Ciclo Diesel4 Tempos (Rassul Momade)WPS Office 123

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ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS NÁUTICAS
DEPARTAMENTO DE NAVEGAÇÃO
MÁQUINAS MARÍTIMA
TEMA
MCI Máquinas de Combustão Interna - Ciclo Diesel
RASSUL IBRAIMO MOMADE
LICENCIATURA EM NAVEGAÇÃO MARÍTIMA
2
Maputo, Fevereiro de 2021
ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS NÁUTICAS
DEPARTAMENTO DE NAVEGAÇÃO MARÍTIMA
TEMA
MCI Máquinas de Combustão Interna - Ciclo Diesel
DOCENTES (ES):
Eng. Mário Jonas
 
LICENCIATURA EM NAVEGAÇÃO MARÍTIMA 
Maputo, Fevereiro de 2021
Índice
1. Introdução	4
1.1. Objectivos Gerais	5
1.2. Objectivos Específicos	5
2. Motor	5
2.1. Tipos de motores	5
3. Motores a combustão interna (MCI)	6
3.1. Partes do Motor de Combustão Interna (MCI)	6
3.1.1. Bloco	6
3.1.2. Cabeçote	7
3.1.3. Cárter O cárter fecha o bloco na sua parte inferior e serve de depósito para o óleo lubrificante do motor. Normalmente, é fabricado de chapa dura, por prensagem.	8
3.1.4. Pistão (êmbolo) É a parte do motor que recebe o movimento de expansão dos gases.	9
3.1.5. Biela	9
3.1.6. Virabrequim É também chamado de girabrequim ou árvore de manivelas. É fabricado em aço forjado ou fundido. Possui mancais de dois tipos:	10
3.1.7. Volante	11
3.1.7. Válvulas	11
3.1.8. Partes complementares	12
4. Motor a combustão interna de pistão	12
5. Motor Ciclo Diesel	12
6. Ciclo Diesel – 4 tempos	12
6.1. Funcionamento do Motor a diesel a 4 tempos	13
7. Conclusão	17
8. Bibliografia	18
1. Introdução 
Neste presente trabalho falaremos sobre o motor com o ciclo Diesel a 4 tempos, mas para isso apresentaremos um breve historial sobre este motor. 
Quando Diesel se interessou pelo motor térmico, procurou realizar industrialmente um motor concebido segundo o ciclo de Sadi Carnot. Sabe-se que a realização deste primeiro motor manifestou-se impossível. Diesel abandonou este ciclo, devido aos perigos que o mesmo apresentava pela compressão elevada demais (250kg); substituiu-o por um ciclo mais simples, conhecido como o nome de “ciclo Diesel”.
O engenheiro Rudolf Diesel (1858-1913), em fevereiro de 1892 publicou em Berlim um fascículo intitulado “Teoria e construção de um motor térmico racional” onde expunha suas idéias para a realização prática do ciclo de Carnot. Ainda na Alemanha, começa a construção do seu primeiro motor em Ausburgo.
O motor desenvolvido, trabalhando a quatro tempos, possui basicamente duasgrandes diferenças de um motor a gasolina:
· O motor aspira e comprime apenas ar.
· E apresentava um sistema de injeção dosa, distribui e pulveriza o combustível em direção dos cilindros. O combustível inflama-se ao entrar em contato com o ar, fortemente aquecido pela compressão. Utiliza taxa de compressão de, aproximadamente 19:1.
1.1. Objectivos Gerais
· Falar sobre Motor com o ciclo Diesel.
1.2. Objectivos Específicos
· Definir Motores de combustão interna e seu componentes ou partes;
· Definir Ciclo Diesel;
· Falar do funcionamento de motor a diesel a 4 tempos.
2. Motor 
Motor é uma máquina que converte qualquer forma de energia em trabalho mecânico.
O motor de combustão transforma energia térmica (calorífica) em trabalho mecânico (energia mecânica).
2.1. Tipos de motores
Quanto ao tipo de combustão, os motores podem ser:
· Combustão externa:
Exemplos: máquinas a vapor.
· Combustão interna: de pistão: 
Exemplos: ciclo Otto (a gasolina), ciclo Diesel, (a óleo diesel) e de êmbolo rotativo: Wankel
3. Motores a combustão interna (MCI)
De acordo com Martinelli Jr. São Máquinas Térmicas Motoras nas quais a energia química dos combustíveis se transforma em trabalho mecânico (o fluido de trabalho consiste nos produtos da 
combustão).
Os motores a combustão interna são aqueles em que o combustível é queimado internamente.
Um mecanismo constituído por pistão, biela e virabrequim é que transforma a energia térmica (calorífica) em energia mecânica.
