motores de combustão interna

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Motores de combustão interna
Você conhecerá os motores alternativos e rotativos, o funcionamento dos motores de ignição por centelha
e ignição por compressão, os motores de 2 tempos e de 4 tempos, a classificação quanto ao número e
quanto à disposição de cilindros e a comparação dos motores veiculares, marítimos e industriais.
Prof. Gustavo Simão Rodrigues
1. Itens iniciais
Propósito
Os motores de combustão interna estão presentes na sociedade, principalmente, nos meios de transporte.
Desde a sua criação no século XIX, os motores de combustão evoluíram e transformaram a maneira como a
sociedade vive. Conhecer todos os tipos de motores, os seus princípios de funcionamento e as suas
características é de fundamental importância para que um profissional compreenda como os meios de
transporte e máquinas funcionam.
Objetivos
Reconhecer as características dos motores alternativos e rotativos.
Descrever o funcionamento dos motores de ignição por centelha e de ignição por compressão.
Classificar os motores quanto ao tempo motor e quanto à disposição e ao número de cilindros.
Comparar os motores veiculares, marítimos e industriais.
Introdução
Olá! Antes de começarmos, assista ao vídeo e conheça os motores de combustão interna.
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1. Motores alternativos e rotativos
As características dos motores alternativos e rotativos
Neste vídeo, serão apresentados os componentes, as nomenclaturas e a classificação dos motores
alternativos, bem como os tipos de motores rotativos.
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Motores alternativos
Neste vídeo, serão abordados os principais componentes, a nomenclatura e a classificação dos motores
alternativos.
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Um motor é um tipo de máquina térmica que transforma calor em trabalho. No caso dos motores de
combustão interna (MCI), o calor é obtido a partir da queima do combustível, ou seja, a energia química é
transformada em trabalho mecânico.
Fluxo de massa e energia em um MCI
Os motores de combustão interna podem ser classificados em:
Motores alternativos Motores rotativos
Motores de impulso
Nos motores alternativos, que abordaremos neste módulo, o trabalho mecânico é obtido pelo deslocamento
alternado de um pistão que transmite o esforço para obter rotação contínua por meio um mecanismo biela-
manivela.
Componentes
Conheça os componentes dos motores alternativos:
Bloco do motor
É o maior componente do motor e sustenta todos os outros componentes.
Normalmente, é fabricado em ferro fundido ou alumínio.
Cárter
É encontrado na parte inferior do motor. Possui a função de armazenar o óleo
que lubrifica o motor e é fabricado em chapa, por isso, é muito frágil.
Pistão
É o elemento que possui a função de receber o esforço gerado pelo aumento
de pressão dos gases provenientes da combustão e transmitir para a biela.
Biela
É responsável por conectar o pistão à árvore de manivelas, transmitindo o
esforço do pistão para essa árvore.
Anéis de segmento
São localizados no pistão, sendo divididos em duas categorias: anéis de
vedação (localizados mais próximos à cabeça do pistão, possuem a função
de realizar a vedação entre a câmara de combustão e a parte inferior do
motor, impedindo o vazamento dos gases) e anéis de lubrificação
(localizados na região inferior do pistão, raspam o excesso de óleo na parede
do cilindro, promovendo uma lubrificação eficiente entre o pistão e a parede
do cilindro. Um anel de lubrificação com pouca pressão implica um excesso
de óleo entre o pistão e o cilindro e um consumo maior de óleo do motor,
além de gerar maior poluição, pois o óleo vai participar do processo de
combustão. Um anel de lubrificação com muita pressão gera uma lubrificação
insuficiente e maior desgaste do cilindro e do pistão).
Árvore de manivelas
É o elemento que recebe o esforço da biela e promove a transferência de
potência do motor de forma rotativa para o sistema de transmissão e
consequentemente para as rodas. É fabricada em aço forjado.
Volante de inércia
Ocorre uma variação na velocidade de rotação da árvore de manivelas, uma
vez que a geração de energia mecânica provém das queimas do combustível
de forma discreta, de acordo com o número de cilindros do motor.
Para dirimir esse efeito, é fixado na saída da árvore de manivelas um volante
de inércia, que nada mais é que um disco circular e que reduz a variação da
velocidade da árvore de manivelas de modo que essas variações podem ser
desprezadas.
Cabeçote
É a tampa do motor. Localiza-se acima do bloco do motor, fechando o
conjunto. No cabeçote está localizado o comando de válvulas.
Comando de válvulas
É inserido no cabeçote do motor e tem a função de permitir a entrada de uma
mistura de ar-combustível ou somente ar, dependendo do motor, e permitir a
saída dos gases provenientes da combustão.
Nomenclatura
Com o objetivo de padronizar a nomenclatura dos componentes de um MCI, serão apresentadas algumas
definições, veja:
1
Ponto morto superior (PMS)
É a posição superior extrema dentro do curso do pistão.
2
Ponto morto inferior (PMI)
É a posição inferior extrema dentro do curso do pistão.
3
Curso do pistão (S) 
É a distância percorrida pelo pistão entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior.
4
Volume total (V1)
É o volume no interior do cilindro do motor, definido a partir da parte de cima do pistão quando este
se encontra no ponto morto inferior.
5
Volume morto ou volume da câmara de combustão (V2)
 É o volume no interior do cilindro do motor, definido a partir da parte de cima do pistão quando
este se encontra no ponto morto superior.
6
Cilindrada unitária (V du)
É o volume no interior do cilindro do motor definido entre o ponto morto inferior e o ponto morto
superior.
Na imagem a seguir, podemos observar o fluxo de massa e energia em um MCI:
Fluxo de massa e energia em um MCI
Considere:
: número de cilindros do motor.
: diâmetro de um cilindro do motor.
: cilindrada total do motor.
Taxa de compressão : razão entre o volume total e o volume morto.
Pelas definições, podemos enunciar as seguintes relações:
Para motores que possuem mais de um cilindro, a cilindrada total é:
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A taxa de compressão é definida como:
Classificação quanto à ignição
Os motores alternativos podem ser classificados quanto ao tipo de ignição, o fenômeno responsável pelo
início da combustão. Os dois são motores de ignição por centelha (ICE) ou Otto e motores de ignição por
compressão (ICO) ou Diesel. Vamos conhecer as diferenças entre eles!
Motores rotativos
Neste vídeo, serão abordados os tipos de motores rotativos, tais como turbina a gás e motor Wankel.
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Nos motores rotativos, o trabalho é obtido diretamente do movimento de rotação, diferentemente dos motores
alternativos, nos quais o trabalho é obtido por um movimento linear do pistão e transformado em movimento
de rotação por meio do mecanismo biela-manivela.
Os motores rotativos são: turbina a gás e motor Wankel. Vamos conhecê-los!
Turbina a gás
Motores de ignição por centelha (ICE) ou Otto 
Nestes motores, o que inicia a combustão do
combustível é uma faísca elétrica produzida
na vela de ignição, observe na imagem.
Motores de ignição por compressão (ICO)
ou Diesel 
Nestes motores, o ar é comprimido e,
em função das propriedades gerais dos
gases, a temperatura é elevada a tal
ponto que, quando o combustível é
injetado na câmara de combustão,
ocorre uma reação espontânea e dá-se
início à combustão.
A turbina a gás é classificada como um motor de combustão interna rotativo, e o ciclo termodinâmico Brayton
representa a turbina a gás simples. Basicamente, a turbina a gás é composta por:
Compressor
É o responsável por comprimir o ar em uma
câmara de combustão.
Câmara de combustão
É o local onde ocorre a combustão.
Turbina
É acionada pelos gases da combustão, eassim
aciona o compressor, já que ambos estão
ligados ao mesmo eixo.
Observe tais componentes na imagem a seguir:
Esquema de uma turbina a gás
As aplicações da turbina a gás são as mais variadas como, por exemplo, o acionamento de geradores
elétricos, hélices de avião, navio, helicóptero e tanques de guerra como o Abrams, do Exército norte-
americano, como o ilustrado na imagem a seguir:
Tanque de guerra acionado por turbina
Comparando os motores alternativos com a turbina a gás, podemos observar algumas diferenças. Observe a
seguir:
Motor Wankel
Possui um rotor com formato semelhante a um triângulo. Em cada vértice, há uma lâmina de vedação em
constante contato com a carcaça, similar ao bloco do motor. O rotor gira excentricamente em torno do eixo
central por meio das engrenagens do rotor e do eixo.
Exemplo de motor Wankel
Observe como funciona o motor Wankel:
 
