Motores

1. Processosdefuncionamentodosmotoresdecombustão
interna
Objetivos
Conhecereidentificarosprocessosdefuncionamentodosmotores,considerandoostemposeciclos
termodinâmicos.
Motorde2temposmecânicos
Osmotoresdestetipocombinamemdoiscursosdoêmboloasfunçõesdosmotoresdequatrotempos.Assim,háumcurso
motorparacadavoltadovirabrequim.Normalmenteessesmotoresnãotêmválvulas,eliminando
outrosmecanismos,ouseja,todooaparatodocomandodeválvulas.Ocárter,quepossuidimensõesreduzidas,recebea
misturaar+combustíveleoóleodelubrificação.Estedevesercuidadosamentefechado,poisnelesedáaprécompressãoda
mistura,conformemostradonaFigura1.
Figura1:Funcionamentomotor2tempos
Fonte:Mahle,2007
CicloOtto–etanol,gasolinaouGNV
1ºtempo–admissãoecompressão
Oêmbolo,oupistão,dirige-seaoPMS,
fechadas,abrindo-seajaneladeadmissão.Comomovimentodoêmbolo,gera
cártere,assim,pordiferençadepressão,admite
seráutilizadanopróximociclo.Ovirabrequimdámeiavolta(180º)fechandoociclo.
PoucoantesdeatingiroPMS,ocorreacentelha,provocando
pistão.Inicia-se,então,opróximociclo.
Processosdefuncionamentodosmotoresdecombustão
Conhecereidentificarosprocessosdefuncionamentodosmotores,considerandoostemposeciclos
Motorde2temposmecânicos
etipocombinamemdoiscursosdoêmboloasfunçõesdosmotoresdequatrotempos.Assim,háumcurso
.Normalmenteessesmotoresnãotêmválvulas,eliminando
oaparatodocomandodeválvulas.Ocárter,quepossuidimensõesreduzidas,recebea
misturaar+combustíveleoóleodelubrificação.Estedevesercuidadosamentefechado,poisnelesedáaprécompressãoda
1:Funcionamentomotor2tempos–cicloOtto
etanol,gasolinaouGNV
admissãoecompressão
seaoPMS,comprimindoamisturaar+combustível.Asjanelasdeescapeecargasão
seajaneladeadmissão.Comomovimentodoêmbolo,gera-seumapressãobaixadentrodo
rtere,assim,pordiferençadepressão,admite-seumanovamisturaar+combustível+óleolubrificante,que
seráutilizadanopróximociclo.Ovirabrequimdámeiavolta(180º)fechandoociclo.
PoucoantesdeatingiroPMS,ocorreacentelha,provocandoacombustãodamisturaegerandoumaforçasobreo
Processosdefuncionamentodosmotoresdecombustão
Conhecereidentificarosprocessosdefuncionamentodosmotores,considerandoostemposeciclos
etipocombinamemdoiscursosdoêmboloasfunçõesdosmotoresdequatrotempos.Assim,háumcurso
.Normalmenteessesmotoresnãotêmválvulas,eliminando-seousodetuchos,hastese
oaparatodocomandodeválvulas.Ocárter,quepossuidimensõesreduzidas,recebea
misturaar+combustíveleoóleodelubrificação.Estedevesercuidadosamentefechado,poisnelesedáaprécompressãoda
bustível.Asjanelasdeescapeecargasão
seumapressãobaixadentrodo
seumanovamisturaar+combustível+óleolubrificante,que
acombustãodamisturaegerandoumaforçasobreo

2. 2ºtempo–combustãoeescape
Consideradocomcursodetrabalho,iniciandoacombustãonoPMS,pormeiodeumacentelha,oêmboloéforçadoaté
oPMI.Duranteocurso,oêmbolopassanajaneladedescargadandovazãoaosgasesdacombustão.Aomesmo
tempo,oêmboloabreajaneladecarga,permitindoqueumanovamisturaar+combustível+óleolubrificanteentreno
cilindropreparando-oparaonovocicloeforçandoosgasesprovenientesdacombustãoparafora(lavagem).O
virabrequim,nesteprimeirotempo,dámeiavolta(180º).
CicloDiesel–dieseloubiodiesel
Figura2Funcionamentodomotor2tempos–cicloDiesel
Fonte:Mahle,2007
OsmotoresDiesel,dedoistempos,têmfuncionamentosemelhanteaomotordedoistemposagasolinaoua
álcool.Porém,admitemapenasarpuro,geral-menteforçadonointeriordocilindroporumcompressorde
baixapressão(volumétrico).Possuitambém,umsistemadelubrificaçãoforçadaidênticaàdosmotoresde
quatrotempos.

3. Motorde4temposmecânicos
CicloOtto–etanol,gasolinaouGNV
Oprimeirotempo,denominadoadmissão,édefinidopelomovimentodopistãodoPMSparaoPMI.Neste
instante,aválvuladeadmissãoseabre,eamisturadearecombustívelévaporizadaeaspiradaparao
interiordocilindro(Figura3).Ovirabrequimefetuameiavolta(180°).
Figura3:1ºtempo–admissão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Acompressãoocorrequandoaválvuladeadmissãosefecha.ÀmedidaqueopistãosedeslocaparaoPMS,
comprimeamisturadecombustívelear(Figura6.4).Ovirabrequimexecutaoutrameiavolta,completandoa
primeiravoltacompleta(360°).

