Lista de Exercícios Respondido MOTORES DE COMBUSTÃO

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Aluno: Luiz Bartolomeu de Carvalho Tavares – Mat.: 201501406311 Turno: Noite
Lista de Exercícios 01 – MOTORES DE COMBUSTÃO
1. Defina Motor de Combustão Interna (MCI).
É uma máquina térmica que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. Onde o fluido ativo participa diretamente da combustão.
2. Os MCI podem ser classificados quanto a várias propriedades, classifique.
 Classificação dos motores alternativos quanto à ignição 
 I.MIF- Motores de ignição por faísca ou Otto. 
 I. MIE- Motores de ignição espontânea ou diesel.
 Classificação dos motores alternativos quanto ao numero de tempos do ciclo de operação 
 I.Motores alternativos a quatro tempos (4T).
 II.Motores alternativos a dois tempos(2T) de ignição por faísca
 Classificação dos motores quanto à relação entre diâmetro e curso do pistão 
 I.Motor quadrado 
 II.Motor subquadrado
 III.Motor superquadrado
3. Defina o ponto morto superior e inferior, faça um desenho ilustrativo.
PMS: ponto Morto Superior – é a posição na qual o pistão esta o mais próximo possível do cabeçote,
PMI: Ponto Morto Inferior- é a posição na qual o pistão esta o mais afastado possível do cabeçote.
4. Fale sobre a cilindrada de um motor, mostre, através de um desenho e formula, como a mesma é calculada?
É o volume dos cilindros, volume deslocado do motor, deslocamento volumétrico do motor ou cilindrada total. Utilizamos a seguinte expressão matemática na determinação da cilindrada de um motor a explosão onde:
N=Numero de cilindros do motor
π=3,14
d=diâmetro do cilindro
c=curso do pistão no interior do cilindro
5. Cite três diferenças fundamentais entre o funcionamento do motor Otto e o do motor Diesel.
Nos otto a ignição é provocada por uma faísca, necessitando de um sistema elétrico para produzi-la. Nos motores ciclo diesel a combustão ocorre por autoignição, pelo contato do combustível com o ar quente. Nos otto a taxa de compressão será relativamente baixa para não provocar autoignição, já que o instante apropriado da combustão sera comandado pela faísca . Nos diesel a taxa de compressão deve ser suficientemente elevada, para ultrapassar a temperatura de autoignição do combustível.
Otto- Um fagulha inicia a combustão, uma explosão que aumenta a pressão e a temperatura, impele o cilindro, fornecendo potencia .
Diesel- A queima do combustível é lenta , sua , expansão desloca o pistão aumentando o volume à pressão constante, fornecendo torque.
	Diferenças
	 4T
	 2T
	Tempos x ciclo útil 
	2 voltas Manivela
	1 volta Manivela
	Fator de Tempos
	X=2
	X=1
	Sistema mecânico
	Mais complexo
	Mais simples, Ausência de válvulas e eixo de comando
	Alimentação 
	Boa
	Ruim. Perda de mistura no escape e presença de lubrificante
	Lubrificação 
	Boa
	Ruim. Presença de combustível 
6. Cite duas vantagens e duas desvantagens do motor a 2T de ignição por faísca
em relação a um motor a 4T de ignição por faísca.
Os motores 2 tempos possuem uma explosão a cada giro do eixo central. Podem funcionar em diversas posições, são leves e eficazes em determinadas condições. Também têm custo menor de produção. No entanto, não são muito aplicados em carros, pois sua eficiência diminui quando variam as condições de rotação, altitude e temperatura.
Já nos motores 4 tempos a combustão ocorre nos intervalos dos giros, o que promove um ganho relevante de potência. Entre as desvantagens, podem ocorrer problemas com o fluxo de óleo.
7. Um motor alternativo tem 4 cilindros de diâmetro 8,2 cm e curso 7,8 cm
e uma taxa de compressão 8,5. Pede-se:
a) A cilindrada ou deslocamento volumétrico do motor em cm3;
b) O volume total de um cilindro;
c) O volume morto.
A) Z=4 ;D=8,2cm; S= 7,8 cm; Vv= 8,5
 Vdv= (πxD^2/4) +S Vd= Vdu xZ
 Vdv= (πx8,2^2/4) +7,5 Vd= 411,92 x4
 Vdv= 411,92 cm^3 Vd = 1647,7 cm^3
 
 B) Vdu = V1-V2 
 V1= 411,92 + 54,92 
 V1= 466,84 cm^3 
 C) rv= Vdu/V2 +1
 V2 =( 8,5 -1) =411,92/V2 
V2= 54,92cm^3 
8. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 5,2 L. O diâmetro dos
cilindros é 10,2 cm e o volume morto é 54,2 cm 3. Pede-se:
a) O curso;
b) A taxa de compressão;
c) O volume total de um cilindro.