1. A mistura ar e combustível é admitida à medida que o rotor gira e é criada uma depressão na câmara.
 
2. À medida que o rotor gira, a mistura ar e combustível é comprimida até atingir o volume mínimo (máxima
compressão) da mistura e a faísca da vela é acionada.
 
Turbina a gás 
Os processos de combustão ocorrem de
maneira contínua sendo o volante de
inércia totalmente desprezível.
A temperatura é alta, pois os gases
quentes estão em contato contínuo com a
câmara de combustão e com a turbina.
Motores alternativos 
 Existe uma intermitência na
produção de potência, o que implica
a necessidade do volante de
inércia.
A temperatura é mais baixa do que
a temperatura na turbina a gás, pois
os processos ocorrem no mesmo
local.
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3. Tem início o processo de combustão e a consequente expansão dos gases. Esse é o tempo motor,
realizando trabalho útil, acionando o eixo de saída e processando a admissão de nova mistura ar e
combustível na outra cavidade do rotor, além de compressão da mistura ar e combustível na terceira cavidade.
 
4. Com a expansão dos gases e o movimento do rotor, a janela de escapamento é aberta e os gases
provenientes da combustão são expelidos.
 
5. Um novo ciclo se inicia.
Podemos observar que, comparado ao motor alternativo, as vantagens e as desvantagens do motor Wankel
são as seguintes:
Vantagens
É muito mais compacto.
Possui menos peças (não existe o comando de válvulas, por exemplo).
Produz mais potência por peso do motor, ou seja, maior potência específica.
Desvantagens
Necessidade de lubrificante junto com o combustível, como no motor de dois tempos.
Desgaste prematuro das lâminas de vedação.
Falta de mão de obra especializada e peças no mercado para realizar manutenção desse tipo
de motor.
Para a produção de mais potência no motor Wankel, podem ser utilizados dois ou mais rotores em série, como
observamos na imagem:
Rotores em série do motor Wankel
Verificando o aprendizado
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Questão 1
Um motor com 4 cilindros em linha possui um diâmetro de e seu curso mede . A taxa de
compressão é de 10,6:1. Calcule a cilindrada total do motor:
A
B
C
D
E
A alternativa E está correta.
O volume de um cilindro (diâmetro de 8,1 cm e curso de 9,69 cm) é:
Questão 2
Componente do motor fabricado em chapa que tem por finalidade armazenar o óleo de lubrificação do motor
é chamado de
A
biela.
B
pistão.
C
cárter.
D
cabeçote.
E
bloco do motor.
A alternativa C está correta.
O cárter está localizado na parte de baixo do motor e possui a função de armazenar o óleo que lubrifica o
motor, sendo fabricado em chapa estampada.
2. Motores de ignição por faísca elétrica – centelha e compressão
Funcionamento dos motores de ignição por faísca elétrica
Neste vídeo, será apresentado o funcionamento dos motores de ignição por faísca elétrica (IEC) e por
compressão (Diesel – IOC).
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Funcionamento de motores de ignição por faísca elétrica –
centelha
Neste vídeo, será abordado o funcionamento de motores de ignição por faísca elétrica – centelha (ICE).
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Nos motores com ignição por faísca elétrica – centelha (ICE) existem duas possibilidades. São elas:
1
Admite-se uma mistura de ar e combustível.
2
Admite-se somente ar e o combustível é
injetado diretamente no interior da câmara de
combustão.
Em ambos os casos, para iniciar a combustão, é utilizada uma faísca gerada nos eletrodos da vela de ignição,
ilustrada na imagem a seguir:
Vela de ignição
Antigamente, os carros possuíam carburadores, como vemos na próxima imagem, que dosavam a
porcentagem de combustível na quantidade de ar destinada ao interior do cilindro. Os carburadores são
dispositivos totalmente mecânicos que controlam a quantidade de combustível a ser utilizado nas diversas
demandas do motor. Veja:
Carburador
Outra diferença dos veículos antigos, sem unidade de controle eletrônico, é a definição do momento exato
para ser acionada a faísca, entenda:
O ciclo termodinâmico realizado pelo motor de ignição por faísca é o ciclo Otto. Por esse motivo, o motor
também é chamado de motor ciclo Otto.
Considere o diagrama pressão-volume (P-V) a seguir:
Ciclo padrão a ar Otto
