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INTERNAL USE ONLY
SISTEMAS FLUIDOTÉRMICOS
Aula 3
Engenharia Mecânica
Prof. Msc. Alexandre Fulnazari
03/03/21
INTERNAL USE ONLY
SISTEMA DE ARREFECIMENTO
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Fonte: UFRJ
• O processo de combustão produz grande diferença de temperaturas entre os gases e as paredes da câmara.
• Promove a transferência da parte do calor gerado para as paredes do cilindro e cabeçote.
• Por que retirar o calor do motor?
• Manter os componentes do motor em temperaturas médias compatíveis com as características dos materiais.
• No motor Otto, evitar a ocorrência de detonação. A detonação (conhecida popularmente como batida de pino) é provocada
principalmente pelo combustível adulterado de baixa octanagem, mas também pode ser resultado de mistura pobre, não
homogênea, ignição adiantada ou superaquecimento domotor.
• O atrito do fluido gera calor que eleva a temperatura do lubrificante, havendo necessidade deste ceder calor do fluido de
resfriamento.
Sistema de Arrefecimento
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• Sistema que visa manter a temperatura do motor
em uma faixa ideal de funcionamento.
• Existem 2 tipos de sistema de arrefecimento:
• Arrefecimento a ar;
• Arrefecimento por fluido.
ARREFECIMENTO A AR
• Sistema que controle a temperatura do motor
com a circulação de ar forçado e troca de calor
por válvula termostática.
• A árvore de manivelas gira e, através de um
elemento de transmissão, aciona a turbina que
força o ar a circular pelo motor e remover o
excesso de calor gerado.
• Há chapas metálicas que direcionam o ar forçado
a passar por todos os componentes.
1. Aletas
2. Tubulação
3. Turbina
4. Válvula Termostática
Figura: Sistema Arrefecido a ar
Fonte: Manual do Mecânico de Automóveis CBS SENAI
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• Quando o motor está frio, a válvula termostática (controle da troca de calor do motor), está fechada.
• Quando o motor está aquecido, a válvula se abre para que o calor saia e o ar com menor temperatura
entre e circule (troca de calor).
• O óleo neste sistema possui função muito importante devido à existência do radiador, por onde este
fluido circula para fazer a troca de calor com os componentes internos do motor.
• A manutenção deste sistema está basicamente relacionada com os cuidados com a correia da turbina.
VANTAGENS DESVANTAGENS
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O ar possui 
menor calor 
específico 
que a água 
• Quadro . Quantidades de ar e água para retirar 1 caloria do motor.
• Fonte: UFRJ
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ARREFECIMENTO POR FLUIDO
• Utiliza a circulação do fluido de arrefecimento entre motor e radiador.
• Troca de calor e controle da temperatura:
• válvula termostática;
• Interruptor térmico;
• circulação do fluido por ação de uma bomba dágua.
VÁLVULA DE PRESSÃO
RESERVATÓRIO DE EXPANSÃO 
COLETOR DE ADMISSÃOVÁLVULA
TERMOSTÁTICA
BOMBA 
D´AGUA
Figura: Sistema Arrefecido por fluido
Fonte: Manual Motor AE – 1600 - Volkswagen
RADIADOR
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Circulação forçada
• Usa bomba centrífuga que promove a circulação
forçada do meio arrefecedor;
• Possui válvula termostática entre o cabeçote do motor
e o radiador para o controle da temperatura;
• A quantidade de água do sistema pode ser reduzida
consideravelmente, pois neste sistema a água está sob
pressão e circula com maior velocidade que no
termossifão
Circulação forçada
Fonte: UFRJ
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BOMBA D´AGUA
• Responsável por manter o fluido de arrefecimento em circulação
forçada através dos dutos do motor, mangueiras e radiador.
• Acionamento realizado por correia;
• Com o giro do eixo da bomba d’água, o rotor interno faz com
que o fluído de arrefecimento circule e remova parte do calor
do motor e se desloque para o radiador, para que esse calor seja
dissipado pelo ar, proveniente do deslocamento do veículo e,
também, pelo acionamento do ventilador.
• Este componente praticamente não possui manutenção. Caso
ocorra vazamento, folga dos rolamentos, barulhos nos
rolamentos, desgaste das pás do rotor, a solução é a troca da
peça.
• Para que este fluído circule do motor para o radiador e vice-
versa, é necessário que passe pela válvula termostática, que é o
elemento que, na fase fria, do motor tem a função de ficar
fechada para facilitar o aquecimento rápido do motor e, na fase
quente, tem a função de permitir que o fluído circule livremente
do motor para o radiador e vice-versa. Esta abertura na válvula
termostática é causada pela temperatura e é crucial para o bom
funcionamento do motor.
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RADIADOR
Trocador de 
calor entre a 
água e o ar. 
Fonte: UFRJ
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Sistema de Arrefecimento
Fonte: Modefer
• Em caminhões, é utilizado uma
embreagem viscosa entre a hélice
e a bomba que diminui a
velocidade da hélice com
temperaturas menores.
• A tampa do radiador também é
importante para o sistema, pois
possui válvulas para controle da
pressão e depressão do sistema.
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Sistema de Arrefecimento
Fonte: Modefer
• Ao passo que que a temperatura vai se
elevando, a válvula se abre e permitindo a
passagem do líquido.
• Quando a temperatura chega ao valor
ideal, entre 72 / 83 °C a válvula é aberta
totalmente.
• Esse fluido quente do bloco do motor vai
sendo empurrado para
• o radiador que tem a função de concentrar
e refrigerar o mesmo. Levando em conta
que o liquido quente vai saindo do bloco
para o radiador, automaticamente o
liquido que está armazenado no radiador
esta frio, e acaba concentrando no bloco
do motor.
