HISTÓRICO E DESENVOLVIMENTO DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

     Até o início de 1800 acreditava-se que o calor era um fluido chamado calórico, contido em todos os objetos, e que os objetos quentes possuíam mais fluido calórico do que os objetos frios, e que quando dois objetos entravam em contato esse fluido passava de um para o outro a fim de se estabelecer o equilíbrio. Este conceito equivocado atrasou o desenvolvimento da termodinâmica e consequentemente a construção dos motores de combustão. Laplace e Lavoisier (1783) introduziram o conceito de calor especifico, e nessa mesma época surgiu a ideia de que o calor era uma forma de energia. Papim construiu a primeira máquina a vapor usando o princípio de que o voluma de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. Vom rumford (1798) notou o surgimento do calor por fricção. Mayer e POISSON (1842) calcularam a equivalência do trabalho em calor a partir da expansão dos gases e definiram a equação do gás ideal. joule mediu diretamente a equivalência do trabalho e calor.

HISTÓRICO E DESENVOLVIMENTO DOS MOTORES DECOMBUSTÃO INTERNA (PT 2)

     Sucessivas descobertas foram realizadas até que Helmholtz (1847) concluiu a primeira lei da termodinâmica sobre a conservação da energia. A primeira Lei da Termodinâmica diz o seguinte: Todas as formas de energia são mutuamente conversíveis, e que a energia de um sistema fechado e isolado permanece constante. Clausius (1865) concluiu a segunda lei sobre a disponibilidade de calor para conversão em energia mecânica (entropia). A segunda Lei da Termodinâmica diz o seguinte: É impossível em uma máquina qualquer, sem auxílio externo, o transporte do calor de um corpo para outro mais quente.

TIPOS DE MOTORES

     Os motores de combustão interna são máquinas que transformam a energia química dos combustíveis em energia mecânica entregue a outra máquina através do volante. Os motores de combustão interna mais conhecidos são:

Motores do ciclo Otto:

Motores que normalmente são alimentados por gasolina, álcool, gás liquefeito do petróleo ou gás natural (metano) e que tem a ignição provocada por centelha em uma vela. Estes motores também são conhecidos por motor de ignição por centelha – ICE. O combustível é introduzido na corrente de ar que flui no coletor de admissão através do carburador ou do sistema de injeção eletrônico ou ainda através de válvulas redutora de pressão de gás.

Motores do ciclo Diesel:

Motores que normalmente são alimentados por óleo Diesel ou óleos vegetais eque tem a combustão iniciada por auto-ignição do combustível injetado no meio de uma massa de ar comprimida até ultrapassar a temperatura de ignição do combustível usado.O combustível é injetado no interior da câmara de combustão por meio de uma bomba mecânica de alta pressão

Motores Wankel:

O motor Wankel é um motor rotativo com concepção totalmente distinta dos motores Otto e Diesel e que, apesar de ser muito interessante, ocupa uma faixa de mercado muito pequena.

FUNCIONAMENTO DE MOTOR DIESEL

    Motores que normalmente são alimentados por óleo Diesel ou óleos vegetais e que tem a combustão iniciada por autoignição do combustível injetado no seio de uma massa de ar comprimida até ultrapassar a temperatura de ignição do combustível usado. O combustível é injetado no interior da câmara de combustão por meio de uma bomba mecânica de alta pressão.

Estes motores têm o ciclo de operação realizado em quatro ou dois tempos. A maioria dos motores de caminhões e ônibus é do ciclo Diesel de quatro tempos.

Os motores de dois tempos no ciclo diesel são raros. Os quatro tempos de operação de um motor Diesel são os seguintes:

 Admissão

Neste tempo, apenas ar é aspirado para o interior do cilindro do motor através da válvula de admissão que se encontra aberta. Durante o tempo de admissão o êmbolo desloca-se dentro do cilindro do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI). O volume varrido entre o PMS e o PMI é chamado cilindrada unitária do motor.

Compressão

Neste tempo o ar é comprimido a uma pressão e temperatura superior ao do ponto de autoignição do combustível a ser usado. Durante este tempo o êmbolo desloca-se do PMI para o PMS e as válvulas de admissão e de escape encontram-se fechadas. Quando o êmbolo aproxima-se do PMS o sistema de injeção mecânica introduz o combustível no seio da massa de ar previamente comprimida.

Explosão

A massa de combustível injetada é misturada à massa de ar reagindo rapidamente e trocando calor até que entra em combustão espontânea. Durante este tempo o êmbolo movimenta-se do PMS para o PMI. Quando o êmbolo aproxima-se do PMI, a válvula de escape abre-se.

Descarga

Neste tempo o êmbolo desloca-se do PMI para o PMS enquanto a válvula de escape encontra-se aberta. Durante o tempo de descarga os gases formados no processo de combustão são varridos do cilindro para o meio ambiente

FUNCIONAMENTO DE MOTOR OTTO

Os quatro tempos de operação de um motor Otto são os seguintes:

Admissão

Tempo de admissão. Neste tempo uma mistura de ar e de combustível é aspirada para o interior do cilindro do motor através da válvula de admissão que se encontra aberta. A mistura ar-combustível começa a ser formada no coletor de admissão pela introdução do combustível na corrente de ar. O combustível é introduzido na corrente de ar pelo sistema de carburação, usado nos motores mais antigos ou pelos sistemas de injeção eletrônica, presentes nos motores mais modernos.Durante o tempo de admissão o êmbolo desloca-se dentro do cilindro do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI). O volume varrido entre o PMS e o PMI é chamado cilindrada unitária do motor.

Compressão

            Tempo de compressão. Neste tempo a mistura ar-combustível é comprimida ocorrendo uma maior integração entre as partículas de combustível e de ar. Durante este tempo o êmbolo desloca-se do PMI para o PMS e as válvulas de admissão e de escape encontram-se fechadas. Quando o êmbolo aproxima-se do PMS o sistema de ignição dispara uma centelha entre os eletrodos de uma vela que se encontra introduzida no seio da mistura.

Explosão

A centelha disparada na vela provoca a ignição da mistura, deflagrando a rápida combustão da mistura previamente comprimida. Durante este tempo o êmbolo movimenta-se do PMS para o PMI. Quando o êmbolo aproxima-se do PMI, neste tempo, a válvula de escape abre-se.

Descarga

Neste tempo o êmbolo desloca-se do PMI para o PMS enquanto a válvula de escape encontra-se aberta. Durante o tempo de descarga os gases formados no processo de combustão são varridos do cilindro para o meio ambiente

DEMONSTRAÇÃO DE MOTOR

 Esse vídeo irá demostrar a criação de um motor:

PRINCIPAIS COMPONENTES

   Os componentes dos motores alternativos, quanto a sua característica de funcionamento se dividem em 3 partes:Componentes fixos, Componentes móveis e Componentes auxiliares. 

Os principais componentes fixos são:

·         Bloco

·         Cilindro

·         Cárter

·         Cabeçote

Os principais componentes móveis são:

·         Pistão

·         Biela

·         Girabrequim (árvore de manivelas)

·         Volante

·         Válvula

·         Eixo do comando de válvulas

Os principais componentes auxiliares são:

·         Velas

·         Coletores de admissão e de escape

·         Alternador

·         Carburador

·         Bicos injetores

·         Filtros de ar, de óleo e de combustível

·         Bombas de água e de combustível

·         Distribuidor