O documento descreve os principais componentes e sistemas de um motor a combustão interna. Resume que um motor é constituído por sistemas de arrefecimento, lubrificação, alimentação, conjunto móvel e elétrico. Detalha as principais peças como bloco, cabeçote e cárter, além de definir termos como ciclo, curso, volume do cilindro e taxa de compressão.

1. OPERAÇÕES E PROCESSOS MECÂNICOS Prof. MSc. Leandro Barradas Pereira Engenheiro Agrônomo MOTORES Etec “Sebastiana Augusta de Moraes” – 028 - Andradina Março 2011

2. INTRODUÇÃO MOTOR  conjunto de mecanismo que transforma energia calorífica ou térmica contida no combustível em energia mecânica, utilizada sob a forma de trabalho. Os primitivos tratores possuíam motor a vapor -muitos pesados -constante fornecimento de água e combustível -eram mais utilizados como motores estacionários -pouco usados para trabalhos de tração e implementos

3. INTRODUÇÃO

4. INTRODUÇÃO Descoberta e construção de motores de combustão interna -usados nos tratores -tratores grandes e muito pesados Aperfeiçoamento das indústrias de metais -evolução na construção dos motores -motores leves, de alto rendimento -construção devidamente projetada

5. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de arrefecimento  encarregado de manter a temperatura normal de funcionamento do motor -a combustão da mistura explosiva em seu interior e atrito das peças produzem temperaturas elevadas que esse sistema deve controlar

6. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de arrefecimento - sistema de arrefecimento a água  bomba d’água, radiador, ventilador e condutos de água e termostato - sistema de arrefecimento a ar  alhetas de refrigeração, condutos de ar, turbina e termostato

7. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de arrefecimento

8. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de lubrificação  reduz o atrito entre as peças em movimento no motor, mediante uma película de óleo lubrificante entre elas, ajudando o sistema de arrefecimento a manter a temperatura normal de funcionamento do motor sistema de alimentação  fornece o combustível ao motor, de acordo com as necessidades de seu consumo

9. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -motor a explosão combustível  tanque reservatório  carburador (filtro de ar) carburador: misturar combustível com o ar na proporção adequada para formar a mistura que será admitida (succionada) e se inflamará no interior do cilindro

10. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -motor a explosão

11. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -motor a explosão -tanque no mesmo nível ou abaixo do carburador  alimentação por meio da bomba de gasolina -tanque reservatório acima do motor  alimentação para o carburador se dá por gravidade

12. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO 1. tanque de combustível 2. bomba de gasolina 3. filtro de gasolina 4. carburador 5. filtro de ar 6. tubulações e tubos flexíveis

13. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -sistema diesel tanque reservatório  copo de se d imentação  filtro de combustível  bomba de alimentação  bomba de transferência ou injetora  bico injetor

14. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -sistema diesel 1. tanque de combustível 13. filtro de combustível 14. bomba injetora 16. Bicos injetores 16 14 1 13

15. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de alimentação -sistema diesel

16. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de conjunto móvel  constituído pelos elementos que transformam o movimento retilíneo alternado em do pistão em movimento circular no virabrequim

17. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema de conjunto móvel

18. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: Sistema elétrico  constituído pelo sistema de partida, permitindo por o motor em funcionamento

19. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema elétrico - sistema de ignição  fornece centelha elétrica para as velas de ignição, ocorrendo a combustão da mistura ar-combustível - sistema de carga  mantém a bateria constantemente com carga para alimentar os diferentes sistemas e elementos

20. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: sistema elétrico

21. INTRODUÇÃO O motor está constituído pelos seguintes sistemas: -sistema de transmissão  conduzir a força do motor às partes movidas ou pontos de utilização -sistema de direção e locomoção -sistema de armação  serve de sustentação e ligação das várias partes

22. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO, CABEÇOTE E CÁRTER

23. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO

24. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -orifícios denominados cilindros, que são tubos abertos nas duas extremidades -no interior dos cilindros deslizam os pistões, também denominados êmbolos -um bloco pode ter 1 cilindro (monocilíndrico), 2, 3, 4, 6 ou mais cilindros (policilíndricos)

25. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO

26. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -a posição do cilindro pode ser: -horizontal (deitada) -vertical (em pé ou em linha) -em “V” (inclinada) -radiais (dispostos em torno de um cárter circular)

27. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO

28. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -pistão – um para cada cilindro – é fechado na parte superior e aberto na parte inferior -na parte lateral externa do pistão estão os anéis de segmento ou molas de segmento -há 2 tipos de anéis de segmento: - anéis de compressão  impede a passagem dos gases de compressão e os queimados para o cárter

29. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO - anéis de lubrificação, ou de óleo ou raspadores de óleo  raspa o óleo que fica na parede do cilindro, removendo-o para o cárter -o número de anéis de segmento é variável  mais comum é 2 ou 3 anéis de compressão e 1 ou 2 anéis de óleo

30. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO A. anéis de compressão B. anéis de lubrificação

31. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -molas de segmento  são colocadas no pistão, dentro do cilindro, com um certo afastamento entre as extremidades -separação evita que as molas de segmento se quebrem ou impeçam o movimento do pistão quando o motor se aquece, provocando dilatação dos anéis de segmento

32. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -pino do pistão  localizado no interior do pistão, que o prende à biela -biela  fixa ao eixo de manivelas, conhecido por virabrequim ou árvore de manivelas -pistão, a biela e o virabrequim funcionam como um conjunto, provido de movimento

33. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -as bielas dividem-se em 3 partes: - pé  é a parte que se acopla ao pistão por intermédio do pino - corpo  constitui a parte média da biela - cabeça  parte inferior da biela que a fixa ao virabrequim

34. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO 1. pistão 2. pino do pistão 6. biela 8. bronzinas 13. anéis de segmento 8 6 2 13 1 6 8

35. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -o virabrequim apóia-se nas extremidades pelos mancais fixos -as bielas são presas ao cotovelo do eixo -o eixo não fica em contato direto com os mancais do bloco e da biela -há entre eles os casquilhos ou moentes, existindo folga entre elas por onde circula óleo lubrificante

36. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -o virabrequim possui na extremidade posterior o volante e na dianteira uma roda dentada, engrenando diretamente ou por intermédio de correntes ao eixo de comando de válvulas ou eixo de ressaltos -este eixo possui os ressaltos ou camos, um para cada válvula de cada cilindro.

37. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -as válvulas são elementos do sistema de distribuição que permitem a entrada ou a saída dos gases nos cilindros -podem ser acionadas diretamente pela árvore do comando de válvulas, através dos tuchos

38. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO ENGRENAGENS DE DISTRIBUIÇÃO DO MOTOR 2. de acionamento do regulador 3. do eixo de comando de válvulas 5. do virabrequim 7. de impulsão de bomba de óleo

39. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -normalmente, cada cilindro possui 2 válvulas: -admissão ou entrada -escape ou descarga -as válvulas podem também ser movidas diretamente pelos ressaltos ou por uma haste que aciona o balancim, abrindo-as ou fechando-as o balancim ou balanceiro funciona com o mesmo princípio da gangorra

40. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO motor de 4 cilindros mostrando a ordem das válvulas de admissão e escape ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 2 e 3. válvulas 4. mola da válvula 8. suporte do balancim 9. eixo do balancim 14. balancim

41. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -as válvulas possuem 4 partes: - cabeça  parte superior, podendo ser plana, convexa ou côncava - haste  parte inferior e em seu torno há uma mola, que mantém a válvula fechada, tendo em sua extremidade as ranhuras

42. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -as válvulas possuem 4 partes: - margem  espessura que apresenta a válvula entre a cabeça e a contra-sede, para evitar que por efeito do calor se deforme ou queime - contra-sede  parte da válvula que se apóia sobre a sede e veda a passagem dos gases

43. INTRODUÇÃO Peças do motor: BLOCO -quando não há o balancim o ressalto atua sobre o pé da válvula, não diretamente, mas através de um tucho

44. INTRODUÇÃO Peças do motor: CABEÇOTE

45. INTRODUÇÃO Peças do motor: CABEÇOTE -nele está localizada a câmara de compressão ou combustão, que fecha o cilindro pela parte superior -se o motor é de explosão, há em cada câmara de compressão, uma vela de ignição para cada cilindro e se o motor é do sistema diesel, há um injetor

46. INTRODUÇÃO Peças do motor: CABEÇOTE

47. INTRODUÇÃO Peças do motor: CÁRTER

48. INTRODUÇÃO Peças do motor: CÁRTER -é uma capa protetora inferior do motor e serve de reservatório do óleo lubrificante do motor

49. 2. DEFINIÇÕES Ciclo: é o conjunto de transformações a que está sujeita a massa gasosa, no interior do cilindro, desde a sua admissão até a sua eliminação para o exterior PONTOS MORTOS  são pontos máximos que o pistão atinge em seu deslocamento -ponto morto inferior e ponto morto superior -curso  é a distância entre esses pontos

