MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
FRANCISCO LORENZO MAGALHÃES LIMA
INÊS FERNANDES MOURA SOARES
MARIANA MORAIS SANTOS GIL DA COSTA
NUNO FILIPE PINTO MARTINS SILVA
PEDRO JOSÉ DA SILVA CARVALHO PEREIRA DE SOUSA
GRUPO 507
Relatório Preliminar relativo à disciplina:
PROJECTO FEUP
Monitor: PEDRO COUTO
Supervisor: Professor Doutor FERREIRA DUARTE
SETEMBRO E OUTUBRO DE 2009
1
RESUMO
Este relatório, realizado no âmbito da disciplina Projecto FEUP, tem como
objectivo o estudo dos Motores de Combustão Interna abordando os aspectos
fundamentais para a compreensão
Relativamente aos mesmos, o relatório centra-se no seu enquadramento
histórico, referindo os engenheiros que mais contribuíram para o seu
desenvolvimento e algumas das suas aplicações; e nos tipos de motores existentes,
analisando, funcional e estruturalmente os motores segundo o tipo de movimento
- motores de movimento alternativo, rotativo; segundo o tipo de combustível
utilizado – gasóleo, gasolina e gás; segundo a forma como é realizada a combustão
– por explosão e por compressão; e, por fim, segundo o ciclo termodinâmico que
idealiza o movimento do motor – Ciclo de Otto, Ciclo Diesel, Ciclo Brayton.
2
ÍNDICE
INTRODUÇÃO........................................................................................................................... 4
COMPONENTES MAIS IMPORTANTES ..................................................................................... 5
TIPO DE MOTORES................................................................................................................... 6
1.SEGUNDO O TIPO DE MOVIMENTO .................................................................................6
1.1.Motores de Movimento Alternativo .........................................................................6
Motores a 4 Tempos a gasolina .............................................................................6
Motores a 4 Tempos a gasóleo ..............................................................................8
Motores a 2 Tempos a gasolina .............................................................................9
Motores a 2 Tempos a gasóleo ............................................................................11
1.2.Motores de Movimento Rotativo ...........................................................................12
1.3.Comparação entre motores de movimento rotativo e alternativo ........................ 14
2.SEGUNDO O TIPO DE COMBUSTÍVEL UTILIZADO ........................................................... 15
2.1.Motores a gasolina ..................................................................................................15
2.2.Motores a gasóleo ...................................................................................................15
2.3.Turbinas a gás ..........................................................................................................15
3.SEGUNDO A FORMA COMO SE REALIZA A COMBUSTÃO ...............................................16
3.1.Motores de explosão ............................................................................................... 16
3.2.Motores Diesel.........................................................................................................16
4.SEGUNDO O CICLO TERMODINÂMICO ...........................................................................16
4.1.Ciclo de Otto ............................................................................................................16
4.2.Ciclo Diesel ...............................................................................................................16
4.3.Ciclo Brayton ............................................................................................................17
NOTAS FINAIS ........................................................................................................................ 18
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 19
3
INTRODUÇÃO
Nos motores de combustão interna, ou endotérmicos, o combustível é
queimado no interior do cilindro motor. Os motores a gasolina, a gasóleo, a metano e
a gás líquido pertencem a esta categoria.
Nos motores de combustão externa, ou exotérmicos, que não serão estudados
neste relatório, o combustível é queimado numa estrutura externa ao cilindro motor.
Pertencem a esta categoria os motores a vapor.
O motor de combustão interna, que tornou possíveis meios de transporte como
o automóvel, o avião e até veículos militares, foi evoluindo ao longo do tempo. Em
1860, Ettiene Lenoir (inventor nascido na Bélgica em 1822) registou a primeira patente
relativa a um “motor de explosão”, a dois tempos. O ciclo a quatro tempos apenas
seria descrito por Alphonse Beau de Rochas (engenheiro francês nascido em 1815) dois