Com base no diagrama, observe:
Veículos antigos 
Tudo é feito de forma mecânica, de acordo
com a posição da árvore de manivelas e da
rotação do motor.
Veículos modernos 
O ponto exato da faísca é comandando
pela unidade de controle eletrônico,
que avalia todos os dados disponíveis.
De 2 para 3
O ciclo padrão a ar Otto é um ciclo teórico, que pode ser utilizado para avaliar o motor de combustão
interna correspondente. Nesse ciclo, o calor é fornecido em volume constante. No motor real, pode
ser feita a associação à queima do combustível, nesse momento, quando o pistão está no ponto
morto superior.
De 3 para 4
O pistão desloca-se para o ponto morto inferior e ocorre uma expansão adiabática, ou seja, sem troca
de energia, somente realização de trabalho. Trata-se de uma expansão isentrópica.
De 4 para 1
Ocorre a remoção de calor do ciclo em volume constante. No motor real, essa fase é semelhante à
exaustão dos gases.
De 1 para 2
Ocorre a compressão adiabática do ar, ou seja, sem fornecimento ou perda de calor, somente trabalho
é realizado sobre o gás. Trata-se de uma compressão isentrópica.
De 2 para 3
Repete-se o ciclo.
Tanto na expansão quanto na compressão isentrópica, pode-se dizer que:
Em que:
 é a pressão.
 é o volume.
 é o coeficiente isentrópico, que no caso do ar vale 1,4.
Além disso e , logo:
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Veículo que sofreu detonação
Sensor de detonação
A taxa de compressão é uma característica muito importante nos motores de combustão interna. No caso dos
motores de ignição por faísca elétrica, a taxa de compressão não pode ser muito elevada, pois, caso isso
ocorra, teremos o fenômeno da detonação.
Detonação é a combustão descontrolada do combustível no
momento errado em que o pistão ainda está no movimento
ascendente, antes da centelha produzida pela vela de
ignição, implicando uma perda de potência do motor e
produção de ruídos semelhantes a metais colidindo
(popularmente conhecido como batida de pino). A
detonação também pode ocorrer com a presença de
combustíveis adulterados com baixa octanagem
(capacidade do combustível não sofrer combustão com o
aumento da pressão).
A taxa de compressão dos motores à gasolina é entre 8,5 e
13:1 e para etanol entre 10 e 14:1.
Nos motores modernos, existem os sensores
de detonação afixados no bloco do motor. São
sensores de vibração que identificam os sinais
atípicos durante o funcionamento do motor, de
modo que, quando ocorre a detonação, o ruído
é identificado e a central eletrônica do veículo
retarda o sinal de ignição até eliminar o ruído
proveniente da detonação.
Funcionamento de
motores de ignição por compressão
Neste vídeo, será abordado o funcionamento de motores de ignição por compressão (Diesel – IOC).
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Os motores de igniçãopor compressão (ICO) possuem o funcionamento semelhante ao motor de ignição por
faísca, mas não possuem a vela de ignição e não necessitam de faísca elétrica para iniciar a combustão.
Nos motores ICO, a ignição ocorre pelo contato do combustível com o ar a uma temperatura tal que
assim que o combustível é injetado, inicia-se a combustão. Essa temperatura é denominada
temperatura de autoignição (TAI) e todos os materiais possuem determinada temperatura.
A temperatura do ar é aumentada até a temperatura de autoignição, em função da compressão do ar pelo
pistão do motor. O combustível típico dos motores de ignição por compressão é o diesel, pois sua temperatura
Veículos que utilizam motores ICO
de autoignição é da ordem de 250°C. Para fins de comparação, a gasolina e o etanol possuem temperatura de
autoignição bem mais alta, na ordem de 400°C.
Como é preciso aumentar a temperatura do ar por meio da compressão, a taxa de compressão dos motores
de ignição por compressão são mais altas que dos motores de ignição por faísca elétrica. Os valores típicos
são entre 15 e 24:1.
Essa maior taxa de compressão e a
consequente pressão interna dentro do cilindro
maior implicam a necessidade de peças mais
robustas, já que os esforços envolvidos são
maiores. Os torques gerados pelos motores ICO
são bem maiores também que os motores ICE,
por isso, esses motores são mais empregados
em caminhões e ônibus que precisam de mais
força para transportar cargas ou passageiros.
 