4. Figura4:2ºtempo–compressão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
OtempodecombustãoocorrepoucoantesdeopistãoatingiroPMS.Osistemadeigniçãotransmite
correnteelétricaavela,fazendosaltarumacentelhaentreoseletrodos,oqueprovocalogoainflamaçãoda
misturaqueseencontrafortementecomprimida.Osgasesemexpansãoresultantesdacombustão,forçamo
pistãodoPMSparaoPMI(Figura6.5).Ovirabrequimefetuaoutrameiavolta(540°).
Figura5:3ºtempo–combustão/expansão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
OtempodecombustãoocorrepoucoantesdeopistãoatingiroPMS.Osistemadeigniçãotransmite
correnteelétricaavela,fazendosaltarumacentelhaentreoseletrodos,oqueprovocalogoainflamaçãoda
turaqueseencontrafortementecomprimida.Osgasesemexpansãoresultantesdacombustão,forçamo
pistãodoPMSparaoPMI(Figura6.5).Ovirabrequimefetuaoutrameiavolta(540°).
combustão/expansão
OtempodecombustãoocorrepoucoantesdeopistãoatingiroPMS.Osistemadeigniçãotransmite
correnteelétricaavela,fazendosaltarumacentelhaentreoseletrodos,oqueprovocalogoainflamaçãoda
turaqueseencontrafortementecomprimida.Osgasesemexpansãoresultantesdacombustão,forçamo
pistãodoPMSparaoPMI(Figura6.5).Ovirabrequimefetuaoutrameiavolta(540°).

5. Oescapeéotempodecorridoapósaqueimadamisturaeaexpansãodosgases.Éomomentoemquea
válvuladeescapeseabre.Osgasesqueimadossãoforçadosparaforadocilindro,quandoopistãose
movimentadoPMIparaoPMS(Figura6.6).Ovirabrequimexecutaoutrameia
voltacompleta(720°).
Figura6:4ºtempo–escape
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Umavezqueopistãorealizaquatrotempos
operaçãoéciclodequatrotempos.
Éimportantesalientarque,nosmotoresdequatrotempos,somentenotempode
energiamecânica;osoutrostrêstempossãopassivos,istoé,absorvemenergia.
Temperaturaepressãonofinaldacompressão
Atemperatura,nofinaldacompressão,éumafunçãodataxadecompressãoedat
(Figura7).
Figura7:Temperaturanofinaldacompressão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Apressão,nofinaldacompressãoéumafunçãodataxadecompressãoe
Oescapeéotempodecorridoapósaqueimadamisturaeaexpansãodosgases.Éomomentoemquea
válvuladeescapeseabre.Osgasesqueimadossãoforçadosparaforadocilindro,quandoopistãose
MS(Figura6.6).Ovirabrequimexecutaoutrameia-volta,completandoasegunda
Umavezqueopistãorealizaquatrotempos–admissão,compressão,combustãoeescape
Éimportantesalientarque,nosmotoresdequatrotempos,somentenotempodecombustão
energiamecânica;osoutrostrêstempossãopassivos,istoé,absorvemenergia.
Temperaturaepressãonofinaldacompressão
Atemperatura,nofinaldacompressão,éumafunçãodataxadecompressãoedat
7:Temperaturanofinaldacompressão
Apressão,nofinaldacompressãoéumafunçãodataxadecompressãoedapressãodeadmissão(Figura
Oescapeéotempodecorridoapósaqueimadamisturaeaexpansãodosgases.Éomomentoemquea
válvuladeescapeseabre.Osgasesqueimadossãoforçadosparaforadocilindro,quandoopistãose
volta,completandoasegunda
eescape–onometécnicodessa
combustãoqueseproduz
Atemperatura,nofinaldacompressão,éumafunçãodataxadecompressãoedatemperaturadeadmissão
dapressãodeadmissão(Figura

6. Figura8:Pressãonofinaldacompressão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
MotoresqueutilizamocicloOttonecessitamdeumsistemadeignição.Essesistemaécomposto
bateriaquealimentaavoltageminduzidapelabobina.Abobinaéumdispositivocapazdeelevaravoltagem
elétricarecebidadabateriaparaalimentarasvelasdeignição.
Asvelassãodispositivosquepromovemasfaíscaseestas,pelasaltastensões
comprimidanocilindro.Asvelasdeignição,também,devemresistiràsmudançasbruscasdetemperaturaepressão,alta
voltagem,vibraçãomecânicaecorrosãoquímicadosgasesdacombustão.
AFigura9mostraoesquemadeligaçãodasvelasdeigniçãocomosistemaelétricodomotor.
Figura9:EsquemaelétricodeligaçãodasvelasdomotorcicloOtto
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
MotoresqueutilizamocicloOttonecessitamdeumsistemadeignição.Essesistemaécomposto
bateriaquealimentaavoltageminduzidapelabobina.Abobinaéumdispositivocapazdeelevaravoltagem
elétricarecebidadabateriaparaalimentarasvelasdeignição.
Asvelassãodispositivosquepromovemasfaíscaseestas,pelasaltastensõesaquesãosubmetidas,inflamamamistura
comprimidanocilindro.Asvelasdeignição,também,devemresistiràsmudançasbruscasdetemperaturaepressão,alta
voltagem,vibraçãomecânicaecorrosãoquímicadosgasesdacombustão.
squemadeligaçãodasvelasdeigniçãocomosistemaelétricodomotor.
9:EsquemaelétricodeligaçãodasvelasdomotorcicloOtto
MotoresqueutilizamocicloOttonecessitamdeumsistemadeignição.Essesistemaécompostopela
bateriaquealimentaavoltageminduzidapelabobina.Abobinaéumdispositivocapazdeelevaravoltagem
aquesãosubmetidas,inflamamamistura
comprimidanocilindro.Asvelasdeignição,também,devemresistiràsmudançasbruscasdetemperaturaepressão,alta
squemadeligaçãodasvelasdeigniçãocomosistemaelétricodomotor.