anos depois, em 1862. No entanto, este trabalho não atraiu a atenção de nenhum
fabricante. A produção industrial de motores de combustão interna com ciclos de
quatro tempos iniciou-se em 1976 segundo a patente de Nikolaus Otto (engenheiro
alemão nascido em 1832) e Eugen Langen (engenheiro alemão nascido em 1833).
Rudolf Diesel (engenheiro nascido na França em 1858) foi o primeiro
pesquisador a basear-se no aquecimento produzido pela compressão do ar para
inflamar o combustível, tendo começado as suas pesquisas em 1890 e obtido, sete
anos depois, um motor operacional. Outro inovador cujo nome é bastante familiar à
maioria da população é Louis Renault (inventor francês nascido em 1877), fundador do
Grupo Renault, que criou, em 1902, o supercompressor, um sistema que aumenta a
eficiência, na medida em que introduz uma quantidade adicional de oxigénio no motor.
A finalidade deste sistema é semelhante à do turbocompressor, que usa os gases de
escape para fazer girar uma turbina e foi inventado em 1905 por Alfred Brüchi
(engenheiro suíço nascido em 1879).
Inicialmente, estes motores utilizavam gás como combustível. O responsável
pelo primeiro motor de quatro tempos a gasolina utilizável, que foi concebido e
projectado em 1885 foi Gottlieb Daimler (engenheiro alemão nascido em 1834), um
sócio de Otto e de Langen. Os motores actuais são semelhantes ao motor de Daimler e
também ao de Karl Benz (engenheiro alemão nascido em 1844), concretizado no
mesmo ano que o anterior.
4
COMPONENTES MAIS IMPORTANTES
Um motor contém partes fixas e partes móveis. As primeiras são as que não se
movimentam quando o motor se encontra em funcionamento, enquanto que as últimas são
aquelas que se movimentam nessa mesma situação
As partes fixas mais importantes são: Bloco, Cárter e Cabeça do motor.
O Bloco (representado pela letra C na Fig. 1) é uma peça em ferro ou alumínio que
aloja os cilindros (locais onde se movimentam os pistões) e os suportes de apoio da cambota.
O Cárter (representado pela letra D na Fig. 1) é um recipiente que protege e assegura a
lubrificação de determinados mecanismos do motor. Dependendo do tipo de motor em que se
encontra, a sua função é diferente. Em motores a quatro tempos, o cárter assegura a
lubrificação das partes móveis do motor, na medida em que é onde se encontra o óleo usado
para a lubrificação. Também constitui o envolvimento da cambota, sendo dividido, por vezes,
em cárter inferior e superior, respectivamente. Por outro lado, em motores a dois tempos, o
óleo não é armazenado no cárter, sendo misturado com o combustível e o ar.
A Cabeça do Motor (representada pela letra B na Fig. 1) é a parte que cobre a parte
superior do bloco, sendo também onde se localizam as velas (dispositivos que inflamam o
combustível e o ar presentes no cilindro) e as válvulas (dispositivos que permitem ou
bloqueiam a entrada ou saída de gases ou combustível dos cilindros).
As partes móveis mais importantes são: Cambota, Pistão, Biela e Árvore de Comando
de Válvulas.
A Cambota (representada pela letra K na Fig. 1) é a peça que transforma o movimento
rectilíneo do pistão em movimento circular e que se encontra ligada ao volante, a peça que
transfere a energia mecânica para a caixa de velocidades.
O Pistão (representado pela letra I na Fig. 1) é uma peça cilíndrica normalmente feita
de alumínio ou de uma liga de alumínio que se move no interior do cilindro devido à
combustão realizada na câmara de combustão (zona do cilindro para a qual se encontra
direccionada a cabeça do pistão).
A Biela (representada pela letra J na Fig. 1) é a haste que liga o pistão à cambota e,
como ambas as pontas da biela podem girar, permite uma mudança de ângulo, o que provoca
o movimento giratório da cambota.
A Árvore de Comando de Válvulas (representada pela letra F na Fig. 1) é o mecanismo
que regula a abertura das válvulas, através do seu movimento giratório. É constituída por um
veio cilíndrico, no qual se encontram, fixadas, duas peças ovaladas, chamadas cames ou
ressaltos, caso se destine a controlar duas válvulas, uma vez que cada ressalto controla uma
válvula.
5
Fig. 1 – Motor de Combustão Interna (alterado de HowStuffWorks.com)
TIPO DE MOTORES
1. Classificação Segundo o tipo de movimento:
1.1. Motores de movimento alternativo:
Os motores de movimento alternativo, vulgarmente utilizados nos
veículos automóveis, têm como princípio de funcionamento o movimento
alternativo do êmbolo no interior do cilindro que transmite, através da biela,
um movimento circular à cambota.
A sequência de operações – admissão, compressão, expansão e escape
– realiza-se num ciclo de 4 movimentos do êmbolo, motor de 4 tempos, ou
num ciclo de 2 movimentos do êmbolo, motor de 2 tempos.
Motor a 4 tempos a gasolina:
1º Tempo – Admissão