A imagem a seguir ilustra o ciclo padrão a ar
Diesel. Esse é um ciclo teórico que pode ser
utilizado para avaliar o motor de combustão interna correspondente ao motor de ignição por compressão.
Ciclo padrão a ar Diesel
Com base no diagrama, observe:
De 2 para 3
O ciclo padrão a ar Diesel é um ciclo em que o calor é fornecido em uma pressão constante. Nesse
ciclo, o calor é fornecido em volume constante. No motor real, pode ser feita a associação à queima
do combustível, nesse momento, quando o pistão está no ponto morto superior.
De 3 para 4
O pistão desloca-se para o ponto morto inferior e ocorre uma expansão adiabática, ou seja, sem troca
de energia, somente realização de trabalho. Trata-se de uma expansão isentrópica.
De 4 para 1
Ocorre a remoção de calor do ciclo em volume constante. No motor real, essa fase é semelhante à
exaustão dos gases.
De 1 para 2
Ocorre a compressão adiabática do ar, ou seja, sem fornecimento ou perda de calor, somente trabalho
é realizado sobre o gás. Trata-se de uma compressão isentrópica.
De 2 para 3
Repete-se o ciclo.
Tanto na expansão quanto na compressão isentrópica, pode-se dizer que:
Em que:
 é a pressão.
 é o volume.
 é o coeficiente isentrópico, que no caso do ar vale 1,4.
Além disso e , logo:
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Considere o diagrama pressão-volume do ciclo a ar Otto a seguir:
Sabendo que a pressão e a temperatura no ponto 2 valem, respectivamente, e , e que a
temperatura em 3 é de , qual é a pressão em 3?
A
B
C
D
E
A alternativa B está correta.
Como , logo:
Questão 2
Considere o diagrama pressão-volume do ciclo a ar Diesel a seguir:
Sabendo que a pressão e o volume no ponto 3 valem, respectivamente, e , e que o volume
em 4 é , qual é a pressão em 4?
A
B
C
D
E
A alternativa A está correta.
Como se trata de uma expansão isentrópica, pode-se dizer que:
Com o coeficiente politrópico do ar igual a 1,4. Logo:
3. Motores de 2 e 4 tempos e classificação
Motores: tempo motor e disposição e números de cilindros
Neste vídeo, será apresentada a classificação dos motores de combustão interna quanto ao tempo motor
(motores de 2 e de 4 tempos) e quanto à disposição e ao número de cilindros.
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Motores de 2 tempos e 4 tempos
Neste vídeo, serão abordados os conceitos sobre os motores de combustão interna de 2 tempos e de 4
tempos.
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O número de tempos do motor refere-se à quantidade de cursos do pistão para que seja completado um ciclo
motor.
Motores de 2 tempos
Nos motores de 2 tempos, com dois cursos do pistão, o ciclo motor é completado quando o pistão é
deslocado do ponto morto inferior (PMI) até o ponto morto superior (PMS) e, em seguida, desloca-se do ponto
morto superior até o ponto morto inferior. Isso implica uma rotação da árvore de manivelas.
Observe como funciona um motor de 2 tempos nas imagens a seguir:
Fase 1
A análise é iniciada quando o pistão está se deslocando do PMI até o
PMS e a mistura ar-combustível-lubrificante está sendo comprimida,
como mostrado na imagem. Nessa fase ascendente do pistão, uma janela
de entrada está aberta (letra A da imagem) e a mistura ar-combustível-
lubrificante é admitida na parte inferior ao pistão.
Lubrificante em motor de 2 tempos
Fase 2
Quando o pistão se aproxima do PMS, é feita a ignição pela centelha e o
combustível entra em combustão. A expansão dos gases provenientes da
combustão empurram o pistão em direção ao PMI, como mostrado na
imagem.
Fase 3
Antes de chegar ao PMI, devido ao movimento do pistão, as janelas de
admissão e de escapamento, respectivamente, nas indicações B e C na
imagem, são abertas e a janela A é fechada, fazendo com que uma nova
mistura ar-combustível-lubrificante seja admitida na parte superior do
pistão (B) e, ao mesmo tempo, os gases provenientes da combustão
sejam eliminados pelo escapamento (C). O pistão chega ao PMI e inicia o
movimento em direção ao PMS, repetindo o descrito na primeira análise
na fase 1. 
Como observamos no funcionamento do motor de 2 tempos, não existem as válvulas de admissão e de
escapamento; somente janelas, que são abertas e fechadas de acordo com o movimento do pistão. Isso
implica um motor mais simples e com menos componentes.
É admitida uma mistura ar-combustível-lubrificante no
motor de 2 tempos. O lubrificante (que é um óleo) tem a
função de lubrificar as partes móveis do motor, prolongando
sua vida útil. Como veremos, o motor de 4 tempos não
possui mistura ar-combustível-lubrificante, porque o
sistema de lubrificação é separado do sistema de injeção de
combustível.
Ao mesmo tempo em que é admitida uma nova mistura ar-