7. CicloDiesel–dieseloubiodiesel
RudolfDiesel,em1897,utilizandoumjámelhoradomonocilíndrico(com
específicode247gdecombustívelporcavaloeporhora),desenvolveu
26,2%(osmotoresagasolinarendiam20%eosavapor10%).
OmotorDieseldesenvolvido,trabalhandoaquatrotempos,possui,
motor4temposagasolina:
a)Omotoraspiraecomprimeapenasar.
b)Umsistemadeinjeçãodosa,distribuieatomizaocombustívelemdireçãodoscilindros.Ocombustívelseinflamaao
entraremcontatocomoarforte-menteaquecidopelacompressão,promovendoaltastaxasdecompressão.
Admissão–nessetempo,oêmbolosemovimentadoPMSatéoPMI.Com
aspiraçãosomentedearnointeriordocilindro(Figura6.10a).Diferencia
misturaar-combustível.Aárvoredemanivelasgirade0ºa180º.
Compressão–comasduasválvulasfechadas,oêmbolosedeslocadoPMI
compressãodoar(Figura6.10b)(diferencia
tempo,aárvoredemanivelasgiramais180º,de180ºa360º,completando1volta.
Figura10:TemposdomotordecicloDiesel
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
dieseloubiodiesel
RudolfDiesel,em1897,utilizandoumjámelhoradomonocilíndrico(comdiâmetrode250mm,cursode400mmeconsumo
específicode247gdecombustívelporcavaloeporhora),desenvolveummotorde20hpa172rpmerendimentotérmicode
26,2%(osmotoresagasolinarendiam20%eosavapor10%).
OmotorDieseldesenvolvido,trabalhandoaquatrotempos,possui,basicamente,duasgrandesdiferençasdeum
raspiraecomprimeapenasar.
Umsistemadeinjeçãodosa,distribuieatomizaocombustívelemdireçãodoscilindros.Ocombustívelseinflamaao
menteaquecidopelacompressão,promovendoaltastaxasdecompressão.
nessetempo,oêmbolosemovimentadoPMSatéoPMI.Comaválvuladeadmissãoaberta,ocorrea
aspiraçãosomentedearnointeriordocilindro(Figura6.10a).Diferencia-sedocicloOttonoqualocorreaaspiraçãoda
edemanivelasgirade0ºa180º.
comasduasválvulasfechadas,oêmbolosedeslocadoPMIatéoPMS,ocorrendo,então,a
compressãodoar(Figura6.10b)(diferencia-sedocicloOttopelasaltaspressõesdecompressãoatingidas).Nesse
,aárvoredemanivelasgiramais180º,de180ºa360º,completando1volta.
10:TemposdomotordecicloDiesel–(a)admissãoe(b)compressão
de250mm,cursode400mmeconsumo
mmotorde20hpa172rpmerendimentotérmicode
,duasgrandesdiferençasdeum
Umsistemadeinjeçãodosa,distribuieatomizaocombustívelemdireçãodoscilindros.Ocombustívelseinflamaao
menteaquecidopelacompressão,promovendoaltastaxasdecompressão.
aválvuladeadmissãoaberta,ocorrea
sedocicloOttonoqualocorreaaspiraçãoda
atéoPMS,ocorrendo,então,a
sedocicloOttopelasaltaspressõesdecompressãoatingidas).Nesse

8. Explosão/expansão–quandooêmboloestáemsuaposiçãomáxima(PMS),
umcertovolumedecombustívelnointeriord
temperaturade500a700ºCeaaltapressão,odiesel,injetadonessascondições,fazcomqueocorraaautoignição,
impulsionandooêmboloaPMI,fazendocomqueabielatransmitaaforçaàárvoredemanivelaquegirade3
Nessetempo,ocorrearealizaçãodetrabalhomecânico.
Escape–nessetempo,comaválvuladeescapeaberta,osgasesqueimados
movimentodoêmbolodoPMIaoPMS(Figura
Figura11:TemposdeummotordecicloDiesel
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
quandooêmboloestáemsuaposiçãomáxima(PMS),obicoinjetorpulveriza,finaefortemente,
umcertovolumedecombustívelnointeriordacâmaradecombustão(Figura11a).Nessemomento,oarestáauma
temperaturade500a700ºCeaaltapressão,odiesel,injetadonessascondições,fazcomqueocorraaautoignição,
impulsionandooêmboloaPMI,fazendocomqueabielatransmitaaforçaàárvoredemanivelaquegirade3
Nessetempo,ocorrearealizaçãodetrabalhomecânico.
nessetempo,comaválvuladeescapeaberta,osgasesqueimadossãoexpelidosparaforadocilindropelo
PMS(Figura11b),pelogirode540ºa720º,encerrando-seassim,ociclo.
11:TemposdeummotordecicloDiesel–(a)explosão/expansãoe(b)escape
obicoinjetorpulveriza,finaefortemente,
).Nessemomento,oarestáauma
temperaturade500a700ºCeaaltapressão,odiesel,injetadonessascondições,fazcomqueocorraaautoignição,
impulsionandooêmboloaPMI,fazendocomqueabielatransmitaaforçaàárvoredemanivelaquegirade360ºa540º.
sãoexpelidosparaforadocilindropelo
seassim,ociclo.