Fig. 2 – Admissão (alterado
http://www.pion.sbfisica.org)
Válvula de admissão está aberta (válvula
esquerda da fig.2);
Válvula de escape está fechada (válvula direita
da fig.2).
Ao descer, o pistão aspira a mistura argasolina doseada pelo carburador (como
indica a seta da fig.2).
O cilindro da câmara de explosão encontra-se
a uma pressão um pouco mais baixa do que a
pressão atmosférica normal.
de
6
2º Tempo - Compressão



Fig. 3 – Compressão (alterado
http://www.pion.sbfisica.org)
Válvula de admissão (válvula esquerda da
fig.3) e de escape estão fechadas (válvula
direita da fig.3).
O pistão, por efeito da energia cinética
acumulada pelo volante na fase anterior, sobe
(sai do PMI – Ponto Morto Inferior) e
comprime a mistura ar-gasolina, como indica a
seta da fig.3.
O volume da mistura inicial é reduzido ao
volume
da
câmara
de
explosão;
consequentemente aumenta a pressão.
de
3º Tempo – Explosão-expansão




Válvula de admissão (válvula esquerda da
fig.4) e de escape permanecem fechadas
(válvula direita da fig.4).
Um pouco antes de o pistão ter atingido o
topo (PMS – Ponto Morto Superior), salta a
faísca da vela de ignição que provoca a
inflamação e combustão da mistura.
A temperatura e a pressão elevam-se
bruscamente, atingindo o máximo valor.
O pistão é empurrado para baixo, como indica
a seta da fig.4
Fig. 4 – Explosão – Expansão (alterado de
http://www.pion.sbfisica.org)
4º Tempo – Escape (ou Descarga)




Fig. 5 – Escape (alterado
http://www.pion.sbfisica.org)
de
Válvula de admissão está fechada (válvula
esquerda da fig.5);
Válvula de escape é aberta (válvula direita da
fig.5).
Antes do pistão ter atingido o fundo do
cilindro, PMI, abre-se a válvula de escape: a
pressão, descendo bruscamente ao valor da
pressão atmosférica, imprime aos gases
combustíveis a velocidade de saída do cilindro
(escape espontâneo).
O pistão, por efeito da energia armazenada
pelo volante, sai do PMI, como indica a seta da
fig.5, e completa o escape dos gases
combustíveis (escape forçado).
7
Motor a 4 tempos a gasóleo:
1º Tempo – Admissão
 Válvula de admissão aberta (válvula esquerda
da fig.6);
 Válvula de escape fechada (válvula esquerda
da fig.6).
 O pistão, ao descer do PMS, como indica a seta
da fig.6, aspira o ar do exterior que é
depurado através da passagem pelo filtro e
enche o cilindro a uma pressão um pouco
mais baixa do que a atmosférica.
Fig. 6 – Admissão (retirado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico Lucchesi)
2º Tempo – Compressão



Válvula de admissão (válvula esquerda da
fig.7) e de escape (válvula esquerda da fig.7)
estão fechadas.
O pistão, por efeito da energia cinética
acumulada pelo volante durante a fase
anterior, sobe do PMI e comprime o ar na
câmara de compressão.
Devido à compressão, a temperatura do ar
atinge aprovimadamente 600ºC.
Fig. 7 – Compressão (retirado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico Lucchesi)
3º Tempo – Combustão-expansão