combustível-lubrificante, os gases provenientes da
combustão são eliminados e tanto a janela de admissão
quanto a janela de escapamento estão abertas. Parte da mistura ar-combustível-lubrificante pode ser
eliminada sem sofrer combustão e parte dos gases provenientes da combustão podem não ser totalmente
eliminados, ficando para a próxima queima. Isso implica uma perda de eficiência dos motores de 2 tempos,
mas é um fenômeno inerente ao seu funcionamento.
Motores de 4 tempos
Nos motores de 4 tempos, há quatro cursos do pistão, ou seja, o ciclo motor é completado quando o pistão
sobe, desce, sobe e desce. Isso implica duas rotações da árvore de manivelas.
Podemos observar o funcionamento de um motor de 4 tempos de ignição por centelha, na imagem:
Fase 1
A análise é iniciada quando o pistão está se deslocando do PMS até o
PMI, como mostrado na imagem. Nesse ponto, a válvula de admissão (A)
está aberta e a mistura ar e combustível está sendo admitida. Nessa
fase, a válvula de escapamento (B) está fechada. Esse é o tempo de
admissão.
Fase 2
Após chegar ao PMI, o pistão inicia o movimento ascendente, como
mostrado na imagem. Nessa fase, tanto a válvula de admissão quanto a
válvula de escapamento estão fechadas e a mistura ar e combustível é
comprimida até o pistão chegar próximo ao PMS. Esse é o tempo de
compressão.
Fase 3
Nas cercanias do PMS, a centelha é acionada pela vela de ignição e
inicia-se a combustão, como visto na imagem. Ocorre o aumento da
pressão e o pistão é empurrado para a direção do PMI. Ambas as válvulas
estão fechadas. Esse é o tempo de expansão.
Fase 4
Após o pistão deslocar-se do PMS para o PMI, ele começa mais um
movimento ascendente, como visto na imagem. Porém, agora a válvula
de escapamento é aberta e os gases provenientes da combustãosão
expelidos por causa da alta pressão (maior que a atmosférica) e porque o
pistão está empurrando os gases. Esse é o tempo de escapamento. Após
atingir o PMS, o pistão desloca-se para o PMI de acordo com o descrito
na fase 1, iniciando um novo ciclo.
A explicação do funcionamento do motor de 4 tempos foi feita para um motor de ignição por centelha. Para o
motor de ignição por compressão, a única diferença é que não é admitida mistura ar e combustível, somente
ar, e não há centelha. No motor ICO, em vez de centelha, há a injeção do combustível que encontra o ar na
temperatura de autoignição e a combustão se inicia imediatamente.
Classificação dos motores quanto à disposição e ao
número de cilindros
Neste vídeo, será abordada a classificação dos motores de combustão interna quanto à disposição dos
cilindros e quanto ao número de cilindros.
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Classificação quanto à disposição dos cilindros
Motor em ”linha”
Como já vimos, os motores de combustão interna alternativos transformam a energia química do combustível
em energia mecânica, quando o combustível é queimado e empurra o pistão, que transmite o esforço para a
árvore de manivelas. Tudo isso ocorre dentro do cilindro do motor.
É intuitivo que o modo mais simples de aumentar a potência do motor seja aumentar o número de cilindros.
Sendo assim:
Os motores com seis cilindros eram típicos dos Chevrolet Opala 4.1.
Chevrolet Opala 4.1 que contava com um motor de 6 cilindros
Motor em “V”
Os motores em “linha” passaram a ocupar um espaço muito grande e uma maneira de reduzir o espaço foi
mudar a configuração de “linha” para “V”, em que os cilindros possuem um ângulo conhecido como “ângulo
entre bancadas”, de um típico motor V6, ou seja, 6 cilindros em “V” (e não em “linha”), além de outras
configurações em “V” que serão apresentadas a seguir:
V6
Com 6 cilindros em “V” (e não em “linha”).
V8
Com 8 cilindros em “V” (quatro de cada lado).
Motores de 4 cilindros 
Por muitos anos, o padrão dos veículos
automotivos era possuir quatro cilindros em
linha, como vemos na imagem.
Motores de 6 cilindros 
Com o passar dos anos, pensando-se
em aumentar a potência, o motor foi
aumentado de quatro para seis
cilindros em linha, como na imagem.
V10
Com 10 cilindros em “V”.
V12
Com 12 cilindros em “V”.
Esses motores, normalmente, equipam carros esportivos com alto desempenho como a Ferrari 812 Superfast
e a Lamborghini Aventador, apresentadas nas imagens a seguir.
Ferrari 812 Superfast
Lamborghini Aventador
Motor em “W”
Outra configuração de motor não muito comum é o motor em “W”. Comumente, é dito como 2 “V”. Observe um
conjunto de pistão/biela/árvore de manivelas de um motor em “W”. Um exemplo de aplicação de veículos com
motor em “W” são os carros de competição de Fórmula 1.
Motor de cilindros opostos
Carro de Fórmula 1 equipado com motor de cilindros opostos
