cilindro, fazendo-o vibrar a uma freqüência igual à sua freqüência 
natural. Duas teorias têm avançado para explicar a origem do knock: a teoria da auto-
ignição e a teoria da detonação. 
A primeira teoria explica que, quando a mistura ar-combustível contida na região 
do end gas é comprimida a pressões e temperaturas suficientemente altas, o processo de 
oxidação do combustível – iniciando com uma pré-chama química e terminando com 
uma rápida liberação de energia – pode ocorrer espontaneamente em algumas partes ou 
em toda região do end gas. A liberação espontânea de parte da energia química contida 
no combustível do end-gas, resulta em flutuações do pico de pressão dos gases no 
interior do cilindro. Isto produz um aumento local de temperatura e pressão do gás, 
causando assim uma onda de choque que se propaga ao longo da câmara de combustão, 
oriundas da região do end-gas. Esta onda de choque, a expansão da onda que se segue, e 
a reflexão destas ondas nas paredes da câmara cria a pressão oscilatória. Verifica-se que 
uma vez ocorrido o knock, a distribuição da pressão ao longo da câmara de combustão 
deixa de ser uniforme. 
A segunda teoria postula que, sob condições de knock, o avanço da frente de 
chama se acelera a velocidade sônica e consome o end gas a uma taxa muito mais 
rápida que consumiria com a chama a uma velocidade normal. Nesta teoria (detonação), 
 
a propagação de ondas de choque, que são ondas de velocidade sônica, causam picos de 
pressão localizada. Esse pico de pressão induz a ignição da mistura e, 
conseqüentemente, há uma rápida liberação de energia química e um aumento ainda 
maior do pico de pressão local, que já assumira valores altíssimos. A propagação destas 
ondas de altíssima pressão ocorre então a velocidade supersônica, dissipando energia 
em forma de ruído, conhecido por “batida de pino” (knock). 
Estas teorias tentam descrever o que causa a rápida liberação de energia química 
no end-gas, criando, localmente, altas pressões nesta região.O fenômeno de knock no 
motor inclui também a propagação de fortes ondas de pressão pela câmara, ressonância 
na câmara e transmissão de som através do bloco do motor. A teoria da detonação tem 
levado muitas pessoas a chamar knock de detonação, entretanto o knock é fenômeno no 
motor mais amplo do que apenas o desprendimento de energia no end-gas. Há muito 
menos evidências para se adotar a teoria da detonação, como um processo inicial de 
knock, do que para se aceitar teoria da auto-ignição. Evidências mais recentes indicam 
que o knock se origina com a auto-ignição ou ignição espontânea de um ou mais locais 
dentro da região do end-gas. Outras regiões (algumas adjacentes às regiões já 
queimadas bem como as regiões separadas, ou seja, opostas) então, são ignitadas até que 
toda mistura contida no end-gas seja completamente consumida. Esta seqüência de 
processos ocorre de maneira extremamente rápida. Sendo assim, a teoria da auto-
ignição é mais completamente aceita. 
A auto-ignição ocorre principalmente sob condições de abertura máxima da 
borboleta, sendo por isso, uma restrição direta à performancedos motores. Também 
restringe a eficiência dos motores, visto que limita a temperatura e pressão do end-gas, 
restringindo assim o valor da taxa de compressão do motor. A ocorrência e a severidade 
do knock depende da capacidade anti-detonante do combustível e das características 
anti-detonantes do motor. O número de octanagem requerido por um motor depende de 
como o desenho e as condições sob as quais ele opera, afetam a temperatura e a pressão 
do end-gas à frente da chama, e do tempo necessário para queimar a massa da mistura 
no cilindro. A tendência de um motor à auto-ignição, definido por octanagem requerida, 
é aumentada por fatores que produzem temperaturas e pressões mais altas ou estendem 
o tempo de queima da mistura. Assim, a auto-ignição é uma restrição que depende tanto 
da qualidade do combustível como da habilidade do projetista em atingir o 
comportamento normal de combustão, simultaneamente mantendo a propensão do 
motor a suportar knock mínimo. 
 
A variação de pressão durante uma combustão com knock indica com maior 
precisão o que realmente ocorre. A figura 6.2 mostra a variação de pressão do cilindro 
em três ciclos individuais do motor, para uma combustão normal, knock leve e knock 
grave, respectivamente. Quando a auto-ignição acontece, flutuações de pressão em altas 
freqüências são observadas e a amplitude decai ao longo do tempo. As figuras 6.2 (a) e 
(b) têm as mesmas condições de operação e avanço da ignição. Aproximadamente um 
terço dos ciclos desse motor, nestas condições, não apresentam traços de knock, 
possuindo uma variação normal e suave da pressão no interior do cilindro, como 
mostrado na fig. 6.2(a). Knock de diferentes intensidades ocorreram nos ciclos 
remanescentes. Com knock leve, mas perceptível, a auto-ignição ocorre tardiamente no 
processo de queima, e a amplitude de flutuação da pressão é pequena, figura 6.2(b). 
Com knock grave, devido a alto avanço de ignição, e selecionando-se especialmente um 
ciclo de alta intensidade de knock, a auto-ignição ocorre antecipadamente, mais próxima 
ao ponto morto superior, tornando a flutuação inicial da amplitude da pressão muito 
maior. Estas flutuações de pressão produzem a “batida-de-pino” (um agudo som 
metálico). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6.1: Pressão no cilindro pelo ângulo do virabrequim. (a) Combustão normal, (b) Knock de 
intensidade suave e (c) Knock severo. Motor de um cilindro com 381 cm3 de cilindrada, operando a 
4000RPM e borboleta completamente aberta (WOT). 
 