O movimento alternativo (vai e vem) do pistão dentro do cilindro é transformado em movimento rotativo através da biela e do virabrequim. Os motores de tratores possuem um ou mais cilindros e um correspondente número de pistões e bielas.
3.1. Partes do Motor de Combustão Interna (MCI)
3.1.1. Bloco
É a maior parte do motor e sustenta todas as outras partes. Nele estão contidos os cilindros, geralmente em linha nos motores de tratores de rodas. 
São normalmente construídos de ferro fundido, mas a este podem ser adicionados outros elementos para melhorar suas propriedades.
Figura 1: Bloco de um motor Diesel de 6 cilindro sem linha 1 -Junta da cabeça; 2-Camisa; 3-Bloco do motor: Fonte; Peça (2012, pág 10), MOTOR DIESEL SUA APLICAÇÃO EM EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS, Universidade de Évora – Escola de Ciência e Tecnologia Departamento de Engenharia Rural, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://rdpc.uevora.pt/bitstream/10174/8133/1/MOTOR_DIESEL.pdf&ved=2ahUKEwjerJvLsIDvAhWo8HMBHRheD2MQFjABegQIDBAC&usg=AOvVaw3GIKw1nD-e4Pd5H8lv9W7I acessado em 23 de Fevereiro de 2021.
Alguns blocos possuem tubos removíveis que formam as paredes dos cilindros, chamadas de “camisas”. Estas camisas podem ser “úmidas” ou “secas”, conforme entrem ou não em contato com a água de refrigeração do motor.
3.1.2. Cabeçote
Este componente fecha o bloco na sua parte superior, sendo que a união é feita por parafusos. Normalmente, é fabricado com o mesmo material do bloco. Entre o bloco e o cabeçote existe uma junta de vedação.
Figura 2: cabeçote; Fonte; Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021.
3.1.3. Cárter
O cárter fecha o bloco na sua parte inferior e serve de depósito para o óleo lubrificante do motor. Normalmente, é fabricado de chapa dura, por prensagem.
Figura 3: 1 -Vareta do óleo; 2-Bomba de óleo; 3 -Bujão; 4-Carter; 5-Junta docarter; 6-filtrode rede: Fonte; Peça (2012, pág 21), MOTOR DIESEL SUA APLICAÇÃO EM EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS, Universidade de Évora – Escola de Ciência e Tecnologia Departamento de Engenharia Rural, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://rdpc.uevora.pt/bitstream/10174/8133/1/MOTOR_DIESEL.pdf&ved=2ahUKEwjerJvLsIDvAhWo8HMBHRheD2MQFjABegQIDBAC&usg=AOvVaw3GIKw1nD-e4Pd5H8lv9W7I acessado em 23 de Fevereiro de 2021.
3.1.4. Pistão (êmbolo)
É a parte do motor que recebe o movimento de expansão dos gases. 
Normalmente, é feito de ligas de alumínio e tem um formato aproximadamente cilíndrico. No pistão encontram-se dois tipos de anéis:
Figura 4: Nomeglatura do pistão. Fonte; Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021.
· anéis de vedação – estão mais próximos da parte superior 
(cabeça) do pistão;
· anéis de lubrificação – estão localizados na parte inferior do pistão e têm a finalidade de lubrificar as paredes do cilindro.
O pistão liga-se à biela através de um pino. O pino é normalmente fabricado de aço cementado.
3.1.5. Biela
É a parte do motor que liga o pistão ao virabrequim. É fabricado de aço forjado e divide-se em três partes: cabeça, corpo e pé. A cabeça é presa ao pistão pelo pino e o pé está ligado ao vira brequim através de um material antifricção, chamado casquilho ou bronzina.
Figura 5: Biela; Fonte: Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021.
3.1.6. Virabrequim
É também chamado de girabrequim ou árvore de manivelas. É fabricado emaço forjado ou fundido. Possui mancais de dois tipos:
· excêntricos – estão ligados aos pés das bielas;
· de centro – sustentam o virabrequim ao bloco.
Figura 6: Virabrequim: Fonte;Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021
3.1.7. Volante
É constituído por uma massa de ferro fundido e é fixado no virabrequim. 
Acumula a energia cinética, propiciando uma velocidade angular uniforme no eixo de transmissão do motor. O volante absorve energia durante o tempo útil de cada pistão (expansão devido à explosão do combustível), liberando-a nos outros tempos do ciclo (quando cada pistão não está no tempo de potência), concorrendo com isso para reduzir os efeitos de variação do tempo do motor.
