AULAS 1aa_ MCI

Prévia do material em texto

MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA
MESTRE ENGº. JUVENALDO PASTOLA
Instituto Superior Politécnico de Songo
C
U
R
S
O
 D
E
 LIC
E
N
C
IA
TU
R
A
 E
M
 E
N
G
E
N
H
A
R
IA
 TE
R
M
O
TÉ
C
N
IC
A
1
PLANO TEMÁTICO
1. ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA;
2. TIPOS DE COMBUSTÍVEIS E COMBUSTÃO ;
3. INDÍCES CARACTERISTICOS DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA;
4. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DOS GASES; 
5. TURBO-ALIMENTAÇÃO;
6. SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DOS MCI;
2
PLANO TEMÁTICO
7. SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO;
8. SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO;
9. SISTEMA DE IGNIÇÃO; 
10. EVOLUÇÃO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO
11. CICLOS TÉRMICOS DAS TURBINAS À GÁS
3
INTRODUÇÃO
As máquinas térmicas são dispositivos que permitem transformar calor em 
trabalho. O calor pode ser obtido de diferentes fontes, como: combustão (queima 
de combustivel – energia quimica), energia elétrica, energia atómica, etc.
4
INTRODUÇÃO
PANORAMA DA EVOLUÇÃO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
O surgimento dos motores de combustão interna é datado desde 1876, 
quando o Sr. Otto desenvolveu o primeiro motor por faisca e em 1892, 
quando Sr. Diesel desenvolveu o motor de ignição por compressão. 
Desde essa época os MCI continuaram a evoluir. Claramente com passar 
do tempo e com a demanda, novas tecnologias foram implementadas 
para melhor a sua eficiência e atender as questões ambientais.
5
INTRODUÇÃO
PANORAMA DA EVOLUÇÃO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
1. Christian Huygens (1629-1695) – Origem: Países Baixos
2. Etienne Lenoir (1822-1900) - Origem: Belgica
3. Alphonse Beau de Rochas (1815-1893) - Origem: Francês
4. Nikolaus Otto(1832 -1891) e Eugen Langen(1833-1895) Origem: Alemanha 
5. Siegfried Marcus (1831-1898) - Origem: Alemanha
6. Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach - Origem: Alemanha
7. Karl Friedrich Benz (1844 –1929) - Origem: Alemanha
8. Rudolf Christian Karl Diesel (1858-1913) - Origem: França e Alemanha
6
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
1. CHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)
O anseio pelo desenvolvimento de um meio de tracção que não necessitasse
mais dos animais ou da força humana, levou diversos inventores à criação de
soluções originais. O motor de combustão interna, ou a explosão, foi 
concebido até mesmo antes da era do vapor, pelo físico holandês Christian 
Huygens, no século XVII. Ele construiu um motor no qual um peso era levantado
pela explosão de uma mistura de pólvora num sistema fechado, que tinha um
pistão. 
7
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
CHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)
A pólvora, ao explodir dentro do cilindro, forçava o pistão para cima, e este, ao
voltar à sua posição, forçado pela pressão atmosférica, levantava um peso.
8
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
9
INVENÇÃO
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
2. ETIENNE LENOIR (1822-1900) 
No começo do século XIX, com o aumento da extracção do gás de carvão
e sua utilização para iluminação e aquecimento, começaram a ser exploradas
as propriedades explosivas da mistura gás-ar. Vários construtores efectuavam
experiências com gás, realizando sua combustão no interior de um motor a vapor, 
que era a tecnologia conhecida na época.
O primeiro a ter êxito foi o francês Etienne Lenoir, em 1859, que realizou a
conversão de um motor a vapor. Era um motor de dupla acção, isto é, as forças
da combustão actuavam de um lado e de outro do pistão, alternadamente.
10
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
11
ETIENNE LENOIR (1822-1900) 
INVENÇÃO
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Uma característica singular deste motor é que a combustão acontecia dos dois 
lados do pistão. O controle de entrada e saída dos gases acontecia por meio de 
válvulas de admissão e escape.O princípio de funcionamento deste motor era o 
seguinte: gás e ar eram introduzidos no pistão durante a primeira metade do 
deslocamento do mesmo. A carga era então queimada mediante uma faísca, a 
pressão aumentava e então os gases queimados empurravam o pistão até o fim 
do curso do mesmo. 