Motor de cilindros opostos (motor boxer)
Outra configuração que se tornou bastante popular foi a do chamado motor boxer, classificado como motor de
cilindros opostos. Esses motores equipavam os famosos fuscas. Veja a seguir:
Motor de cilindros opostos
Fusca equipado com motor de cilindros opostos
Motor radial
Outra configuração bastante conhecida é a do motor radial. São cilindros dispostos radialmente em 360°.
Esses motores equipavam aviões e apresentavam uma grande desvantagem com relação ao acúmulo de óleo
nos cilindros da região inferior, pois a tendência é o óleo descer em função da gravidade. A BMW começou
sua história fabricando esse tipo de motor.
Motor radial
Avião equipado com motor radial
Classificação quanto ao número de cilindros
Quanto ao número de cilindros, os motores podem ser classificados basicamente como:
Motores monocilíndricos
Possuem apenas um cilindro em sua configuração e sua aplicação típica
são motocicletas, karts, cortadores de grama, motosserras, entre outros.
Motores multicilíndricos
Possuem mais de um cilindro e podem ter todas as configurações
apresentadas quanto à disposição dos cilindros. Atualmente, a
configuração dos carros populares são, em sua maioria, de motores de 3
cilindros em linha. Mesmo possuindo um número reduzido de cilindros,
essa configuração consegue atingir bons níveis de eficiência,
principalmente se combinados com sobrealimentação (uso de turbinas ou
compressores de ar) para conseguir inserir mais ar e, consequentemente,
mais combustível por tempo de admissão.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Pode-se dizer que a principal característica do motor de 2 tempos é:
A
completar um ciclo termodinâmico a cada duas voltas da árvore de manivela.
B
completar um ciclo termodinâmico a cada quatro voltas da árvore de manivela.
C
completar um ciclo termodinâmico a cada quatro cursos do pistão.
D
completar um ciclo termodinâmico a cada dois cursos do pistão.
E
completar um ciclo termodinâmico a cada curso do pistão.
A alternativa D está correta.
Nos motores de 2 tempos, com dois cursos do pistão, ou seja, o ciclo motor é completado quando o pistão
é deslocado do ponto morto inferior (PMI) até o ponto morto superior (PMS) e em seguida desloca-se do
ponto morto superior até o ponto morto inferior. Isso implica uma rotação da árvore de manivelas.
Questão 2
Entre as assertivas a seguir, assinale a opção verdadeira.
A
Motores multicilíndricos só podem ter disposição em linha.
B
É muito comum os motores em “V” terem número ímpar de cilindros.
C
Os motores boxer são também conhecidos como motores de cilindros opostos.
D
Os motores mais potentes do mundo são os radiais.
E
Não existe veículo com apenas um cilindro.
A alternativa C está correta.
A alternativa A está incorreta, pois os motores multicilíndricos podem ter disposição em "V" e "W". A
alternativa B também é incorreta, pois os motores em "V" só possuem configuração par. Por exemplo, V6,
V8 e V10). O chamado motor boxer ficou popularmente conhecido como motor de cilindros opostos, assim,
a alternativa C é a alternativa correta. A alternativa D é incorreta, pois os motores mais potentes do mundo
são os em "W", como os da Fórmula 1, ou em "V", como os carros esportivos da Ferrari. E a alternativa E é
incorreta, pois há veículos com apenas um cilindro, o Kart, por exemplo, é um veículo com motor
monocilíndrico.
4. Comparação dos diversos tipos de motores
Comparando os motores veiculares, marítimos e
industriais
Neste vídeo, serão apresentadas as principais características dos motores veiculares, marítimos e industriais.
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Motores veiculares
São os mais conhecidos da sociedade, já que equipam a maioria dos veículos atualmente. Sua potência pode
variar de poucas dezenas de Cavalos-Vapor (CV) até 1600 CV, como o superesportivo sueco Koenigsegg
Jesko Absolut, que possui um motor V8 biturbo com 5 litros de cilindrada. De acordo com o fabricante, o
veículo atinge impressionantes 531 km/h.
Motores marítimos
Podem equipar desde pequenas lanchas até grandes embarcações. Vamos conhecer!
Motores de popa de lancha
Nas lanchas, os motores de popa, como da imagem a seguir, também têm uma variação de potência desde
poucos cavalos até 600 HP, da fabricante Mercury Marine.
Motor de popa de lancha da fabricante Mercury Marine
Motores de navio cargueiro
Os grandes navios cargueiros possuem motores enormes, que precisam de uma sala de máquinas, como
vemos na imagem:
Interior da sala de motor de um navio cargueiro
Motores de porta-contêineres
O maior motor do mundo é o Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C. Seus números são impressionantes! Veja a seguir:
 