3.1.7. Válvulas
Existem dois tipos de válvulas: de admissão e de escape. Elas são acionadas por um sistema de comando de válvulas. O movimento do virabrequim é transmitido para o eixo de comando de válvulas por meio de engrenagens. O eixo de comando de válvulas liga-se por uma vareta ao eixo dos balancins. Este, por sua vez, é que acionará as válvulas.
A abertura e o fechamento das válvulas estão relacionadas com o movimento do pistão e com o ponto de injeção, de modo a possibilitar o perfeito funcionamento do motor.
As engrenagens da distribuição podem ter uma relação de 1:2, o que significa que cada rotação da árvore de manivelas corresponde a meia rotação da árvore de comando de válvulas.
Figura 7; Válvulas: Fonte; Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021.
3.1.8. Partes complementares
São os sistemas auxiliares indispensáveis ao funcionamento do motor: sistema de alimentação de combustível, sistema de alimentação de ar, sistema de arrefecimento, sistema de lubrificação e sistema elétrico.
4. Motor a combustão interna de pistão
5. Motor Ciclo Diesel
Neste tipo de motor de combustão interna, somente o ar é comprimido, sendo o combustível injetado no interior do cilindro, quando a compressão do ar está próxima do seu ponto máximo.
A elevação de temperatura e pressão no interior do cilindro inflama o óleo diesel na câmara de combustão.
O óleo Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos com ponto de ebulição entre 200 e 360°C, obtido por destilação do petróleo por hidrogenação, síntese, ou craqueamento catalítico a baixas temperaturas. Tem poder calorífico médio (ou calor de combustão) de 11.000 kcal/kg.
6. Ciclo Diesel – 4 tempos
Nos motores tipo diesel há somente admissão de ar puro, que ao ser comprimido pelo pistão se aquece o suficiente para inflamar o óleo diesel pulverizado no interior da câmara de combustão. Tem seu funcionamento semelhante ao do motor à gasolina.
O motor a combustão interna de pistão que funciona segundo o ciclo Diesel apresenta, durante o funcionamento, quatro fases:
1ª Admissão:
2ª Compressão:
3ª Expansão:
4ª Escape.
6.1. Funcionamento do Motor a diesel a 4 tempos 
No motor Diesel, o gasóleo é introduzido finamente pulverizado no interior da câmara de combustão, onde encontra ar quente previamente comprimido pelo êmbolo, o qual se desloca no interiorde um cilindro.
A combustão do gasóleo, produzindo calor, e a subsequente expansão dos gases da combustão, cria pressão que promove a deslocação do êmbolo. O movimento linear do êmbolo é transformado em movimento de rotação de um veio (cambota), através de uma biela que liga aquelas partes a acima descrito, que se passa durante o trajecto descendente do êmbolo, constitui o tempo de expansão. Neste tempo ocorre a combustão e consequente expansão dos gases e é o único dos 4 tempos do funcionamento do motor em que é produzida potência.
Para assegurar o tempo de expansão, o motor tem de cumprir dois tempos prévios e um outro posterior, sendo a totalidade dos 4 tempos PEÇA (2012).
a) Admissão
No tempo de admissão o êmbolo desloca-se no sentido descendente, e pela depressão que cria faz a sucção de ar da atmosfera para dentro do motor, através de uma válvula previamente aberta (válvula de admissão – intake valve). O desenho internodo motor permite imprimir na admissão um movimento de turbilhão ao ar:
 B) Compressão
No final do tempo de admissão, logo após o êmbolo passar pela posição maisinferior do seu curso (pmi - ponto morto inferior), a válvula de admissão fecha-se, pelo que o êmbolo ao deslocar-se no seu curso ascendente, inicia a compressão do ar. É o tempo de compressão.
Pouco antes do êmbolo atingir a posição mais superior do seu curso (pms - ponto mortosuperior) inicia-se a injecção de combustível. Durante a compressão a temperatura do ar atinge várias centenas de graus Celsius, devido ao aumento da pressão que atinge perto de uma dez e na de MPa.
Nestas condições depressão e temperatura, bem como devido ao movimento de turbilhão do ar gerado pela geometria da cabeça do êmbolo, o combustível, finalmente pulverizado, inflama-se assim que penetra no interior do motor. Como resultado dacombustão a pressão e a temperatura sobe ainda mais.
[footnoteRef:1] [1: Ponto Morto Superior (PMS) {TDC - Top Dead Center} e o Ponto Morto Inferior (PMI) {BDC - Bottom Dead Center}, são nestas posições onde o êmbolo muda de sentido de movimento estando no seu máximo (PMS) ou no seu mínimo (PMI).] 