12
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Na segunda batida do pistão, os gases de exaustão eram expelidos, enquanto
uma nova combustão acontecia do outro lado do pistão.
O ciclo era completado com uma segunda batida do pistão, de exaustão.
5000 destes motores foram construídos entre 1860 e 1865, com uma potência
de até 6 HP. O melhor valor da eficiência obtido foi em torno de 5%.
13
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Alphonse Beau de Rochas (1815-1893)
Na França, em 1862, Beau de Rochas (1815-1893), listou as condições sob as
quais, um melhor desempenho do motor poderia ser obtido:
❖ Menor relação superfície/volume para o cilindro do pistão (cilindro com um
diâmetro da mesma ordem de grandeza que seu comprimento)
❖ Processo de expansão o mais rápido possível
❖ Máxima expansão possível
14
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
❖ Máxima pressão possível no começo do processo de expansão dos gases
dentro do cilindro.
As duas primeiras condições visavam reduzir as perdas de calor a um mínimo,
conservando a exergia nos gases de combustão. A terceira e quarta visavam
obter o máximo de potência possível.
Beau também indicou o método de operação desejável num MCI. 
15
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
16
1. Admissão durante o deslocamento do pistão para fora;
2. Compressão durante o movimento do pistão para dentro; 
3. Ignição da carga de combustível e ar no ponto morto superior 
do pistão, seguida por expansão durante o deslocamento seguinte 
do pistão, para fora, e 
4. Exaustão durante a corrida seguinte do pistão para dentro. Este 
processo é o que é utilizado até hoje.
Beau de Rochas patenteou o principio do motor de 4 tempos, em 
1862, mas não o desenvolveu comercialmente.
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
NIKOLAUS OTTO(1832 -1891) E EUGEN LANGEN(1833-1895) 
Uma das realizações bem sucedidas nos motores a gás foi a de Nicolaus Otto e
Eugen Langen, construída em 1867. O motor estava ligado ao eixo motriz não
por uma alavanca, mas por meio de uma cremalheira e roda livre. A carga de
gás era admitida na base do cilindro, e, quando explodia, empurrava o pistão
para cima. Quando o pistão descia, por gravidade, empurrava a cremalheira e
esta fazia o volante girar.
17
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
NIKOLAUS OTTO(1832 -1891) E EUGEN LANGEN(1833-1895) 
Havia um dispositivo especial para manter a ignição com duas chamas, pois a
primeira era apagada aquando da explosão, e então uma segunda a
reacendia para a próxima explosão. Apesar destes complicados mecanismos,
este motor era altamente confiável, e muito popular nesse tempo.
18
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
19
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Este motor foi apresentado na Exposição Industrial de Paris, em 1867. O conceito deste
motor era o de “pistão livre”, sendo este pistão impulsionado pela explosão dos gases
no cilindro, o pistão estava ligado a um volante através de uma cremalheira e uma
engrenagem.
No retorno do pistão era produzido trabalho mecânico. O movimento do volante
produzia por sua vez a abertura e fecho de uma válvula de admissão e a ignição.
Também neste caso não havia compressão dos gases antes da combustão. Uns 10000
motores deste tipo foram construídos, e dominaram o mercado até a introdução do
motor Otto de quatro tempos. A eficiência era de 11%.
20
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
NIKOLAUS OTTO(1832 -1891) E EUGEN LANGEN(1833-1895) 
Apesar da ideia do motor de 4 tempos ter sido originalmente concebida e 
patenteada por Alphonse Beau de Rochas, em 1862, a primeira realização prática 
foi de autoria do alemão Nicolaus Otto. Ele pôde obteruma patente em 
1863 através da influência de seu novo sócio,Eugen Langen, que o financiou. Em 
1867, seu motor de dois tempos ganhou uma medalha de ouro na Feira Mundial de 
Paris. Segundo algumas fontes, a sua profissão original era a de caixeiro viajante, e, 
numa ocasião, estando em Paris, conheceu o motor de Lenoir.