14 cilindros
Mais de 13 m de altura
Mais de 26 m de altura
108.878 CV de potência
14.000 litros de Diesel por hora
O Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C equipam porta-contêineres, com quase 400 metros de comprimento, visto na
imagem a seguir:
Porta-contêineres equipado com o motor Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C
Diferentemente dos motores de popa, as hélices desses navios possuem dimensõesenormes, bem maiores
que um ser humano, como podemos observar na imagem a seguir:
• 
• 
• 
• 
• 
Hélice de um navio porta-contêineres
Motores industriais
Têm seu emprego basicamente na produção de energia elétrica ao acionar um alternador.
Sua unidade de produção de energia é o VA (volt-ampère), muitas vezes, empregada como kVA (kilo-volt-
ampère ou 1.000 volt-ampère).
Há pequenos geradores e grandes geradores industriais, podemos apresentá-los considerando suas
diferenças:
Os grandes geradores industriais são muito utilizados para suprir a demanda de energia elétrica em caso de
pane da rede elétrica. São fundamentais para hospitais, laboratórios e frigoríficos.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Qual é a principal função dos motores industriais?
A
Trabalhar em conjunto com o fornecimento de energia da rede elétrica para reduzir custos de produção.
Pequenos geradores 
Possuem menos de 1 kVA e são movidos a
gasolina. Eles são práticos, leves e portáveis.
Grandes geradores industriais 
São movidos à Diesel e produzem mais
de 1.600 kVA com motores Diesel com
até 16 Litros de cilindrada. São
estacionários.
B
Eliminar o fornecimento pela concessionária para não pagar conta de luz.
C
Gerar mais potência elétrica que a concessionária de energia para aumentar a produtividade.
D
Suprir a demanda de energia quando o fornecimento pela concessionária de energia eventualmente for
cessado.
E
Complementar o fornecimento de energia proveniente da concessionária de energia para manter a potência
constante na unidade fabril.
A alternativa D está correta.
Os grandes geradores industriais são movidos à Diesel e produzem mais de 1.600 kVA. Esses geradores
são estacionários e muito utilizados para suprir a demanda de energia elétrica em caso de pane da rede
elétrica. São fundamentais para hospitais, laboratórios e frigoríficos.
Questão 2
O maior motor do mundo é empregado em:
A
carros superesportivos.
B
máquinas locomotivas, também conhecido como trem-bala.
C
caminhões de mineradoras.
D
navios cargueiros.
E
ônibus espacial.
A alternativa D está correta.
O maior motor do mundo é o Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C, com impressionantes 14 cilindros, mais de 13
metros de altura e 26 metros de comprimento. Sua potência ultrapassa os 100.000 CV (exatos 108. 878
CV!) e o consumo de combustível (Diesel) é de 14.000 litros por hora. Esses motores equipam porta-
contêineres, com quase 400 metros de comprimento.
5. Conclusão
Considerações finais
Como vimos, a principal diferença dos motores alternativos para os motores rotativos é que nos alternativos o
movimento de translação do pistão é convertido por um mecanismo biela-manivela para um movimento de
rotação, e nos motores rotativos, a potência é produzida diretamente pelo movimento de rotação. Também
conhecemos os principais componentes dos motores alternativos e aprendemos a calcular a cilindrada dos
motores.
Vimos também como funcionam os motores de ignição por faísca e os motores de ignição por compressão,
além de suas características, semelhanças e diferenças. Além disso, conhecemos os motores de 2 tempos e 4
tempos e a classificação quanto à disposição e ao número de cilindros, bem como suas aplicações e
exemplos.
Por fim, comparamos os diversos tipos de motores, como: motores veiculares, marítimos e industriais e
conhecemos o carro mais potente e o maior motor do mundo.
Podcast
Ouça agora um bate-papo sobre os principais conceitos e características dos motores de combustão
Interna e também curiosidades sobre o motor mais potente do mundo.
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Confira as indicações que separamos especialmente para você!
 