9. Figura12:GráficodepressõesemummotorcicloDieseldedoistemposcomválvuladeadmissãonocabeçoteefendasde
exaustãoporfluxocontínuo
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Onde:SO–fendasdeexaustãoabertas
SS–fendasfechadas
AO→SO–expansãodosgasesdecombustão
AS→SS–cargaposterior(àsvezesaltapressão)
EB–iníciodainjeção
EE–fimdainjeção
Valoresmédiosparaospontosdedistribuição:
AO=70ºCantesdoPMI
AS=30ºCdepoisdoPMI
SO=40ºCantesdoPMI
SS=40ºCdepoisdoPMI
2:GráficodepressõesemummotorcicloDieseldedoistemposcomválvuladeadmissãonocabeçoteefendasde
austãoabertas
expansãodosgasesdecombustão
cargaposterior(àsvezesaltapressão)
Valoresmédiosparaospontosdedistribuição:
2:GráficodepressõesemummotorcicloDieseldedoistemposcomválvuladeadmissãonocabeçoteefendasde

10. Ciclomisto
NocicloOtto,oprocessodecombustãoocorreavolumeconstante,enquantonocicloDiesel,oprocessoocorrea
pressãoconstante.Noentanto,naprática,essesdoisciclosnãorepresentamociclodefuncionamentoreal
NocicloOtto,acombustãoavolumeconstantepressupõeumacombustãoinstantânea.
Ociclomisto,representadopelaFigura
descreveaoperaçãodosmotoresDieseldealtarotação.Nessecicloacombustãoocorreemduasfases:
compartedocalorsendofornecidaavolumeconstanteeorestantesendofornecidoàpressãoconstante.
Figura13:Diagramasdociclomisto
Fonte:Reisetal.,2005
Aexpressão(Equação6.1)paraorendimentotérmicodocicloé:
Onde:r=V1/V2a=V3/V2’b=P2’/P2k=
Orendimentotérmicodociclomistoéumvalorintermediárioentreorendi
docicloOtto.
AEquação6.1éamaisgeral.Nocaso,seovalordeb=1,aEquação6.1correspondeaovalordo
rendimentoparaumcicloDiesel;sea=1,aEquação6.1correspondeaovalordorendimentoparaumciclo
Otto.
NocicloOtto,oprocessodecombustãoocorreavolumeconstante,enquantonocicloDiesel,oprocessoocorrea
pressãoconstante.Noentanto,naprática,essesdoisciclosnãorepresentamociclodefuncionamentoreal
NocicloOtto,acombustãoavolumeconstantepressupõeumacombustãoinstantânea.
sto,representadopelaFigura13,éumcompromissoentreambososciclos.Éoquemelhor
descreveaoperaçãodosmotoresDieseldealtarotação.Nessecicloacombustãoocorreemduasfases:
compartedocalorsendofornecidaavolumeconstanteeorestantesendofornecidoàpressãoconstante.
Aexpressão(Equação6.1)paraorendimentotérmicodocicloé:
Onde:r=V1/V2a=V3/V2’b=P2’/P2k=γ=cp/cv
Orendimentotérmicodociclomistoéumvalorintermediárioentreorendi-mentotérmicodocicloDieseleo
AEquação6.1éamaisgeral.Nocaso,seovalordeb=1,aEquação6.1correspondeaovalordo
loDiesel;sea=1,aEquação6.1correspondeaovalordorendimentoparaumciclo
NocicloOtto,oprocessodecombustãoocorreavolumeconstante,enquantonocicloDiesel,oprocessoocorrea
pressãoconstante.Noentanto,naprática,essesdoisciclosnãorepresentamociclodefuncionamentorealdomotor.
NocicloOtto,acombustãoavolumeconstantepressupõeumacombustãoinstantânea.
omissoentreambososciclos.Éoquemelhor
descreveaoperaçãodosmotoresDieseldealtarotação.Nessecicloacombustãoocorreemduasfases:
compartedocalorsendofornecidaavolumeconstanteeorestantesendofornecidoàpressãoconstante.
mentotérmicodocicloDieseleo
AEquação6.1éamaisgeral.Nocaso,seovalordeb=1,aEquação6.1correspondeaovalordo
loDiesel;sea=1,aEquação6.1correspondeaovalordorendimentoparaumciclo