21
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Fascinado com a invenção, de algum modo ele intuiu as possibilidades desta nova 
máquina. Instalou uma pequena oficina em sua casa, e realizou suas pesquisas, 
durante as quais descobriu o princípio do motor de quatro tempos, com a compressão 
da mistura admitida. O ciclo de quatro tempos passou, desde então, a ser conhecido 
comociclo Otto. 
Conseguiu então produzir o primeiro motor de quatro tempos bem-sucedido em 1876, 
chamando-o de motor silencioso, em contraste com o seu motor anterior, barulhento. 
Otto teve sucesso com sua empresa, e teve como empregados Daimler e 
Maybach, que posteriormente fundaram sua própria fábrica
22
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
SIEGFRIED MARCUS (1831-1898) 
Siegfried Marcus foi um grande engenheiro e construtor. Nascido em 1831,viveu 
a maior parte de sua vida em Viena. Obteve um grande número de patentes, 
dentre elas a de um detonador que teve amplo uso nas forças armadas da 
Áustria. Segundo algumas fontes, teria sido ele o criador do primeiro automóvel, 
equipado com um motor de dois tempos, em 1864. Era um dispositivo tosco, 
basicamente um motor sobre uma plataforma. 
23
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
SIEGFRIED MARCUS (1831-1898) 
O seu segundo automóvel, de 1875, já era um modelo evoluído, que se 
assemelhava muito aos outros projectos de então ou que vieram após. 
Segundo se diz, este modelo só subsistiu porque foi ocultado numa parede falsa 
no museu de Viena aquando da ocupação nazi, pois estes tinham ordens de 
destruir tudo que se referisse a Marcus, por ter origem hebraica.
24
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
25
INVENÇÕES
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
GOTTLIEB DAIMLER E WILHELM MAYBACH
O motor de combustão interna de alta velocidade do alemão Gottlieb Daimler 
revolucionou a indústria automotiva. Ele havia trabalhado na fábrica de Otto junto 
com um colega,Wilhelm Maybach, mas os dois decidiram fundar o seu próprio 
estabelecimento, e deixaram Otto. O motor deles, monocilíndrico de quatro tempos, 
criado em 1883, atingia uma velocidade várias vezes superior a qualquer outro motor 
existente, e desta forma produzia muitas vezes mais potência que os outros com o mesmo 
peso. Enquanto o motor de Otto atingia 130 rotações por minuto (rpm), o de Daimler e 
Maybach chegava a 600 rpm. Este motor usava a ignição a tubo quente.
26
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
27
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
É também devido ao pioneirismo de Daimler e Maybach a criação do carburador 
que usava gasolina como combustível. O primeiro veículo a utilizar este combustível 
também foi a primeira motocicleta do mundo, que levou o nome de Reitwagen,carro 
de cavalgar. O facto de escolherem um veículo de duas rodas se deu por razões 
práticas, pois ele não necessita de diferencial e tinha uma direcção simples. O seu 
motor, de 264 cm³ e 0,5 hp a 700 rpm, podia usar gás ou gasolina. Este veículo foi 
testado pela primeira vez em Novembro de 1885 por Maybach, que percorreu 3 km 
de estrada que ia de Cannstatt até Unter, sem ocorrer nenhum problema.
28
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
29
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
KARL FRIEDRICH BENZ (1844 –1929)
A construção do primeiro automóvel do mundo é atribuída a Karl Benz. Resultado 
de longo trabalho, ele teve a patente deste veículo concedida em 29 de Janeiro 
de 1886 e em 3 de Julho desse mesmo ano, ele surpreendeu o mundo com a 
aparição de seu veículo. Esta viatura, um pequeno triciclo, na qual ele utilizou 
elementos de bicicletas, tinha um motor a quatro tempos refrigerado a água, 
colocado sob a carroçaria e ligado por uma correia à transmissão e ao diferencial. 