As válvulas de admissão (válvula esquerda da
fig.8) e de escape (válvula direita da fig.8)
permanecem fechadas.
Um pouco antes de o pistão atingir o PMS, o
gasóleo é injectado numa finíssima
pulverização por meio da bomba de injecção.
Dada a elevada temperatura do ar
comprimido,
o
gasóleo
inflama-se
espontaneamente (sem necessidade de velas
de ignição) e os produtos da combustão
expandem-se impelindo o pistão para baixo.
Fig. 8 – Combustão - Expansão (retirado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico
Lucchesi)
8
4º Tempo – Escape




Válvula de admissão fechada (válvula
esquerda da fig.9);
Válvula de escape (válvula direita da fig.9)
aberta.
Antes de o pistão ter alcançado o PMI, abrese a válvula de escape: os gases queimados
são descarregados para a atmosfera (escape
espontâneo).
Devido à energia cinética do volante, o
pistão sobe do PMI, completando o escape
dos gases queimados (escape forçado).
Fig. 9 – Escape ( retirado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico Lucchesi)
Motor a 2 tempos a gasolina:
Estes motores não possuem válvulas mas sim orifícios ou fendas nas
paredes do cilindro Motor:
1 – Cabeça do Cilindro
2 – Orifício de escape dos gases queimados
3 – Orifício de introdução da mistura fresca no
cárter
4 – Cárter estanque de pressão
5 – Atletas para o arrefecimento da cabeça do
cilindro
6 – Deflector na cabeça do pistão
7 – Orifício de passagem da mistura do cárter.
Fig. 10 – Motor a 2 tempos a gasolina (alterado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1,
Domenico Lucchesi)
9
1º Tempo – curso de descida do pistão

Quando ocorre a ignição, a mistura gasolina-ar explode e
expande-se, empurrando o êmbolo para baixo, como
indica a seta da fig.11. Depois do pistão tapar o oríficio a,
da figura, exerce uma compressão no cárter da mistura
que foi aspirada no cilindro.

Quando se dirige para o fim do curso de descida, o pistão
destapa o orifício s, como representado na fig.12, pelo
qual os produtos da combustão são expelidos
violentamente para o exterior devido à apreciável
diferença de pressão no interior do cilindro e na atmosfera.

Simultaneamente, ou com um pequeno atraso em relação
à abertura do orifício s de escape, o pistão destapa o
orifício t de passagem, como representado na fig.11: a
nova mistura comprimida no cárter passa para o cilindro,
permite o escape dos gases residuais (lavagem) e enche o
cilindro.
Fig. 11 e 12 – Motor a 2 tempos a gasolina – 1º tempo (alterado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1,
Domenico Lucchesi)
2º tempo – curso de subida do pistão

O pistão, ao subir no sentido da seta na fig.13, tapa
primeiramente o orifício t de passagem e a seguir o s de
escape, como indicado na figura.

A mistura que ainda se conseva no cárter expande-se e a
pressão diminui.

Quando o pistão destapa o orifício a de alimentação, como
representado na fig. 14, a mistura fresca doseada pelo
carborador passa para o cárter devido à depressão criada
pelo movimento de subida do pistão. A pressão no cárter
aumenta.

O êmbolo sobe, fechando a janela de escape, s, como é
visível na fig.14 e comprimindo a mistura. Na vela salta a
faísca e repete-se o ciclo.
Fig. 13 e 14 – Motor a 2 tempos a gasolina – 2º tempo
(alterado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1,
Domenico Lucchesi)
10
Motor a 2 tempos a gasóleo:
Nos motores deste tipo o ciclo é realizado numa rotação completa da árvore de
manivelas ou cambota, isto é, apenas com dois cursos do pistão, exactamente como
acontece nos motores a gasolina a 2 tempos.
1º tempo – curso de descida do pistão

Um pouco antes de o pistão ter atingido o PMS (Ponto Morto Superior) na fase de
compressão, inicia-se a distribuição do gasóleo pulverizado. Este, ao entrar em
contacto com o ar a alta temperatura, anteriormente comprimido no cilindro,
inflama-se espontaneamente e expande-se, impelindo o pistão para baixo.