Leia o artigo The future of the internal combustion engine, de R. D. Reitz et al., publicado no International
Journal of Engine Research, v. 21, n. 1, p. 3-10, 2020.
 
Leia o texto Internal combustion engines: Progress and prospects, de Avinash Alagumalai, publicado no
Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 38, p. 561-571, 2014.
Referências
BASSHUYSEN, R. V. Internal Combustion Engine Handbook: Basics, Components, Systems, and Perspectives.
Warrendale, PA: SAE International, 2004.
 
BOSCH. Automotive Handbook. 6. ed. London, UK: Professional Engineering Publishing, 2004.
 
BRUNETTI F. Motores de Combustão Interna. Vol. 1. São Paulo: Blücher, 2018.
 
BRUNETTI F. Motores de Combustão Interna. Vol. 2. São Paulo: Blücher, 2018.
 
HAGRAS, H. Type-2 FLCs: A new generation of fuzzy controllers. IEEE Computational Intelligence Magazine, v.
2, n. 1, p. 30-43, 2007.
 
TAYLOR, C. Análise dos Motores de Combustão Interna. São Paulo: Blücher, 1995.
 
TAYLOR, C. Internal Combustion Engine in Theory and Practice. 2. ed. Cambridge, MA: MIT Press, 1985.
	Motores de combustão interna
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Objetivos
	Introdução
	Conteúdo interativo
	1. Motores alternativos e rotativos
	As características dos motores alternativos e rotativos
	Conteúdo interativo
	Motores alternativos
	Conteúdo interativo
	Motores alternativos
	Motores rotativos
	Motores de impulso
	Componentes
	Bloco do motor
	Cárter
	Pistão
	Biela
	Anéis de segmento
	Árvore de manivelas
	Volante de inércia
	Cabeçote
	Comando de válvulas
	Nomenclatura
	Ponto morto superior (PMS)
	Ponto morto inferior (PMI)
	Curso do pistão (S)
	Volume total  (V1)
	Volume morto ou volume da câmara de combustão (V2)
	Cilindrada unitária (V du)
	Classificação quanto à ignição
	Motores rotativos
	Conteúdo interativo
	Turbina a gás
	Compressor
	Câmara de combustão
	Turbina
	Motor Wankel
	Vantagens
	Desvantagens
	Verificando o aprendizado
	2. Motores de ignição por faísca elétrica – centelha e compressão
	Funcionamento dos motores de ignição por faísca elétrica
	Conteúdo interativo
	Funcionamento de motores de ignição por faísca elétrica – centelha
	Conteúdo interativo
	1
	2
	De 2 para 3
	De 3 para 4
	De 4 para 1
	De 1 para 2
	De 2 para 3
	Funcionamento de motores de ignição por compressão
	Conteúdo interativo
	De 2 para 3
	De 3 para 4
	De 4 para 1
	De 1 para 2
	De 2 para 3
	Verificando o aprendizado
	Questão 1
	Questão 2
	3. Motores de 2 e 4 tempos e classificação
	Motores: tempo motor e disposição e números de cilindros
	Conteúdo interativo
	Motores de 2 tempos e 4 tempos
	Conteúdo interativo
	Motores de 2 tempos
	Fase 1
	Fase 2
	Fase 3
	Motores de 4 tempos
	Fase 1
	Fase 2
	Fase 3
	Fase 4
	Classificação dos motores quanto à disposição e ao número de cilindros
	Conteúdo interativo
	Classificação quanto à disposição dos cilindros
	Motor em ”linha”
	Motor em “V”
	V6
	V8
	V10
	V12
	Motor em “W”
	Motor de cilindros opostos (motor boxer)
	Motor radial
	Classificação quanto ao número de cilindros
	Motores monocilíndricos
	Motores multicilíndricos
	Verificando o aprendizado
	4. Comparação dos diversos tipos de motores
	Comparando os motores veiculares, marítimos e industriais
	Conteúdo interativo
	Motores veiculares
	Motores marítimos
	Motores de popa de lancha
	Motores de navio cargueiro
	Motores de porta-contêineres
	Motores industriais
	Verificando o aprendizado
	5. Conclusão
	Considerações finais
	Podcast
	Conteúdo interativo
	Explore +
	Referências