 
 
A amplitude da flutuação da pressão é uma medida útil da intensidade do knock, 
porque ela depende da quantidade de end-gas que entra em combustão espontânea e 
rápida, e também, porque danos ao motor devido a knock ocorreram em virtude de altas 
pressões (e temperaturas) do gás na região de end-gas. 
 
O impacto do knock depende de sua intensidade e duração. Knock leve não 
apresenta efeitos significativos na performance ou durabilidade do motor. Knock severo 
causa danos graves ao motor. Em aplicações automobilísticas, uma distinção 
normalmente é feita entre “knock de aceleração” e “knock de velocidade constante”. 
Knock de aceleração é primordialmente um incômodo e devido à sua curta duração 
provoca poucos danos ao motor. Knock de velocidade constante, entretanto, pode 
acarretar em dois tipos de dano ao motor. Ele é problemático especialmente em motores 
de alta rotação, onde é mascarado por outros tipos de ruído do motor e não pode ser 
facilmente detectado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Importantes características de um motor 
 
Neste item são descritos alguns parâmetros comumente usados para caracterizar 
as condições de operação de um motor e uma relação geométrica básica, a taxa de 
compressão. Os fatores importantes utilizados em uma análise de desempenho de um 
motor são: 
± A potência máxima (ou torque máximo) disponível em cada rotação dentro de uma 
faixa de operação útil. 
± A faixa de rotação e potência, sob a qual a operação do motor é satisfatória. 
 
 A seguir estão apresentadas os parâmetros que caracterizam um motor: 
 
7.1. Torque 
 
O torque de um motor é normalmente medido por um dinamômetro. O motor é 
fixado em uma bancada de testes e o eixo é conectado ao rotor do dinamômetro. O rotor 
é acoplado eletromagneticamente, hidraulicamente ou por atrito mecânico ao estator, 
que é apoiado por um mancal de baixo atrito [2]. 
 
 
 
 
 
 
Figura 7.1: Esquema do princípio de operação de um dinamômetro. 
 
Utilizando a notação da figura 7.1, o torque exercido pelo motor no 
dinamômetro é T = Fxb. Podemos verificar que o torque é a medida da capacidade de 
um motor em realizar trabalho. O resultado do torque no motor significa retomada de 
velocidade, ou aceleração [2]. 
 
 
 
 
 
7.2. Potência 
 
A potência é uma grandeza em função do tempo. A potência entregue pelo motor 
e absorvida pelo dinamômetro é o produto do torque pela velocidade angular. 
 
TNP ⋅⋅⋅= π2 , 
 
onde N é a rotação do virabrequim. No sistema internacional de unidades: 
 
310)()/(2)( −⋅⋅⋅⋅⋅= mNTsrevNkWP π 
 
 Nota-se que a potência é a taxa pela qual o trabalho é feito. O valor da potência 
do motor, como descrita neste item, é chamada de potência de freio (“break power”). 
Esta é a potência útil transmitida pelo motor à célula de carga do dinamômetro. A 
potência de freio, é a potência necessária dissipada pelo dinamômetro para manter o 
motor sob uma determinada rotação e carga [2]. 
 
7.3. Pressão Média Efetiva 
 
Embora o torque seja uma grandeza indicadora da capacidade de um motor em 
particular realizar trabalho, seu valor depende do tamanho do motor. Uma medida mais 
útil de desempenho do motor é obtida pelo quociente entre o trabalho por ciclo e o 
deslocamento volumétrico do cilindro por ciclo. Portanto, o parâmetro obtido tem a 
unidade de força por área e é chamada de pressão média efetiva (mep – “mean effective 
pressure”) [1]. 
Da equação do trababalho: 
 
N
nP
cicloporTrabalho R
⋅=__ (Equação 7.3.I) 
 
Onde: 1) nR é o número de revolução do virabrequim por tempo do cilindro do motor 
(dois para motores quatro-tempos e um para motores dois-tempos). 
2) N é a rotação do motor. 
3) P é a potência do motor. 
 