• Esse processo é sucessivamente o tempo
todo a partir do funcionamento do motor.
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• O primeiro e mais importante passo da manutenção do sistema de arrefecimento é manter o líquido devidamente aditivado e no nível
adequado, para evitar principalmente a corrosão das peças internas.
• O recomendado é que o sistema seja verificado de acordo com as instruções do fabricante do veículo.
• É essencial que a proporção de aditivo na água que circula seja correta também seguindo a aplicação.
• O líquido é importante, mas outros componentes devem ser verificados. Inspecione se não há ressecamento e deformações nas mangueiras,
em seguida, faça o teste do sistema de arrefecimento com a bomba manual para saber a pressão de trabalho e identificar possíveis
vazamentos.
• Não esquecer conferir as condições da tampa reservatório do sistema de arrefecimento. Instale a tampa no analisador com o adaptador,
mergulhe o conjunto num recipiente com água. Acione a bomba manual com movimentos lentos e verifique a pressão indicada no
manômetro, veja se a tampa perdeu a carga das molas. Cheque também os valores de referência da abertura da válvula de sobre pressão, que
variam de acordo com o modelo.
Manutenção – Fonte: Modefer
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Nomenclatura Cinemática
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• A relação R/L é a divisão do raio do 
virabrequim pelo comprimento da biela.
• Quanto menor for a biela, maior será o 
percurso do centro de gravidade do 
conjunto biela-virabrequim dentro do 
motor. Isto reflete em forças maiores 
agindo contra o movimento de rotação.
• Uma biela maior é preferível se o objetivo 
é otimizar as relações de forças dentro do 
motor e melhorar o desempenho.
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Exercício a ser resolvido durante a aula 
Sejam conhecidos os valores internos de dimensionamento de um conjunto biela-manivela, determine a distância para o 
pistão nas condições abaixo:
✓ 𝛼 = 180º
✓ s= 7,8 cm 
✓
𝑟
𝐿
= 0,3
𝒙 = 𝒓. 𝟏−𝒄𝒐𝒔𝜶 +𝑳. [ 𝟏− 𝟏−
𝒓
𝒍
𝟐
. 𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶 ]
s= 2. 𝑟 ⇒ 𝑟 =
𝑠
2
⇒
7,8
2
r = 3,9 cm
0,3 =
𝑟
𝑙
⇒ 0,3 =
3,9
𝑙
=> 𝑙 = 
3,9
0,3
𝑙 = 13 cm
𝑥 = 3,9. 1 − 𝑐𝑜𝑠180º + 13. [ 1 − 1−
3,9
13
2
. 𝑠𝑒𝑛2180 ]
𝑥 = 3,9. 1 − (−1) + 13.[ 1 − 1− 0,09.0 ]
𝑥 = 7,8+ 13. [ 1 − 1]
𝒙 = 𝟕,𝟖 𝒄𝒎
𝑬𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆 𝒂𝒐 𝒄𝒖𝒓𝒔𝒐 𝒅𝒐 𝒑𝒊𝒔𝒕ã𝒐,𝒑𝒐𝒓𝒕𝒂𝒏𝒕𝒐, 𝒐 𝒑𝒊𝒔𝒕ã𝒐 𝒆𝒔𝒕á 𝒏𝒐 𝒑𝒐𝒏𝒕𝒐𝒎𝒐𝒓𝒕𝒐 𝒊𝒏𝒇𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓
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SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO
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Monitor do Sistema de Combustível gera a precisão do sistema de injeção eletrônica
Fonte:Oficina Brasil
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Na admissão, a válvula de admissão é deslocada de seu alojamento inicial pelo comando de válvulas, permitindo
que a mistura carburante seja aspirada para dentro do cilindro, do PMS para o PMI.
Na etapa de compressão, a válvula de admissão retorna à sua posição inicial, vedando totalmente a câmara de
combustão. Com ambas as válvulas fechadas, o deslocamento do êmbolo entre o PMI e o PMS comprime a
mistura carburante com objetivo de aumentar a pressão dentro do cilindro.
Na combustão, a vela de ignição produz uma centelha elétrica que reage com a mistura carburante já previamente
comprimida.
Fonte: Adaptado de Portal Embarcados 
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C₈H₁₈ + 12,5O2 -> 8CO2 + 9H2O
Combustão Completa do Octano
Octano é um produto químico no petróleo que é usado para avaliar
a qualidade de diferentes tipos de gasolina.
A octanagem da gasolina diz quanto a mistura ar-combustível pode
ser comprimido antes sofra ignição espontânea.
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Alimentação de Combustivel – MOTORES OTTO
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Alimentação de Combustivel – MOTORES DIESEL
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TERMODINÂMICA E MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
Processo, processo reversível, ciclo 
Processo é a descrição da maneira como as propriedades variam quando o sistema sofreu uma 
transformação. 
Os principais processos são:
• Isotérmicos;
• Isobáricos;
• Isocóricos;
• Adiabáticos;
• Isoentrópicos;
• Isoentálpicos. 
O processo é dito reversível quando pode ser perfeitamente invertido, sem deixar vestígios no meio. Na 
prática, nenhum processo é reversível e as principais causas de irreversibilidade dos processos são: atritos, 
trocas de calor com diferenças finitas de temperaturas e as expansões bruscas de um gás. 
Ciclo é uma sequência de processos através da qual o sistema alcança um estado final idêntico ao inicial. 
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CICLO OTTO
• A primeira pessoa a construir um motor de quatro tempos foi o engenheiro alemão Nikolaus Otto;
• O princípio de motores a quatro tempos é comumente conhecido como o ciclo de Otto, e motores de quatro tempos 
usando velas de ignição muitas vezes são chamadas motores Otto;
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MCI - Motores de Combustão Interna
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BONS ESTUDOS!