Sua potência mal chegava a 1/2 kw (3/4 de cv), mas, entretanto, percorria as ruas 
de Mannheim a uma velocidade de 15 km/h. 
30
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
KARL FRIEDRICH BENZ (1844 –1929)
Foi a partir deste modesto veículo, e da associação de Benz com outro 
pioneiro,Gottlieb Daimler, que surgiu a poderosa marca Mercedes-Benz, uma 
das mais importantes até os dias de hoje.
31
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
32
INVENÇÕES
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
RUDOLF CHRISTIAN KARL DIESEL (1858-1913) 
Outro tipo de motor que se consagrou no século XIX, foi o concebido por Rudolf 
Diesel, em 1892. Este dispositivo, senhor absoluto hoje em dia nos transportes 
públicos, de carga e marítimos, permitiu atingir um rendimento nunca antes obtido 
em motores de combustão interna. Ele funciona com o princípio da auto-ignição, 
onde a compressão do ar se eleva a tal ponto que o combustível admitido se 
inflama por sí. O grande mérito deDiesel, engenheiro formado, foi demonstrar 
termodinamicamente que este tipo de motor tinha um rendimento superior. 
33
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
RUDOLF CHRISTIAN KARL DIESEL (1858-1913) 
Ele desenvolveu previamente o conhecimento desta ciência, demonstrando o 
desempenho de sua máquina antes da sua construção.
34
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
35
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
RUDOLF CHRISTIAN KARL DIESEL (1858-1913) 
Em 1898, Diesel demonstrou sua invenção na Feira Mundial em Paris, usando 
óleo de amendoim como combustível! A sua intenção foi a de oferecer um 
meio a pequenas indústrias, agricultores e pessoas comuns de competirem 
com o monopólio das grandes indústrias, que controlavam toda a geração 
de energia naquela época! Sua ideia era o uso de fontes naturais de 
combustível, como biomassa.
36
INTRODUÇÃO – Panorama da evolução 
dos motores de combustão
Como resultado do trabalho e visão de Diesel, motores de ignição por 
compressão foram alimentados com óleos combustíveis até 1920!
O petróleo foi descoberto na Pensilvânia em 1859, tendo sido utilizado 
principalmente para a produção de querosene de iluminação. Porém, já na 
década de 1920, os fabricantes do motor diesel fizeram alterações de modo a 
utilizar os resíduos baratos e de baixa viscosidade do petróleo ao invés de 
biocombustíveis. A indústria do petróleo estava crescendo e se estabelecendo 
no mercado! 
37
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
O objectivo dos motores de combustão interna (MCI) é a produção da 
potência mecânica a partir da energia quimica dos combustíveis.
O motor de combustão é uma máquina térmica na medida em que transforma 
energia térmica em energia mecânica. A energia térmica provém da 
queima(combustão) de uma mistura combustível-comburente(ar) libertando-se 
desde modo a energia química de combustivel. A energia termica libertada 
pela queima do combustível é transferida ao fluido motor que, por sua vez, a 
transmite ciclicamente aos órgãos mecânicos do motor.
38
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
Os motores de combustão podem ser: 
1. Motores de Combustão Interna (objecto de estudo da UC) nos quais o fluido 
de trabalho consiste nos próprios produtos da combustão da mistura de ar e 
combustível. Nestes motores o processo de combustão ocorre no interior da 
câmara de combustão, onde faz parte o fluido de trabalho. Estes motores são 
denomindos também por Motores Endotérmicos.
Podem sercitados os seguintes exemplos de motores de combustão interna: 
Motores de ciclo Otto, Diesel e Turbinas à gás (usa o ciclo Brayton).
39
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
40
Fig. Animação de Funcionamento de um motor de combustão interna
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
41
Fig. Vista dos componentes/elementos de MCI a Diesel
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
42
Tabela. Legenda dos componentes/elementos de MCI a Diesel
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
2. Motores de Combustão Externa, nestes motores o fluido de trabalho está 
completamente separado da mistura ar e combustível, sendo o calor dos 
produtos da combustão transferido através das paredes de um reservatório ou 
caldeira. Estes motores são denominados também de Motores Exotérmicos. 