A) Vd= 5,2 ” ou seja “ Vd= 5200 cm^3; Z=6; D=10,2cm;V2=54,2cm^3
 	Vdu= Vd/Z = 5200/6 = 866,6cm^3
Vdu= πx D^2 / 4xS = 866,6= πx(10,2)^2/4xs= S =866,6/81,67=10,6cm
 B) R=Vdu+ 1/ V2 =866,6+1/54,2=16
 C) R=V1/ V2= V1 =16x54,2=867,2cm^3
9. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 4,8 L. O diâmetro dos
cilindros é 10,0 cm. Deseja-se alterar a cilindrada para 5.400 cm 3 , sem se
alterar o virabrequim. Qual deverá ser o novo diâmetro dos cilindros?
 Z= 6; vd=4,8L ou seja 4800cm^3; d=cm;
Vdu= Vd / Z = 4800/6 =800cm^3
Vdu = (π x d^2)/(4 x S) = S= (Vdu x 4)/(π xd^2)= (800 x 4)/ (3,14 x 10^3)= 10,19 cm^2
Vdu= (π x Dnovo^2) / (4 x S)= Dnovo^2 = (4 x Vdu)/( π x S)= 5,19 cm
10. Um motor de 4 cilindros tem taxa de compressão 8,0:1. O diâmetro dos
cilindros é 7,8 cm e o curso é 8,2 cm. Deseja-se aumentar a taxa de compressão
para 12,0:1. De que espessura deve ser "rebaixado" o cabeçote, (sem
se preocupar com possíveis interferências)?
Z=4; d=7,8cm ; R= 8,0 
Vdu1 = (π x d^2)/(4 x S)= (3,14 x 7,8^2) /(4 x 8,2)=391,62 cm
R= ( Vdu + 1) /V2= 8=(391,62 +1) / V2= V2= 49,07 cm
R= (Vdu + 1) / V2=Vdu2 = V2 x R -1= 49,07 x 8 -1= 391,56 cm
O cabeçote deve ser rebaixado de Vdu1= 391,62 cm – Vdu2= 391, 56cm=0,06cm ou seja devera ser rebaixado 0,6 mm no cabeçote. 
Prof. FILLIPE VIRGOLINO	
11. Um ciclo Otto padrão a ar tem uma relação de compressão rv = 8. No início da compressão a temperatura é 27°C e a pressão é 100 kPa. O calor é fornecido ao ciclo à razão de 3 MJ/kg. Dados k = 1,4 e R = 287 J/kg.K e imaginando que o ciclo represente um motor a 4T de cilindrada 1600 cm³, a 3600 rpm, determinar:
a) A eficiêcia térmica do ciclo;
b) As propriedades p, T e v em cada ponto;
c) A pressão média do ciclo;
d) A potência do ciclo;
e) A fração residual de gases.
12. O ciclo real de um motor Diesel a 4T, de cilindrada 7.000 cm 3, a 2.400 rpm é aproximado ao ciclo teórico representado na figura abaixo, na qual o retângulo desenhado tem a mesma área do ciclo. A taxa de compressão é 17 e a eficiência térmica é 0,597 quando 26,3% do calor é fornecido isocoricamente. Adota-se que o fluido ativo tenha k = 1,35 e R = 240 J/kg.K. Determinar:
a) Os valores de p, T e v nos principais pontos do ciclo;
b) A potência do ciclo;
c) O trabalho de expansão;
d) O. engenheiro achou a temperatura de escape muito elevada e quer reduzi-la para 720°C, mantido o mesmo consumo de combustível. Como fazer isto?
RESPOSTAS:
A) Estado termodinâmico no ponto 1.
 T1=303K; P1=0,096MPa; V1=0,757m3/Kg;
Ponto 2:
T2=816K; P2=4,4MPa; V2=0,0445m3/Kg;
Ponto 3:
T3=1297K; P3=7MPa; V3=0,0445m3/Kg;
Ponto 4:
T4=2294K; P4=7MPa; V4=0,0786m3/Kg;
Ponto 5:
T5=1038K; P5=0,329MPa; V5=0,757m3/Kg.
B) Nc =147 Kw.: 200Cv
C)Wexp=10,8 Kj
D) Considerar que todo calor seja fornecido a volume constante.
13. A figura representa um ciclo Diesel padrão ar representativo de um motor de ignição espontânea a 4 tempos. São dados:
 Cilindrada do motor V = 5000 cm³
 Poder calorífico do combustível pci = 10000 kcal/kg
 cv = 0,171 kcal/kgK; cp = 0,239 kcal/kgK; K = 1,4; R = 29,3 kgm/kgK
 Pede-se:
a) Completar as pressões, temperaturas e volumes no ciclo;
b) A taxa de compressão;
c) A massa de ar que trabalha no ciclo;
d) O calor fornecido ao ciclo (kcal);
e) Uma estimativa da relação combustível/ar;
f) O trabalho do ciclo (kgm);
g) A eficiência térmica;
h) A pressão média do ciclo (kgf/cm 2);