MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

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Disciplina: Máquinas Térmicas
MÁQUINAS TÉRMICAS
Motores de Combustão Interna
Eng. Prof. Esp. Arnaldo Augusto Almeida de Souza Júnior
IFPA / Belém – 2019
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas de Fluxo
Disciplina: Máquinas Térmicas
Definição de Fluido Ativo
	Motores de Combustão Externa: Fluido Ativo não participa da combustão. EX. máquinas à vapor
	Motores de Combustão Interna: Fluido Ativo participa diretamente da combustão. Ex. Motor à gasolina
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Disciplina: Máquinas de Fluxo
Disciplina: Máquinas Térmicas
Motores de Combustão Interna quanto à forma de obter trabalho mecânico (W):
 
Motores Alternativos: W é obtido pelo movimento de vaivém de um pistão. Transformado em rotação contínua por um sistema biela-manivela. Ex. Motor Otto e Diesel.
 
Motores Rotativos: W obtido diretamente pelo movimento de rotação. Ex. Motor Wankel.
 
Motores de Impulso: W obtido pela força de expelimento dos gases. Ex. Foguetes e Motores a Jato.
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Motores WANKEL
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Disciplina: Máquinas de Fluxo
 
Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas de Fluxo
 
 
Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Classificação de Motores alternativos: Motor Otto
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Classificação de Motores alternativos: Motor Diesel
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Motor de 04 tempos com injeção de combustível no cilindro
CICLO DE FUNCIONAMENTO – MOTOR DIESEL
Admissão
Compressão
Injeção do
Combustível 
Expansão
Escape
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Motor de 02 tempos, ignição por centelha
Aspirado, sem válvulas de aspiração e escape
Combustão e Escape
Aspiração e Compressão
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
CICLO OTTO
	Histórico - É um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau de Rochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto, em 1876.
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Características
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Processos Termodinâmicos no Ciclo Otto
0 →1:Abertura da válvula de admissão, processo isobárico;
1 →2:Compressão da mistura gasosa, processo adiabático e isoentrópico;
2 →3:Explosão da mistura gasosa, tendo uma combustão isocórica;
Diagrama pressão x volume
Diagrama temperatura x entropia
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Disciplina: Máquinas Térmicas
3 →4:Expansão da mistura, processo adiabático e isoentrópico;
4 →1:Rejeição de calor do ar, queda da pressão e processo isocórico;
1 →0:Abertura da válvula de escape, saída de calor, sendo um processo isobárico;
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Balanço de energia do ciclo
Calor recebido e Calor cedido
q23 = cv (T3 − T2) q41 = cv (T1 − T4)
Trabalho no ciclo Otto
W= q23 + q41
RENDIMENTO DO CICLO
η = 1 − 1 / r(k−1)
Relação de compressão ou taxa de compressão: r = (v1/v2)
Coeficiente politrópico: k=(cp / cv )
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Disciplina: Máquinas Térmicas
RENDIMENTO TÉRMICO x TAXA DE COMPRESSÃO
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Disciplina: Máquinas de Fluxo
 
Disciplina: Máquinas Térmicas
Diferenças entre o ciclo real Otto e o ciclo teórico Otto
Calores específicos dos gases reais variam com a temperatura;
Combustão incompleta;
Troca de calor entre os gases e as paredes do cilindro;
Irreversibilidade (pressão e temperatura);
Abertura antecipada das válvulas de admissão e exaustão;
Avanço da ignição
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
CICLO DIESEL
 	Histórico - É um ciclo termodinâmico de combustão interna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858 -1913), em que a combustão do combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pela compressão de ar.
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Características
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Processos Termodinâmicos no Ciclo Diesel
0 →1:Abertura da válvula de admissão,aspirando somente ar, esse processo é isobárico;
1 →2:Ocorre a compressão do ar, sendo um processo adiabático e isoentrópico;
2 →3:O combustível é injetado e queimado, sendo um processo isobárico;
Diagrama pressão x volume
Diagrama temperatura x entropia
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Disciplina: Máquinas Térmicas
3 →4:Ocorre a expansão adiabática e isoentrópica;
4 →1:Rejeição do calor, ocorrendo uma redução de pressão com volume constante;
1 →0:Abertura da válvula de escape,exaustão dos gases com a pressão constante;
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Balanço de energia do ciclo
Calor recebido e Calor cedido
q23 = cp (T3 − T2)
q41 = cv (T1 − T4)
Trabalho no Ciclo Diesel
W= q23 + q41
Rendimento do Ciclo Diesel
Diagrama pressão x volume
Relação de compressão ou taxa de compressão: r = (v1/v2)
Coeficiente politrópico: k=(cp / cv )
Taxa de combustão isobárica: 
β = (v3 / v2)
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Diferenças entre o Ciclo Real e o Ciclo Teórico Diesel
Perdas por bombeamento;
Perdas pela combustão não instantânea;
Perdas pela dissociação do combustível;
 Perdas devido à abertura antecipada da válvula de descarga;
Perdas de calor;
Perdas devido à variação dos calores específicos do fluido;
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Disciplina: Máquinas Térmicas
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Comparação entre Ciclo Otto e Ciclo Diesel
Quando o ciclo Otto e o ciclo Diesel tem a mesma razão de compressão, o ciclo Otto tem um maior rendimento, quantidade de calor menor, maior expansão;
O ciclo Diesel tem uma quantidade de calor menor e maior expansão que o ciclo Otto, para uma mesma pressão máxima de operação;
Os motores a Diesel alcançam bons índices de temperatura e pressão na câmara de combustão, na faixa de 600 a 800ºC e de 65 a 130 kgf/cm², respectivamente. Nos motores ciclo Otto (ou a gasolina), esses valores estão na faixa de 800 a 1000ºC e de 60 a 80 kgf/cm², respectivamente.
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Disciplina: Máquinas Térmicas
Enquanto o motor a gasolina funciona com a taxa de compressão que varia de 8:1 a 12:1, no motor a diesel esta varia de 14:1 a 25:1. Dai a robustez de um relativamente a outro;
Enquanto o motor a gasolina aspira a mistura ar/combustível para o cilindro o motor a diesel aspira apenas ar;
 A ignição dos motores a gasolina se dá a partir de uma faísca elétrica fornecida pela vela de ignição antes da máxima compressão na câmara de combustão. Já no motor a diesel ocorre combustão do combustível, pelas elevadas temperaturas (500ºC a 650ºC) do ar comprimido na câmara de combustão. 
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Muito Obrigado 
E
Até uma Próxima!!
Disciplina: Máquinas de Fluxo
Disciplina: Máquinas Térmicas