11. Osdiagramasmostrambemqueessesdoisciclosseassemelhamnoplanoprático.Nareali
nãoécompletamentedepressãovariáveledevolumeconstante,masseaproximadociclomisto,porquea“explosão”
dosgaseséapenasumacombustãorápida,masnãoinstantânea.
Quadro6.1:ComparaçãoentreosmotoresdecicloOtt
CicloOtto
AdmissãodecombustívelCarburação/injeção
AlteraçãodarotaçãoMisturaar/combustível
IgniçãoFonteexterna
Taxadecompressão
6a9gasolina
9a14álcool
TipodecombustívelLeves
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Resumo
Nestaaula,verificou-seosprocessosdefuncionamentodosmotores
Otto,queutilizacomocombustíveletanol,gasolinaouGNVe,
biodiesel.Estespodemserde2ou4temposmecânicos.Ostempospodemserclassificadoscomoadmissão,
compressão,combustãoeescapamento,completandoociclodefuncionamento.
Atividadesdeaprendiza
1.Diferencieummotorde2temposdeumde4temposparacicloOtto.
2.ComoocorreoprocessodeigniçãonosmotoresdecicloDiesel?
3.ComoocorreoprocessodeigniçãonosmotoresdecicloOtto?
4.QualéafunçãodocarburadornosmotoresdecicloOtto?
5.PorqueosmotoresdocicloDieselnãopodemoperarsomentecometanol?
Osdiagramasmostrambemqueessesdoisciclosseassemelhamnoplanoprático.Nareali
nãoécompletamentedepressãovariáveledevolumeconstante,masseaproximadociclomisto,porquea“explosão”
dosgaseséapenasumacombustãorápida,masnãoinstantânea.
Quadro6.1:ComparaçãoentreosmotoresdecicloOttoecicloDiesel
CicloOttoCicloDiesel
Carburação/injeçãoInjeção
Misturaar/combustívelCombustível
Autoignição
14a22
Pesados
seosprocessosdefuncionamentodosmotoresconsiderandoosciclostermodinâmicos:ciclo
Otto,queutilizacomocombustíveletanol,gasolinaouGNVe,cicloDiesel,quetemcomocombustívelodieselou
biodiesel.Estespodemserde2ou4temposmecânicos.Ostempospodemserclassificadoscomoadmissão,
compressão,combustãoeescapamento,completandoociclodefuncionamento.
Atividadesdeaprendizagem
Diferencieummotorde2temposdeumde4temposparacicloOtto.
ComoocorreoprocessodeigniçãonosmotoresdecicloDiesel?
ComoocorreoprocessodeigniçãonosmotoresdecicloOtto?
QualéafunçãodocarburadornosmotoresdecicloOtto?
PorqueosmotoresdocicloDieselnãopodemoperarsomentecometanol?
Osdiagramasmostrambemqueessesdoisciclosseassemelhamnoplanoprático.Narealidade,omotoragasolina
nãoécompletamentedepressãovariáveledevolumeconstante,masseaproximadociclomisto,porquea“explosão”
osciclostermodinâmicos:ciclo
cicloDiesel,quetemcomocombustívelodieselou
biodiesel.Estespodemserde2ou4temposmecânicos.Ostempospodemserclassificadoscomoadmissão,

12. Característicastécnicasdedesempenho
Objetivos
Familiarizar-secomnoçõeseconceitospreliminaresdasgrandezasfísicasqueexplicamo
comportamentomecânicoesuasunidadesdemedidas.
Determinarasprincipaiscaracterísticastécnicasdedesempenhodosmotores.
Relacionarascaracterísticastécnicascomoprocessodetransformaçãodeenergiaqueocorrenos
motoresdecombustão.
Noçõespreliminaresdemecânica
Odesempenhodosmotoresestárelacionadoaoprocessodetransformaçãodeenergiadoscombustíveisemenergia
mecânicaeàsespecificaçõestécnicasdeprojetosinerentesacadamodelodemotor,osquaispossuemparâmetros
específicoscomo:potência,torque,consumodecombustívelerendimento.
Ascaracterísticasquemelhordefinemodesempenhodosmotoresdecom-bustãopodemserentendidaspelas
grandezasfísicasqueestãodiretamenteligadasaosparâmetrosmecânicos,bemcomooferramentaldisponívelpara
avaliarmedidaseconferirpadrõestécnicosespecíficosdecadasistemaquecompõeosmotores.Assim,destacamosas
seguintesgrandezasfísicas:
Força
Qualqueragentecapazdealteraroestadoderepousooudemovimentodeumcorpo.Paraumcorpodemassa
constante,aforçaresultantesobreelepossuimóduloigualaoprodutoentremassaeaceleração.Unidade:newton(N).

13. Massa
Éamedidadaquantidadedematériacontidaemumasubstância.Nãovariacomatemperatura,pressãooulocalização
noespaço.Unidade:grama(g).
Peso
Éumamedidadaforçagravitacionalqueatuasobreumasubstância.Unidade:newton(N).
Trabalho
Éoresultadodaaçãodeumaforçaatuantesobreumcorpoemum
medidadaenergiatransferidapelaaplicaçãodeumaforçaaolongodeumdeslocamento.Unidade:joule(J).
RepresentadoporWork(w).
Potência
Éagrandezaquedeterminaaquantidadedeenergiaoutrabalhoconcedidaporumafonteacadaunidadedetempo.
Unidade:watt(W).Podesercalculadapelavariaçãodeenergiadosistemaemdeterminadointervalodetempo.
Éaquantidadedetrabalhorealizadaporunidadedetempo.
Potênciadeummotor
Éaquantidadedeenergiafornecidapelomotoracadaun
Onde:Pot–potênciademovimentoF
v–velocidadededeslocamento
Éamedidadaquantidadedematériacontidaemumasubstância.Nãovariacomatemperatura,pressãooulocalização
Éumamedidadaforçagravitacionalqueatuasobreumasubstância.Unidade:newton(N).
Éoresultadodaaçãodeumaforçaatuantesobreumcorpoemumdeterminado
iatransferidapelaaplicaçãodeumaforçaaolongodeumdeslocamento.Unidade:joule(J).
agrandezaquedeterminaaquantidadedeenergiaoutrabalhoconcedidaporumafonteacadaunidadedetempo.
pelavariaçãodeenergiadosistemaemdeterminadointervalodetempo.
aquantidadedetrabalhorealizadaporunidadedetempo.
Éaquantidadedeenergiafornecidapelomotoracadaunidadedetempo.
potênciademovimentoF–força
velocidadededeslocamento
Éamedidadaquantidadedematériacontidaemumasubstância.Nãovariacomatemperatura,pressãooulocalização
Éumamedidadaforçagravitacionalqueatuasobreumasubstância.Unidade:newton(N).
determinadodeslocamento.Éuma
iatransferidapelaaplicaçãodeumaforçaaolongodeumdeslocamento.Unidade:joule(J).
agrandezaquedeterminaaquantidadedeenergiaoutrabalhoconcedidaporumafonteacadaunidadedetempo.
pelavariaçãodeenergiadosistemaemdeterminadointervalodetempo.