Estes motores não são utilizados na industria automotiva.
O exemplo mais sonante destes motores destaca-se uma máquina de vapor, 
mostrada no na figura abaixo. Como outro exemplo temos os motores Stirling 
ou motor de gás quente (inventor escocês Robert Stirling).
43
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
44
Fig. Ciclo de Rankine representativo de um MCE
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Definição e Classificação
45
Fig. Ciclo do motor Stirling representativo de um MCE
ESTRUTURA DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
Nesta UC, toma-se apenas como objecto de estudo os MCI. Portanto, existem 
diferentes tipos de MCI, contudo serão apresentadas alguns classificações de 
acordo com alguns aspectos:
1. Aplicação: Automoveis, locomotivas, aeronaves, marinha, geração de energia;
2. Design dos motores: Motores reciprocos ou alternativos (em linha, em V, radial, 
etc); motores rotativos (Wankel e outras geometrias);
3. Ciclo de trabalho: Motores de dois tempos e quatro tempos.
46
ESTRUTURA DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
4. Tipo de combustível: Gasolina (Petrol), Óleo combustível (Gasóleo), gás 
natural, GLP (Gases Liquefeitos do Petróleo), alcool (metano, etanol, etc) e 
hidrogénio.
5. Metódo de ignição: Ignição por faisca (motor otto) e ignição por compresão 
(expontânea)- (motor diesel);
6. Metódo de formação da mistura: pelo Carburador, injecção do combustível 
na entradas multiplas e injecção de combustível dentro do cilindro do motor;
7. Metódo de arrefecimento: Por água/fluidos de refrigeranta e por ar.
47
ESTRUTURA DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
Apesar da diversidade de classificações. Toma-se como enfoque a 
classificação de acordo com o design dos motores.
1. Motores alternativos ou reciprocos (motores de êmbolo oscilante): quando 
o trabalho é obtido pelo movimento de vaivém de um pistão, 
transformando em rotação continua por um sistema biela – manivela.
2. Motores rotativos: quando o trabalho é obtido directamente por um 
movimento de rotação. Eg. turbinas a gás e motor Wankel.
48
ESTRUTURA DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
Nestes motores rotativos, o membro rotativo é disposto de forma a variar o volume de 
trabalho de maneira análoga à de um compressor do tipo palheta ou por meio de 
alguma espécie de movimento excêntrico de um rotor num espaço cilíndrico 
(geralmente não circular).
3. Motores de impulso: quando o trabalho é obtido pela força de reacção dos gases 
expelidos em alta velocidade pelo motor. Neste caso, são exemplos: motor à jacto e 
foquetes.
O motor de êmbolo alternativo de combustão interna possui uma vantagem 
fundamental e importante sobre a instalação a vapor ou turbina a gás, a saber:
49
ESTRUTURA DOS MOTORES DE 
COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
Todas as peças podem funcionar a temperaturas muito abaixo da 
temperatura máxima do ciclo. Este detalhe possibilita o uso de temperaturas 
cíclicas bastante altas o que torna possível alcançar alta eficiência.
Nos motores Alternativas o fluido motor trabalha dentro de um cilindro de 
volume variável e transmite a sua energia a parede móvel desse cilindro, que 
é o êmbolo, cujo o movimento de vaivém impulsiona o veio motor através do 
mecanismo de biela-manivela. 
50
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motor Wankel
A maior dificuldade em tais motores é a selagem da câmara de combustão contra 
vazamentos sem excessivo atrito e desgaste. A solução desse problema é bem mais 
difícil do que o dos anéis de segmento convencionais, devido às seguintes razões:
❖ “contacto de linha” em lugar de contacto de superfície;
❖ as superfícies a selar são descontínuas, com arestas vivas;
❖ a velocidade do selo é elevada durante parte do ciclo de alta pressão, em 
contraste com os anéis de segmento, cuja velocidade é próxima de zero na 
máxima pressão do cilindro. 