Pouco depois da metado do curso da descida, destapa-se o orifício de escape (S) e
os gases queimados são expulsos para a atmosfera. Com um leve atraso em relação
a S, destapam-se os orifícios de varredura, pelo que o ar, impelido pelo compressor,
entra no cilindro, completando o escape dos gases queimados e enchendo o
cilindro de ar.
Combustão e
expansão
Escape
dos
queimados.
gases
Início do varrimento e da
alimentação do cilindro
Fig. 15 – Motor a 2 tempos a gasóleo – 1º tempo (alterado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico
Lucchesi)
2º tempo – curso de subido do pistão

Por efeito da energia acumulada no volante durante o curso anterior, o pistão sai
do PMI (Ponto Morto Inferior). Para que o pistão não feche os orifícios de
varredura e de escape, o ar insuflado pelo compressor completa a varredura e a
alimentação do cilindro. Assim que os referidos orifícios se fecham, inicia-se a
compressão do ar. Com um pequeno avanço em relação ao PMS, o gasóleo é
injectado e repete-se o ciclo.
11
Fim da varredura e da
alimentação do cilindro
Escape dos gases
queimados
Início da varredura e
da alimentação do
cilindro
Fig. 16 – Motor a 2 tempos a gasóleo – 2º tempo (alterado de O Automóvel – Curso Técnico, Vol.1, Domenico
Lucchesi)
Os motores de movimento alternativo podem ser constituídos por apenas um
cilindro (monocilíndricos) ou por vários cilindros (policilíndricos).
Cilindros em V
Cilindros em linha
Cilindros opostos
Fig. 17 – Tipos de cilindros (retirado de www.anossaescola.com)
1.2. Motores de movimento rotativo – motor Wankel:
Idealizado e realizado por Felix Wankel, este motor rotativo é dotado de
uma suavidade que nenhum dos outros motores apresenta, não produz tanto
ruído nem é tão violento, porém os factores poluição e preço pesam e muito no
investimento neste motor.
Consiste numa câmara com a forma semelhante à de um oito e dentro
dela existe um rotor mais um menos triangular - o pistão- que gira
excentricamente em relação ao virabrequim ou eixo principal do motor.
Se uma mistura for injectada numa das câmaras, quando está a
aumentar de volume, será comprimida na redução subsequente, enquanto o
rotor, ou pistão, gira. Deste modo, o ciclo clássico de quatro tempos - admissão,
compressão, explosão e exaustão - é produzido e, além disso, as três faces do
rotor estão em três fases diferentes do ciclo, ao mesmo tempo.
12
No diagrama, a face CA do rotor pode ser vista nas posições 1 e 4,
passando gradualmente através dos sucessivos estágios da primeira fase injeção, na qual a mistura explosiva de ar e gasolina é introduzida na câmara.
Fig. 18 – Esquema do motor Wankel
Voltemos à figura e vejamos o lado AB. Ele agora começa a fase que AC
tinha atingido na figura IV - fase de compressão. Esta fase pode ser seguida nas
posições 5, 6 e 7.
Assim que este ponto é atingido, a única vela de ignição produz
centelha, e os gases de explosão podem ser vistos na posição 8 produzindo a
força para mover o rotor.
Nas posições 9 e 10, pode-se ver o lado BC nas fases de explosão e
expansão. Nas posições seguintes (11 e 12), ele expulsa a mistura queimada
para fora da câmara de exaustão, caracterizando a etapa de exaustão do ciclo.
13
Vantagens:
Mais potência e binário
Ausência de ruído e vibração
Poucos componentes e leve
Desvantagens:
Curva de potência pouco elástica
Maior probabilidade de ocorrer um sobreaquecimento
Alta taxa de emissão de gases
Em 1996 foi desenvolvido por uma equipa formada pela família SaintHilaire de Quebec no Canadá chefiada pelo físico Dr. Gilles Saint-Hilaire uma
evolução deste motor. A esta evolução denomina-se de motor Quasiturbine.
Apesar de estar em fase de protótipo este motor veio melhorar certos aspectos
negativos do Wankel, tais como a emissão de gases e o consumo de
combustível.
Uma das desvantagens é o facto de estar exposto á contracção por
aquecimento devido à sua composição - alumínio e ferro fundido.
1.3. Comparação entre os motores de movimento alternativo e os motores de
movimento rotativo (motores de Wankel)
Nos motores de Wankel não existem vibrações pois só existe um movimento