14. Onde:Pot–potênciademovimentoT
w–velocidadeangular
Torque
Éumaquantidadefísicavetorial.Éumamedidadaforçaqueageemumobjetofazendocomqueelemesmo
gire.
•Oobjetogirasobreumpontocentral(pontopivô).
•Adistânciadopontopivôaopontoondeatuaumaforça“F”é
“r”,assimdefinidopelarelação:
Figura7.1:Esquemarepresentativodotorque
Fonte:CTISM,adaptadodeMercedesBenzdoBrasil,2006
potênciademovimentoT–torque
Éumaquantidadefísicavetorial.Éumamedidadaforçaqueageemumobjetofazendocomqueelemesmo
Oobjetogirasobreumpontocentral(pontopivô).
Adistânciadopontopivôaopontoondeatuaumaforça“F”édenominadobraçodomovimentoedenotadapor
Figura7.1:Esquemarepresentativodotorque
Fonte:CTISM,adaptadodeMercedesBenzdoBrasil,2006
Éumaquantidadefísicavetorial.Éumamedidadaforçaqueageemumobjetofazendocomqueelemesmo
domovimentoedenotadapor

15. NoQuadro1,sãoapresentadasasnovasunidadesdemedidas,segundooSistema
InternacionaldeUnidades.Nodecorrerdostempos,foramimplanta
medidas,cadavezmaisdifíceisdeserementendidos,porissoforamcr
Quadro7.1:UnidadesdemedidaspeloSistemaInternacional
Nomenclatura
Denominação
Potênciawatt
Momentodeforçanewtonmetro
Massaquilograma
Forçanewton
Pressãobar
Distânciametro
Intensidadedecorrenteampère
Tensãovolt
Fonte:AdaptadodeUFMG–DEMEC,2000
Outrosaspectoscorrespondentesaumaanálisetécnicaconjuntadizemres
característicasdimensionaisqueosmotoresapresentam.
Cilindrada
Éovolumetotaldeslocadopelopistãoemseucursoentreopontomortoinferior(PMI)eo
pontomortosuperior(PMS),multiplicadopelonúmerodecilindrosdomotor.Éindicadaem
centímetroscúbicos(cm
1,sãoapresentadasasnovasunidadesdemedidas,segundooSistema
InternacionaldeUnidades.Nodecorrerdostempos,foramimplanta-dosdiversossistemasde
medidas,cadavezmaisdifíceisdeserementendidos,porissoforamcr
Quadro7.1:UnidadesdemedidaspeloSistemaInternacional
UnidadeNovaUnidadeAntiga
DenominaçãoAbreviaturaDenominaçãoAbreviatura
Wcavalovaporcv
newtonmetroNmmetroquilogramaforçamkgf
kg--
Nquilopoundkp
barquilogramaforça/cm²kgf/cm²
m--
A--
V--
DEMEC,2000
toscorrespondentesaumaanálisetécnicaconjuntadizemres
característicasdimensionaisqueosmotoresapresentam.
Éovolumetotaldeslocadopelopistãoemseucursoentreopontomortoinferior(PMI)eo
(PMS),multiplicadopelonúmerodecilindrosdomotor.Éindicadaem
centímetroscúbicos(cm
3
)oulitrosetemaseguintefórmula(Equação7.9):
1,sãoapresentadasasnovasunidadesdemedidas,segundooSistema
dosdiversossistemasde
medidas,cadavezmaisdifíceisdeserementendidos,porissoforamcriadasnovasunidades.
toscorrespondentesaumaanálisetécnicaconjuntadizemres-peitoàs
Éovolumetotaldeslocadopelopistãoemseucursoentreopontomortoinferior(PMI)eo
(PMS),multiplicadopelonúmerodecilindrosdomotor.Éindicadaem
)oulitrosetemaseguintefórmula(Equação7.9):

16. Esquemarepresentativodacilindradanomotor
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
CaracterísticastécnicasparaummotordecombustãocicloOtto,apartirdaanálisedocatálogodofabricante,
têm-seosseguintesdados:
•MotordianteirolongitudinalM.P.F.I.(
•Númerodecilindros:04.
•Diâmetrodocilindro:86,0mm.
•Cursodopistão:86,0mm.
•Taxadecompressão:9,2:1.
Assim:
Osdadosobservados,referentesàscaracterísticastécnicasdomotor,
possibilitaramdefiniracilindradadessemotorcomo2000cm
motorização2.0(doispontozero).
Esquemarepresentativodacilindradanomotor
CaracterísticastécnicasparaummotordecombustãocicloOtto,apartirdaanálisedocatálogodofabricante,
rolongitudinalM.P.F.I.(MultiPointFuelInjection).
Osdadosobservados,referentesàscaracterísticastécnicasdomotor,emestu-dosaplicadosàEquação7.8,
possibilitaramdefiniracilindradadessemotorcomo2000cm
3
,2,0litrosoupopularmentecomoéconhecido,
CaracterísticastécnicasparaummotordecombustãocicloOtto,apartirdaanálisedocatálogodofabricante,
dosaplicadosàEquação7.8,
,2,0litrosoupopularmentecomoéconhecido,