51
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motor Wankel
Em geral, o objectivo dos projectos de motores rotativos de deslocamento foi de 
evitar vibração, a redução do tamanho, peso e custo em comparação com os 
tipos convencionais. A única vantagem básica deste tipo de motor está no facto 
de ter uma alta relação volume de deslocamento sobre volume total do motor, 
obtendo-se assim, maiores potências.
52
Fig. Representação esquemática dos motores rotativos 
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Turbinas a Gás
O conceito de turbina a gás é antigo, mas ele não se concretizou como fonte prática de 
potência até após a II Guerra Mundial. Seu desenvolvimento comercial foi estimulado 
pela introdução bem sucedida dos motores turbojactos em aviões ingleses e alemães, 
próximo do final da guerra. Os motores de turbinas a gás são geralmente usados para 
propulsar aviões devido a apresentarem uma alta potência específica.
53
Fig. Representação esquemática dos motores rotativos 
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motores alternativos
❑ MOTORES POR IGNIÇÃO POR FAISCA (Ciclo Otto)
A seguir são descritos os distintos momentos deste ciclo.
Tempo 1: A mistura de ar e combustível é introduzida no cilindro pela válvula de 
admissão (ver fig. Abaixo)
Tempo 2: A mistura de ar e combustível é comprimida (ver fig. Abaixo)
Tempo 3: Combustão ocorre (aproximadamente a volume constante) e os 
produtos gasosos ao expandirem-se realizam trabalho. (ver fig. Abaixo)
54
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motores alternativos
Tempo 4: Os gases dos produtos de combustão são retirados do cilindro pela 
válvula de escape (ver fig. Abaixo)
55
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motores alternativos
❑ MOTORES POR AUTO-IGNIÇÃO (Ciclo Diesel)
A seguir são descritos os distintos momentos deste ciclo.
Tempo 1: O ar é introduzido no cilindro pela válvula de admissão.
Tempo 2: O ar é comprimido.
Tempo 3: Combustão ocorre (aproximadamente a pressão constante) e os produtos 
gasosos ao expandirem-se realizam trabalho.
Tempo 4: Os gases dos produtos de combustão são retirados do cilindro pela 
válvula de escape.
56
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Classificação – Motores alternativos
❑ DE ACORDO COM O NÚMERO E POSIÇÃO DOS CILINDROS.
Número de cilindros: 1,2,(3),4,(5),6,8,12 e 16 cilindros.
Posição: vertical, horizontal, inclinada e invertida.
57
Motor dispostos em linha Motor dispostos em V
Motor com cilindros 
horizontalmente opostos Motores em estrela
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Relação entre o curso do êmbolo e 
o diâmetro do cilindro
58
De curso curto De curso longo
Motor Diesel 1 ...1,35 1,35...2,2
Motor Otto 0,8...1,0 1,0...1,1
Tabela: Relação entre o curso do êmbolo e diâmetro do cilindro
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Velocidade Média do êmbolo
59
Tipo de Motor
Velocidade média 𝑪𝒎
(m/s)
Motor lento 4 ... 7
Motor rápido 7 ... 12
Tabela:Velocidade Média do êmbolo
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Valores usuais nos motores de 
combustão interna
60
Tabela: Grandezas comparativas de motores a Diesel e Otto
Valor ou Grandeza Motor do 
ciclo Otto
Motor do ciclo
Diesel
Relação de compressão 6,5 ... 11 12,5 ... 22
Pressão Final de compressão 2,5 ... 4,5 (6) Mpa
Pressão máxima do motor aspirado 3 ... 4 (7) Mpa 5 ... 9 Mpa
Pressão máxima do motor
sobrealimentado
8 ... 10 Mpa 8 ... 14 Mpa
Temperatura final de compressão 300 ... 500 ºC 500 ... 750 ºC
Temperatura máxima de combustão 2000 ... 2800 ºC 1400 ... 2000 ºC
Temperatura média do gás no 
espaço de combustão
400 ... 850 ºC 300 ... 500 (600) ºC
Temperatura do gás de escape 800 ... 1200 ºC 400 ... 750 ºC
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Valores usuais nos motores de 
combustão interna
61
Tabela: Valores típicos de Temperatura de auto-ignição
Tabela: Valores típicos de compressão
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Vantagens dos MCI
VANTAGENS DOS MOTORES DE COMBUSTÃO ALTERNATIVO EM RELAÇÃO AS 
TURBINAS A VAPOR (MCE)
❖ Maior eficiência máxima;
❖ Menor razão de peso e volume da instalação para a potência máxima 
(excepto, possivelmente, no caso de unidades maiores do que 7353 kW ou 
10.000 c.v.);
❖ Maior simplicidade mecânica;
62
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Vantagens dos MCI
VANTAGENS DOS MOTORES DE COMBUSTÃO ALTERNATIVO EM RELAÇÃO AS 
TURBINAS A VAPOR (MCE)
❖ O sistema de refrigeração de um motor de combustão interna transfere 
uma quantidade de calor muito menor do que o condensador de uma 
instalação a vapor de igual potência e, normalmente, é operada com 
temperaturas mais elevadas na superfície. O que faz com que este sistema 
seja muito menor que um condensador seria.