 
 Então: 
NV
nP
d
R
⋅
⋅
mep = (Equação 7.3.II) 
 
 Para um motor de ignição à centelha e unidade no SI: 
 
)/()(
10)(
)( 3
3
srotaçãoNdmV
xnkWP
kPamep
d
R
⋅
⋅= (Equação 7.3.III) 
 
 A pressão média efetiva também pode ser expressa em função do torque através 
da equação: 
)(
)(28,6
)( 3dmV
mNTn
kPamep
d
R ⋅⋅⋅= (Equação 7.3.IV) 
 
Valores típicos de bmep (“maximum breake mean effective pressure” – relativo 
ao “breake torque” medido pelo dinamômetro) são mencionados a seguir. Para motores 
de ignição à centelha naturalmente aspirados, os valores máximos estão na faixa de 850 
a 1050 kPa, na rotação do motor em que o torque máximo é obtido (em torno de 3000 
RPM). Já para a potência máxima medida, os valores de bmep são de 10% a 15% mais 
baixos. Para automóveis turbocarregados (“turbocharged”), também com motores por 
ignição à centelha, o máximo bmep estão em torno de 1250 a 1700 kPa. Por outro lado, 
os valores de bmep para a potência máxima obtida é de 900 a 1400 kPa. Para os motores 
quatro-tempos diesel, aspirados, o máximo bmep varia de 700 a 900 kPa, e de 700 kPa 
para potência máxima. Já nos motores quatro-tempos diesel, turbocarregados, os valores 
máximos de bmep estão tipicamente na faixa de 1000a 1200 kPa [2]. 
 
7.4. Consumo Específico e Eficiência de Conversão de Combustível 
 
Em motores de teste, o consumo de combustível é medido através da taxa de 
fluxo – vazão mássica por unidade de tempo: m . Neste caso, o parâmetro de maior 
utilidade é o consumo específico de combustível (“specific fuel consumption” – sfc) – a 
taxa do fluxo de combustível por potência de saída do motor. Este parâmetro mede quão 
f&
 
eficientemente um motor está utilizando o combustível fornecido para produzir trabalho 
[2]. 
P
m
sfc f
&= , (Equação 7.4.I) 
 
 cuja unidade é: 
)(
)/(
)/(
kWP
sgm
Jmgsfc f
&= ou 
)(
)/(
)/(
kWP
hgm
hkWgsfc f
&=⋅ 
 
Evidentemente, baixos valores de sfc são desejáveis. Para motores de ignição 
por centelha, os melhores valores de consumo específico de combustível – sfc para 
“break power” estão em torno de 75µg/J = 270g/kWh. Para motores de ignição por 
compressão (Diesel), estes valores (os melhores) são menores e em grandes motores 
pode ficar abaixo de 55µg/J = 200g/kWh [2]. 
O consumo específico de combustível é um parâmetro, cuja unidade relaciona a 
saída do motor –output – desejada (trabalho por ciclo ou potência) com a entrada – 
input – necessária (fluxo de combustível) para obtenção do devido output. Esta relação 
apresenta valores mais consistentes para efeito de análise. A razão entre trabalho 
produzido por ciclo e a quantidade de energia do combustível fornecida por ciclo, que 
pode ser liberada pelo processo de combustão, também é comumente usada com o 
propósito de análise. O valor energético liberado por este combustível é dado pelo 
produto da massa de combustível fornecida ao motor por ciclo e pelo valor do poder 
calorífico do respectivo combustível. O poder calorífico de um combustível, QHV, 
define seu conteúdo energético [2]. 
Esta medida de “eficiência” de um motor, que pode ser chamada de eficiência de 
conversão de combustível, é dada por: 
 
HVf
HV
Rf
R
HVf
ciclo
f Qm
P
Q
N
nm
N
nP
Qm
W
⋅=⋅


 ⋅
⋅
=⋅= &&η , (Equação 7.4.II) 
 
onde mf é a massa de combustível injetada por ciclo. 
Substituindo da equação 7.4.II pela equação 7.4.I, temos: fmP &/
 
 
HV
f Qsfc ⋅=
1η (Equação 7.4.III) 
 
Assim, o consumo específico de combustível é inversamente proporcional à 
eficiência de conversão de combustível para os combustíveis hidrocarbonetos normais. 
Valores típicos de poder calorífico de combustíveis hidrocarbonetos comerciais estão na 
faixa de 42 a 44 MJ/kg [2]. 
 
7.5. Taxa de Compressão 
 
A taxa de compressão é um parâmetro que define a geometria básica de motores 
alternativos, sendo obtida através de uma razão entre volumes. A taxa de compressão é 
calculada pelo quociente entre o volume máximo do cilindro – volume do cilindro 
quando o pistão ocupa a posição de ponto morto inferior – e o volume mínimo do 
cilindro, também chamado de volume morto, ou seja, volume do cilindro quando o 
pistão está no ponto morto superior. 
Seguindo a definição, temos: 
 
M
MC
C V
VV
cilindrodomínimovolume
cilindrodomáximovolumer +==
___
___ , 
 
onde: 
VM é o volume morto do cilindro; 
VC é o volume correspondente ao curso percorrido pelo pistão. 
 
 
 
 
 
	Motor de Combustão Interna – Ciclo Otto
	Figura 1: Estágios de operação de um motor quat�
	
	Combustão
	Combustões Anormais
	Neste item são descritos alguns parâmetros comum