rotativo, o que significa um menor desgaste e uma vida mais longa que os motores de
movimento alternativo. O motor Wankel tem poucos componentes e é de menor
dimensão. Além disso, gera mais potência que um motor "convencional" de mesma
cilindrada, porque cada lado do seu rotor encontra-se numa fase diferente do ciclo,
gerando mais explosões por volta do eixo cambota do que um motor de movimento
alternativo.
No entanto, o motor Wankel aquece muito mais que o motor de movimento
alternativo, devido às altas rotações. Outra desvantagem em relação aos motores de
movimento alternativo é a alta taxa de emissão de gases poluentes.
Apesar das indiscutíveis qualidades de eficácia mecânica, baixo nível de
vibrações e ruído e utilização de pouco espaço para o motor, o motor de Wankel ainda
não conseguiu destronar o de movimento alternativo, com longos anos de uso e um
notável grau de aperfeiçoamento técnico e, consequentemente, económico.
14
2. Classificação segundo o combustível utilizado:
2.1. Motores de gasolina – funcionamento estudado no ponto 1
2.2. Motores de gasóleo, ou fuel-óleo – funcionamento estudado no ponto 1
2.3. Motores de gás
Turbinas a gás
O termo turbina a gás é mais normalmente usado relativo ao conjunto
de três equipamentos: o compressor, s câmara de combustão e s turbina. Estes
componentes formam um ciclo termodinâmico a gás, Ciclo Brayton, tratado no
ponto 5.3. do relatório, concebido por George Brayton em 1870.
O funcionamento das turbinas a gás pode ser dividido em quatro etapas.
Em primeiro lugar, o ar em condição ambiente passa pelo compressor,
onde ocorre compressão adiabática e isentrópica, com aumento de
temperatura e consequente aumento de entalpia (medida da energia do
sistema que está disponível na forma de calor, isso à pressão constante).
Tranformação adiabática é um processo de transformação
termodinâmica na qual não há trocas de calor com o ambiente, apesar de haver
variação térmica. Com a perda de energia interna, há diminuição da
temperatura e realização de trabalho (aumento de volume). Com o ganho de
energia interna, há aumento de temperatura e sofrimento de trabalho
(diminuição de volume).
Comprimido, o ar é direccionado às câmaras, onde se mistura com o
combustível possibilitando queima e aquecimento, à pressão constante. Ao sair
da câmara de combustão, os gases, à alta pressão e temperatura, expandem-se
conforme passam pela turbina.
O fluido exerce trabalho sobre as palhetas, o que provoca a redução da
pressão e temperatura dos gases, gerando-se potência mecânica. A potência
extraída através do eixo da turbina é usada para accionar o compressor e
eventualmente para accionar outra máquina.
A quarta etapa representa a transferência de calor do fluido para o
ambiente. Parte da energia proveniente da combustão é rejeitada sob a forma
de calor, contido nos gases quentes de escape.
15
3. Classificação segundo a forma como se realiza a combustão:
3.1. Motores de explosão (ou a gasolina):
A inflamação da mistura, devidamente comprimida no cilindro, é provocada
pela faísca eléctrica.
3.2. Motores Diesel (ou a gasóleo):
Os motores Diesel admitem ar atmosférico, em vez da mistura ar-combustível,
e a mistura ar/combustível é feita na câmara de combustão, sendo que a entrada
de combustível dá-se após a entrada do ar.
O ar, que entra na câmara de combustão na fase de admissão, é submetido a
uma elevada compressão, o que provoca o seu aquecimento a uma temperatura
capaz de produzir a vaporização e ignição espontânea do combustível produzido ao
contactar com o ar quente.
4. Classificação segundo o ciclo termodinâmico:
4.1. Ciclo de Otto - Motores a gasolina
O Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico que define, de forma ideal, o
funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha, ou seja, a
gasolina.
Este ciclo foi idealizado por Beau de Rochas e implementado pelo engenheiro
alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel.
A maioria dos automóveis actualmente em circulação baseia-se neste ciclo.
Apesar do maior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume,