Figura 8: Ciclo diesel 4 Tempos; Fonte; Peça (2012, pág. 6), MOTOR DIESEL SUA APLICAÇÃO EM EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS, Universidade de Évora – Escola de Ciência e Tecnologia Departamento de Engenharia Rural, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://rdpc.uevora.pt/bitstream/10174/8133/1/MOTOR_DIESEL.pdf&ved=2ahUKEwjerJvLsIDvAhWo8HMBHRheD2MQFjABegQIDBAC&usg=AOvVaw3GIKw1nD-e4Pd5H8lv9W7I acessado em 23 de Fevereiro de 2021.
 C) Expansão
A pressão dos gases, exercendo-se na cabeça do êmbolo, provoca o seu movimento descendente, em que os gases se vãoexpandindo. É o tempo de expansão.
 D) Escape 
Pouco antes do êmbolo atingir o pmi, abre-se a válvula de escape (exhaust valve). Inicia-se o tempo de escape no qual o deslocamento ascendente do êmbolo, expulsa os gases da combustão para o exterior do motor:
Na fase de escape, pouco antes do êmbolo atingir o pms, abre-se a válvula de admissão e mais um ciclo de 4 tempos se inicia. Os 4 tempos - Admissão; compressão; expansão; escape, realizam-se durante 2 voltas completas da cambota, ou seja em 4 cursos do êmbolo.
A figura seguinte mostra, esquematicamente, o sistema constituído por êmbolo, biela ecambota. A força exercida pelos gases da combustão no êmbolo(F1), vai se repercutirna cambota onde uma força excêntrica (F2) cria um momento M. A rotação deste momento, à velocida de de rotação  da cambota,produz potência: Pot = M.
v
F2
Figura 8: Esquema de funcionamento do motor a diesel 4 tempos; Fonte; Peça (2012, pág 7), MOTOR DIESEL SUA APLICAÇÃO EM EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS, Universidade de Évora – Escola de Ciência e Tecnologia Departamento de Engenharia Rural, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://rdpc.uevora.pt/bitstream/10174/8133/1/MOTOR_DIESEL.pdf&ved=2ahUKEwjerJvLsIDvAhWo8HMBHRheD2MQFjABegQIDBAC&usg=AOvVaw3GIKw1nD-e4Pd5H8lv9W7I acessado em 23 de Fevereiro de 2021.
Os tempos de admissão, compressão e escape consomem parte da energia produzida no único tempo motor -Expansão.
A potência produzida pelo motor depende do caudal de combustível que é injectado em cada ciclo. Como a potência necessitade ser controla da pelo operador, de acordo com as necessidades da operação em curso, o operador controla o caudal de combustível a injectar através do normal acelerador de pé (emestrada) ou através do acelerador de mão(emcampo).
 
7. Conclusão
Aprendemos no seguindo trabalho que motores são máquinas térmicas, elas são capazes de combustão em energia térmica, que se divem em externas e internas, nas máquinas térmicas internas, a combustão acontece dentro de um cilindro, abedecendo ciclos, o ciclo que, esses ciclos podem definir de o motor é a 4 tempos ou 2, neste trabalho nos falamos mais do ciclo a diesel a 4 tempos, que resumidamente ele tem os seguintes tempos, 1 - Admissão (do ar); 2 - Compressão (do ar); 3 - Expansão (dos gases decombustão);4 -Escape(dos gases da combustão). Como já havia sido abordado em outras aulas, ou outros motores admitem no seu primeiro tempo a mistura de ar e combustível o que não notamos neste motor a diesel que ao imprime o ar no seu primeiro tempo. 
8. Bibliografia
· PEÇA, José Oliveira, MOTOR DIESEL SUA APLICAÇÃO EM EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS, Universidade de Évora – Escola de Ciência e Tecnologia Departamento de Engenharia Rural (2012), disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://rdpc.uevora.pt/bitstream/10174/8133/1/MOTOR_DIESEL.pdf&ved=2ahUKEwjerJvLsIDvAhWo8HMBHRheD2MQFjABegQIDBAC&usg=AOvVaw3GIKw1nD-e4Pd5H8lv9W7I acessado em 23 de Fevereiro de 2021.
· MARTILLENI JR. Luiz Carlos, Máquinas Térmicas I, Motores de Combustão Interna, Campos Panambi Disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://fabioferrazdr.files.wordpress.com/2008/08/mci.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjABegQIBBAC&usg=AOvVaw0v1ulHzU0sZWEb5CTv3OJ2 acessado em 24 de Fevereiro de 2021;
· Motores a Combustão Interna, disponível em https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%25C3%25A3o-Interna.pdf&ved=2ahUKEwi1_ridqYLvAhXo4zgGHauXBG0QFjAAegQIARAC&usg=AOvVaw1hlZs3OAIEdis6sXL5aTUf acessado em 24 de Ferreiro de 2021.