63
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Componentes do motor (MCI)
Os MCI apresentam componentes estruturantes fixos e moveis.
São denominados componentes, as partes auxiliares que trabalham em 
conjunto para o funcionamento do motor. Os principais componentes ou 
partes fundamentais segundo Mialhe (1980), são responsáveis pelo 
fornecimento das condições favoráveis para que o processo de 
transformação da energia química dos combustíveis nos motores se realize 
de forma eficiente e contínua
64
ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO 
INTERNA – Componentes do motor (MCI)
❑ Os componentes fixos dos MCI são os seguintes: bloco
do motor, cabeçote e o cárter.
❑ Os componentes movéis dos MCI são os seguintes: pistão ou êmbolo, 
camisas, biela, árvore de manivelas ou virabrequim, válvulas de admissão, 
válvulas de escape e árvore de comando de válvulas, guias e sede das 
válvulas, porcas, molas, bucha do balancim, parafuso regulador, mancais, 
tuchos, casquilhos ou bronzinas, compensadores de massa, volante, juntas, 
etc.
65
	Diapositivo 1: MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
	Diapositivo 2: PLANO TEMÁTICO
	Diapositivo 3: PLANO TEMÁTICO
	Diapositivo 4: INTRODUÇÃO
	Diapositivo 5: INTRODUÇÃO
	Diapositivo 6: INTRODUÇÃO
	Diapositivo 7: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 8: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 9: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 10: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 11: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 12: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 13: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 14: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 15: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 16: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 17: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 18: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 19: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 20: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 21: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 22: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 23: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 24: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 25: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 26: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 27: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 28: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 29: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 30: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 31: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 32: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 33: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 34: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 35: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 36: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 37: INTRODUÇÃO – Panorama da evolução dos motores de combustão
	Diapositivo 38: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 39: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 40: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 41: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 42: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 43: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 44: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 45: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Definição e Classificação
	Diapositivo 46: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
	Diapositivo 47: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
	Diapositivo 48: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
	Diapositivo 49: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
	Diapositivo 50: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação
	Diapositivo 51: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motor Wankel
	Diapositivo 52: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motor Wankel
	Diapositivo 53: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Turbinas a Gás
	Diapositivo 54: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motores alternativos
	Diapositivo 55: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motores alternativos
	Diapositivo 56: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motores alternativos
	Diapositivo 57: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Classificação – Motores alternativos
	Diapositivo 58: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Relação entre o curso do êmbolo e o diâmetro do cilindro
	Diapositivo 59: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Velocidade Média do êmbolo
	Diapositivo 60: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Valores usuais nos motores de combustão interna
	Diapositivo 61: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Valores usuais nos motores de combustão interna
	Diapositivo 62: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Vantagens dos MCI
	Diapositivo 63: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Vantagens dos MCI
	Diapositivo 64: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Componentes do motor (MCI)
	Diapositivo 65: ESTRUTURA DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA – Componentes do motor (MCI)