17. Câmaradecompressãooudecombustão
Éoespaçolivrequeficaacimadopistão,quandoesteseencontranopontomortosuperior(PMS).Nesseespaço,
amisturaar/combustíveldomotoragasolina,queentroupelaválvuladeadmissão,serácomprimi
faíscaemitidapelaveladeigniçãoexplodiráparaqueaexpansãodosgasesmovimenteopistãoedê
aofuncionamentodomotor.
NosmotoresdecicloDiesel,noespaçodacâmaradecompressãoéconfinadooardeadmissãoqueentroup
deadmissão,atingindoaltapressãoetemperatura,aopontodereceberapulverizaçãodecombustívelprovenientedo
bicoinjetorpararealizaradetonaçãoea
Dependendodograudemodernidadedomotor,acâmarapodeest
pistões–estamaiscomumenteencontrada.Basicamente,ovolumedacâmaradecombustãodefineataxa
decompressãodomotor.Quantomenorforseuvolume,maiorseráessarelaçãoe,
melhororendimentodomotor.Todososcomponentesqueatuamemsuaformaçãoouaoseuredor
influenciamdiretamenteemsuaeficiênciacomoaposiçãodasválvulaseodesenhodosdutosdeadmissão,
porexemplo.
Câmaradecombustão–cabeçadopistão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Câmaradecompressãooudecombustão
Éoespaçolivrequeficaacimadopistão,quandoesteseencontranopontomortosuperior(PMS).Nesseespaço,
amisturaar/combustíveldomotoragasolina,queentroupelaválvuladeadmissão,serácomprimi
faíscaemitidapelaveladeigniçãoexplodiráparaqueaexpansãodosgasesmovimenteopistãoedê
NosmotoresdecicloDiesel,noespaçodacâmaradecompressãoéconfinadooardeadmissãoqueentroup
deadmissão,atingindoaltapressãoetemperatura,aopontodereceberapulverizaçãodecombustívelprovenientedo
bicoinjetorpararealizaradetonaçãoeaconseqüentecombustão.
Dependendodograudemodernidadedomotor,acâmarapodeestarinseridanocabeçoteounacabeçados
estamaiscomumenteencontrada.Basicamente,ovolumedacâmaradecombustãodefineataxa
decompressãodomotor.Quantomenorforseuvolume,maiorseráessarelaçãoe,
entodomotor.Todososcomponentesqueatuamemsuaformaçãoouaoseuredor
influenciamdiretamenteemsuaeficiênciacomoaposiçãodasválvulaseodesenhodosdutosdeadmissão,
cabeçadopistão
Éoespaçolivrequeficaacimadopistão,quandoesteseencontranopontomortosuperior(PMS).Nesseespaço,
amisturaar/combustíveldomotoragasolina,queentroupelaválvuladeadmissão,serácomprimidae,após,a
faíscaemitidapelaveladeigniçãoexplodiráparaqueaexpansãodosgasesmovimenteopistãoedêseqüência
NosmotoresdecicloDiesel,noespaçodacâmaradecompressãoéconfinadooardeadmissãoqueentroupelaválvula
deadmissão,atingindoaltapressãoetemperatura,aopontodereceberapulverizaçãodecombustívelprovenientedo
arinseridanocabeçoteounacabeçados
estamaiscomumenteencontrada.Basicamente,ovolumedacâmaradecombustãodefineataxa
decompressãodomotor.Quantomenorforseuvolume,maiorseráessarelaçãoe,conseqüentemente,
entodomotor.Todososcomponentesqueatuamemsuaformaçãoouaoseuredor
influenciamdiretamenteemsuaeficiênciacomoaposiçãodasválvulaseodesenhodosdutosdeadmissão,

18. Relaçãooutaxadecompressão
Éumarelaçãomatemáticaqueindicaquantasvezesamisturaar/combustível,ousimpl
(nocasodosmotoresdecicloDiesel)paradentrodoscilindrospelopistãoecomprimida,dentrodacâmarade
combustão,antesqueseinicieoprocessodequeima.
Assim,ummotoragasolina,quetenhaespecificadaumataxadecom
queovolumeaspiradoparadentrodocilindrofoicomprimidooitovezesantesqueacentelhadavelade
igniçãoiniciasseacombustão,Figura7.4.
Esquemademonstrativodataxadecompr
Fonte:CTISM,adaptadodeMercedesBenzdoBrasil,2006
Dopontodevistatermodinâmico,ataxadecompressãoédiretamenteresponsávelpelorendimentotérmicodomotor.
Assim,quantomaiorataxadecompressão,melhorseráoaproveitamentoenergé
combustívelconsumido.PoressemotivoéqueosmotoresDieselconsomemmenosqueumsimilaragasolina,
funcionandocomtaxasdecompressãoaltíssimas(17:1nos
mesmapotência,consumindomenoscombustível.
Relaçãooutaxadecompressão
Éumarelaçãomatemáticaqueindicaquantasvezesamisturaar/combustível,ousimpl
(nocasodosmotoresdecicloDiesel)paradentrodoscilindrospelopistãoecomprimida,dentrodacâmarade
,antesqueseinicieoprocessodequeima.
Assim,ummotoragasolina,quetenhaespecificadaumataxadecompressãode8:1,porexemplo,indica
queovolumeaspiradoparadentrodocilindrofoicomprimidooitovezesantesqueacentelhadavelade
igniçãoiniciasseacombustão,Figura7.4.
Esquemademonstrativodataxadecompressão
Fonte:CTISM,adaptadodeMercedesBenzdoBrasil,2006
Dopontodevistatermodinâmico,ataxadecompressãoédiretamenteresponsávelpelorendimentotérmicodomotor.
Assim,quantomaiorataxadecompressão,melhorseráoaproveitamentoenergéticoqueomotorestaráfazendodo
combustívelconsumido.PoressemotivoéqueosmotoresDieselconsomemmenosqueumsimilaragasolina,
funcionandocomtaxasdecompressãoaltíssimas(17:1nosturbodieseleaté22:1nosdieselaspirados),egerama
a,consumindomenoscombustível.
Éumarelaçãomatemáticaqueindicaquantasvezesamisturaar/combustível,ousimplesmenteoar,éaspirada
(nocasodosmotoresdecicloDiesel)paradentrodoscilindrospelopistãoecomprimida,dentrodacâmarade
pressãode8:1,porexemplo,indica
queovolumeaspiradoparadentrodocilindrofoicomprimidooitovezesantesqueacentelhadavelade
Dopontodevistatermodinâmico,ataxadecompressãoédiretamenteresponsávelpelorendimentotérmicodomotor.
ticoqueomotorestaráfazendodo
combustívelconsumido.PoressemotivoéqueosmotoresDieselconsomemmenosqueumsimilaragasolina,
eaté22:1nosdieselaspirados),egerama