50. 2. DEFINIÇÕES Curso: é, portanto, o espaço percorrido pelo pistão -como o pistão está ligado ao virabrequim pela biela, quando ele se movimenta percorrendo um curso, o virabrequim descreve meia volta -esse percurso circular é denominado tempo -logo, um curso equivale a um tempo quando o pistão vai de um ponto morto ao outro o eixo de manivelas percorre meia volta (180º)

51. 2. DEFINIÇÕES -o ciclo de um motor pode ser feito em 2 ou 4 tempos, conforme as transformações da massa gasosa no interior do cilindro se realizem em uma ida e uma volta do pistão ou duas idas e dois regressos do pistão -o ciclo de um motor de 2 tempos se completa em uma volta do virabrequim (360º) -o ciclo de um motor de 4 tempos se completa em duas voltas do virabrequim (720º)

52. 2. DEFINIÇÕES -nos motores de mais de um cilindro o ciclo se completa em cada cilindro, independente do outro -o virabrequim possui construção adequada para realizar o movimento dos pistões VOLUME DO CILINDRO  é o espaço ocupado pela massa gasosa quando o pistão se desloca um curso – do ponto morto superior ao inferior

53. 2. DEFINIÇÕES VOLUME DA CÂMARA DE COMPRESSÃO  é o existente acima da cabeça do pistão, quando este está no ponto morto superior CILINDRADA cilindrada = volume do cilindro x número de cilindro (cm 3 ou ℓ) volume do cilindro = 0,785 x (diâmetro) 2 x medida do curso do pistão (cm 3 )

54. 2. DEFINIÇÕES CILINDRADA Exemplo: motor 6 cilindros diâmetro do cilindro = 9,5 cm curso do pistão = 12 cm cilindrada = 0,785 x (9,5) 2 x 12 cilindrada = 850 cm 3 volume de cada cilindro

55. 2. DEFINIÇÕES CILINDRADA cilindrada total = 850 x 6 cilindrada total = 5100 cm 3 ou 5,1 ℓ TAXA DE COMPRESSÃO taxa de compressão = cilindrada / volume da câmara de compressão -quanto maior for a diferença entre os valores desses volumes, maior será a taxa de compressão

56. 2. DEFINIÇÕES TAXA DE COMPRESSÃO Exemplo: admitindo-se o volume da câmara de compressão de 42,5 cm 3 para o motor cilindrada de 850 cm 3 a taxa de compressão será de: taxa de compressão = 850 : 42,5 taxa de compressão = 20 -logo, a taxa de compressão será de 20:1

57. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS -completa seu ciclo em 720º – 2 voltas do virabrequim ou 4 cursos do pistão -os 4 tempos ou cursos de funcionamento do motor são: -admissão -compressão -explosão -escape o ciclo tem início no ponto morto superior

58. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto Nikolaus August Otto

59. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -admissão  começa quando o pistão se encontra no ponto morto superior -abre-se a válvula de admissão e o pistão abaixa, permitindo a entrada da mistura devido à sucção que o pistão provoca

60. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -admissão -quando o pistão chega no ponto morto inferior fecha-se a válvula de admissão -o virabrequim percorreu 180º

61. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -compressão -o pistão sobe até o ponto morto superior, enquanto as válvulas estão fechadas, comprimindo a mistura na câmara de compressão. -o virabrequim completou 180º, perfazendo 360º

62. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -explosão -no curso anterior a mistura ficou comprimida na câmara de combustão. Uma centelha ou faísca produzida pela vela de ignição acende o combustível -os gases, ao se expandirem, produzem uma alta pressão que atua sobre a cabeça do pistão, obrigando-o abaixar do ponto morto superior para o inferior

63. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -explosão -nesse curso é que se obtém a força que é aproveitada do motor -esse tempo é o terceiro, também conhecido como tempo motor ou de força ou expansão -o virabrequim percorreu mais 180º, perfazendo 540º

64. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -escape -o pistão sobe do ponto morto inferior e abre-se a válvula de escape, que permite a saída dos gases para o exterior, que são expulsos pelo pistão -ao chegar o pistão no ponto morto superior fecha-se a válvula de escape

65. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -escape -esse é o quarto tempo, também conhecido como tempo de descarga -o virabrequim girou duas voltas (720º), completando um ciclo de trabalho

66. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto -o ciclo se repete continuadamente no cilindro -no 1º tempo a válvula de admissão ou entrada fica aberta e no 4º tempo abre-se a válvula de escape ou descarga -no 2º e 3º tempos as duas válvulas permanecem fechadas

67. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto - resumo -o ciclo se repete continuadamente no cilindro -no 1º tempo a válvula de admissão ou entrada fica aberta e no 4º tempo abre-se a válvula de escape ou descarga -no 2º e 3º tempos as duas válvulas permanecem fechadas -na explosão gera a potência e nos demais tempos o consumo

68. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto pistão e cilindro, indicando PMS e PMI, diâmetro do cilindro e curso

69. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor ciclo Otto

70. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel Rudolf Christian Karl Diesel

71. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -os motores diesel podem ser de 2 ou 4 tempos -construídos com 1, 2, 3, 4 ou mais cilindros -os cilindros podem ser horizontais ou verticais

72. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -admissão -quando o pistão inicia o seu curso, do ponto morto superior ao ponto morto inferior, abre-se a válvula de admissão e dá-se a entrada de ar

73. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -admissão ar + combustível

74. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -compressão -terminado o curso anterior fecha-se a válvula de admissão e o pistão começa a comprimir ar no interior do cilindro

75. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -compressão

76. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -explosão -pouco antes do pistão atingir novamente o ponto morto superior, dá-se a injeção de combustível no ar comprimido -devido à elevada temperatura e alta pressão o combustível injetado se queima

77. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -explosão -essa combustão produz maior elevação de pressão e temperatura, que impulsiona o pistão para baixo, indo do ponto morto superior ao inferior

78. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -explosão

79. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -escape -quando o pistão está próximo do ponto morto inferior abre-se a válvula de escape ou descarga e os gases queimados saem para o exterior -o pistão vai do ponto morto inferior ao superior, percorrendo o 4º curso, que é o tempo de escape ou descarga

80. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS sistema diesel -escape

81. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor a explosão e sistema diesel -o movimento do virabrequim e idêntico tanto no motor a explosão como no sistema diesel -a abertura e fechamento das válvulas de admissão e de escape são também iguais -as principais diferenças são as seguintes:

82. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor a explosão e sistema diesel -admissão  enquanto o motor de explosão admite a mistura de ar mais combustível, no motor sistema diesel a admissão é somente de ar -compressão  enquanto nos motores a explosão taxa de compressão varia de 5 a 8:1, nos motores sistema diesel a taxa é de 15 a 20:1

83. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor a explosão e sistema diesel -final da compressão  motor a explosão há produção de centelha no eletrodo da vela, que provoca a queima da mistura e no motor sistema diesel há injeção de combustível no interior do ar comprimido

84. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 4 TEMPOS motor a explosão e sistema diesel -para suportar a pressão mais elevada, motivada pela maior redução do volume de ar, na compressão, o material de que é construído o motor de sistema diesel é mais reforçado, principalmente na câmara de compressão (cabeçote) e blocos do cilindro e pistão

85. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS -é aquele em que o ciclo se completa em 2 cursos do pistão  1 volta do virabrequim -a maioria desses motores do sistema explosão é desprovido de válvula -o pistão executa a abertura e o fechamento para entrada e saída da mistura -o virabrequim girou meia volta, realizando os tempo de escape e admissão

86. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS motor a explosão -quando o pistão inicia o seu curso descendente impulsionado pelos gases da combustão, descobre a abertura de escape, permitindo a evacuação dos gases -pela abertura de admissão se introduz mistura nova no interior do cárter, que é comprimida pela saia do pistão, obrigando-a a subir pela abertura de transferência

87. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS motor a explosão -o pistão inicia o seu curso ascendente, comprimindo a mistura, até o ponto morto superior, onde é acesa pelas velas, provocando a explosão -dessa forma se completa o ciclo de trabalho

88. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS motor a explosão

89. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS sistema diesel -possui 2 válvulas de escape e ar entra para uma camisa que envolve o cilindro, com pressão, devido a uma turbina que aciona o ar -há algumas aberturas circulares em torno de toda a saia do cilindro -quando o pistão desce ao ponto morto inferior deixa livre essas aberturas e o ar entra para o interior do cilindro

90. 3. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA MOTOR DE 2 TEMPOS sistema diesel -quando o pistão sobe, as aberturas são fechadas e começa a comprimir o ar -no final desse tempo há a injeção de combustível -o pistão desce em compressão e quando está aproximadamente no meio do curso descendente abrem-se as válvulas de escape e os gases queimados são eliminados