comparando motores de mesma potência, é possível, para esta aplicação, construir
motores a quatro tempos mais eficientes e menos poluentes em comparação aos
motores a dois tempos.
4.2. Ciclo Diesel - Motores a gasóleo
O Ciclo Diesel idealiza o funcionamento dos motores a gasóleo. Este difere em
vários pontos do Ciclo de Otto, como por exemplo na admissão de combustível, na
ignição, na taxa de compressão, no tipo de combustível e também no desperdício.
16
Neste ciclo, o combustível é admitido por injecção, no momento máximo da
compressão. Devido a isto e ao facto de existir uma elevada concentração de oxigénio
na câmara de combustão, ocorre a auto-ignição, ou seja, inicia-se a combustão sem
que seja necessária a ignição eléctrica. Isto apenas é possível porque se utiliza uma
taxa de compressão do combustível superior à que se emprega no ciclo Otto.
Actualmente, este ciclo é utilizado com gasóleo como combustível, embora,
originalmente, Diesel tenha utilizado óleo vegetal. Entre as vantagens deste ciclo
encontra-se o preço do combustível, uma vez que o gasóleo é, normalmente, mais
barato que a gasolina, e, também, porque o desperdício de combustível é quase
inexistente.
Normalmente, utiliza-se este ciclo a quatro tempos, que começa com o pistão
no ponto morto superior (quando o pistão se encontra próximo da zona superior da
câmara de combustão). Ao descer, o pistão provoca a aspiração do ar para o interior
da câmara. Assim que atinge o ponto morto inferior, acaba o primeiro tempo, a
admissão, e começa-se o segundo, a compressão, no final da qual é injectado o
combustível, assim que o pistão volta ao ponto morto superior. No terceiro tempo,
ocorre a explosão, na qual o combustível inflama, o que provoca o movimento do
pistão do ponto em que se encontrava até ao ponto morto inferior. No último tempo,
a fase da descarga, os gases resultantes da combustão são expelidos, através do
movimento do pistão de volta ao ponto morto superior.
Quando é utilizado a dois tempos, o ciclo junta as etapas anteriores duas a duas,
sendo a etapas de descarga associada à de admissão. As diferenças principais são a
admissão do ar, que não pode ser efectuada tendo como base a pressão atmosférica, e
também a não existência de válvulas, mas sim entradas nas paredes do cilindro.
4.3. Ciclo Brayton - Turbinas a gás
O ciclo Brayton é um ciclo ideal que representa, com uma aproximação à
realidade, processos térmicos que ocorrem nas turbinas a gás, descrevendo variações
de estado (pressão e temperatura) dos gases.
É diferente de todos os outros ciclos uma vez que os processos de compressão,
transferência de calor, expansão e exaustão ocorrem ao mesmo tempo, mas, em locais
diferentes. Assim, este tipo de motor distingue-se dos motores alternativos, onde os
processos ocorrem numa única câmara, mas, em tempos diferentes. O ciclo constitui
quatro etapas, cada uma caracterizada pelas fases estudadas no ponto 2.3 aquando do
estudo do funcionamento das turbinas a gás.
17
NOTAS FINAIS
Através da realização deste projecto, foi possível a todos os membros do grupo
adquirir conhecimentos relativos à evolução dos motores de combustão interna, à sua
estrutura, ao seu funcionamento e à importância das tendências emergentes relativas
a novas formas, menos poluentes, de uso deste tipo de motores.
O projecto foi também produtivo na medida em que permitiu o contacto com
as diversas exigências do trabalho em equipa e também o desenvolvimento de
aptidões como a auto-aprendizagem, a organização, a capacidade crítica, a capacidade
de análise e de discussão de dados, de ideias e de referências, entre outras.
18
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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 https://repositorium.sdum.uminho.pt/handle/1822/8823
 http://www2.uol.com.br/interpressmotor/reportagem/item29104.shl
 http://www.scribd.com/doc/4074437/Fisica-PPT-Motores-de-Combustao-Interna
 http://www.secretlifeofmachines.com/secret_life_of_the_internal_combustion_engine.sht
ml
 http://pt.wikipedia.org/wiki/quasiturbine
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