19. Relaçãodevolumesparataxadecompressão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Háalgumaslimitaçõesfísicasetécnicasparaasimplesampliaçãodessataxa.Primeiramente,ocorrea
dificuldadedeobtençãodecâmarasdecombustãominúsculas.Jáparaaslimitaçõestécnicas,asrestriçõessão
quantoàspro-priedadesdocombustível.Algunstipostolerammaisastaxasdecompressãoantesdese
autoinflamarem(númerodecetanosouoctanagem).
Ataxadecompressão(TC)correspondeàrelação:
Onde:V–cilindradadomotor
v–volumedacâmaradecombustão
Comoexemplo,tomamosascaracterísticastécnicasparaummotorcicloOtto,obtidaspelaanálisedosdadosdocatálogo,
observam-seasseguintesinformações:
•MotortransversalgasolinaM.P.F.I.(
•Cilindrada:1.6litros/1600cm
•Númerodecilindros:04.
•Diâmetrodocilindro:79,0mm.
Relaçãodevolumesparataxadecompressão
Fonte:MercedesBenzdoBrasil,2006
Háalgumaslimitaçõesfísicasetécnicasparaasimplesampliaçãodessataxa.Primeiramente,ocorrea
deobtençãodecâmarasdecombustãominúsculas.Jáparaaslimitaçõestécnicas,asrestriçõessão
priedadesdocombustível.Algunstipostolerammaisastaxasdecompressãoantesdese
autoinflamarem(númerodecetanosouoctanagem).
decompressão(TC)correspondeàrelação:
cilindradadomotor
volumedacâmaradecombustão
Comoexemplo,tomamosascaracterísticastécnicasparaummotorcicloOtto,obtidaspelaanálisedosdadosdocatálogo,
intesinformações:
MotortransversalgasolinaM.P.F.I.(MultiPointFuelInjection).
Cilindrada:1.6litros/1600cm
3
.
Númerodecilindros:04.
Diâmetrodocilindro:79,0mm.
Háalgumaslimitaçõesfísicasetécnicasparaasimplesampliaçãodessataxa.Primeiramente,ocorrea
deobtençãodecâmarasdecombustãominúsculas.Jáparaaslimitaçõestécnicas,asrestriçõessão
priedadesdocombustível.Algunstipostolerammaisastaxasdecompressãoantesdese
Comoexemplo,tomamosascaracterísticastécnicasparaummotorcicloOtto,obtidaspelaanálisedosdadosdocatálogo,

20. • Curso do pistão: 81,5 mm.
• Taxa de compressão: 9,4:1.
Como a taxa de compressão já é dada, pode
Volume da câmara de combustão:
Pode-se, então, calcular a altura deixada no ci
Podemos concluir que a taxa de compressão é uma propriedade inerente ao motor (bloco, cabeçote,
pistões) e não ao combustível utilizado. Não se altera a taxa de compressão de um motor apenas
modificando o tipo de combustível consumido.
Assim, para uma altura (h) do cilindro que compõe o volume da câmara de combustão, que tenha sido
rebaixada de 0,6 mm, qual será a nova taxa de compressão deste motor?
Assim, com a diminuição de 0,6 mm, a taxa de compress
10,0:1.
Como a taxa de compressão já é dada, pode-se calcular então o volume da câmara de combustão v.
se, então, calcular a altura deixada no cilindro para a abertura das válvulas:
Podemos concluir que a taxa de compressão é uma propriedade inerente ao motor (bloco, cabeçote,
pistões) e não ao combustível utilizado. Não se altera a taxa de compressão de um motor apenas
tipo de combustível consumido.
Assim, para uma altura (h) do cilindro que compõe o volume da câmara de combustão, que tenha sido
rebaixada de 0,6 mm, qual será a nova taxa de compressão deste motor?
mm, a taxa de compressão aumentará de 9,4:1 para aproximadamente
se calcular então o volume da câmara de combustão v.
Podemos concluir que a taxa de compressão é uma propriedade inerente ao motor (bloco, cabeçote,
pistões) e não ao combustível utilizado. Não se altera a taxa de compressão de um motor apenas
Assim, para uma altura (h) do cilindro que compõe o volume da câmara de combustão, que tenha sido
ão aumentará de 9,4:1 para aproximadamente