TEORIA DE MOTOR-SENAI.pptx

CONCEITOS SOBRE MOTOR
INSTRUTOR
RONALDO RIBEIRO

Marítimo
Rodoviário
Agrícola e
Industrial
Estacionário
MOTORES
DIESEL

MOTOR
É um conjunto de peças fixas e móveis sincronizadas entre
si, que transforma qualquer tipo de energia em energia
de movimento.

MOTOR À COMBUSTÃO
Converte a energia térmica produzida pela queima dos
combustíveis em energia mecânica.

VEÍCULO A VAPOR
Em 1769, o engenheiro Francês Nicholas Joseph Cugnot,
construiu o primeiro veículo com seu próprio meio de
propulsão a vapor.

VEÍCULO A VAPOR
FONTE: Conservatoire national del arts el métiers

MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
Converte a energia térmica produzida pela queima interna
dos combustíveis em energia mecânica.

MOTOR OTTO
Nikolaus August Otto
(1832 † 1891)
1º Motor, 1876

BREVE HISTÓRICO DO AUTOMÓVEL
Karl Friedrich Michael Benz
( 1844 † 1929)
O Benz Patent Motorwagen. Car nº1 1886

Mercedes Benz, 1903

Evolução do automóveis ao longo de 100 anos

MOTOR DIESEL
É um motor de combustão
interna, formado por um
conjunto de peças
sincronizadas entre si, que
transforma em energia
mecânica a energia calorífica,
resultante da queima de um
combustível causada pela alta
compressão.

Motor diesel QSK 60
Especificações Motor QSK 60
Configurações: 16 cilindros em V
Cilindradas: 60.2 L
Sistema de Alimentação:
Turboalimentado
Potência: 2700 HP @ 1900 RPM
Torque: 10628 N.m @ 1500 RPM
Sistema de Óleo: 261 L
Sistema de Arrefecimento: 170 L
Peso Seco: 8,852 Kg
Peso Total: 9,305 Kg
Comprimento: 2916 mm
Largura: 1582 mm
Altura: 2337 mm

QSK 60
Embarcação C Command Elite

BREVE HISTÓRICO DO DIESEL
Rudolf Christian Karl Diesel
( 1858 † 1913)

BREVE HISTÓRICO DO DIESEL
Engenheiro e inventor alemão,
criou em 1889 e patenteou em 22 de
fevereiro de 1893 o motor de
combustão interna denominado de
motor Diesel (que utilizava óleo de
amendoim ou óleo de baleia).
O motor foi oficialmente
apresentado ao mercado em 1898 com
10 CV de potência.

PETRÓLEO
O PETRÓLEO NO MUNDO
Petróleo (do latim petroleum, petrus = pedra e oleum =
óleo).
Registros de 4000 a.C na Mesopotâmia;
Seus principais na época eram para pavimentação de
estradas, calafetação de grandes construções, aquecimento
e iluminação de casas, bem como lubrificantes e até laxativo;

PETRÓLEO
O PETRÓLEO NO MUNDO
Os chineses já perfuravam poços, usando hastes de
bambu, no mínimo em 347 a.C;
O Império Romano, usava flechas incendiárias, e que não
era apagado com água, apenas com areia;
No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins
bélicos e de iluminação.

PETRÓLEO
O PETRÓLEO NO BRASIL
1930: o engenheiro agrônomo Manoel Inácio de Basto,
descobre que moradores de Lobato em Salvador, utilizavam
uma “lama preta” como combustível de suas lamparinas.
1938: Criação do CNP - Conselho Nacional do Petróleo;
1953: Monopólio estatal sobre a atividade petrolífera e a
criação da empresa estatal “Petróleo Brasileiro S.A.”, mais
conhecida como Petrobras;

PETRÓLEO
O PETRÓLEO NO BRASIL
1974: Ocorreu a descoberta de poços na Bacia de
Campos, a maior reserva de petróleo do país;
2006: O Brasil se torna autossustentável na produção de
petróleo; e no mesmo ano a descoberta do pré-sal.

DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO
O petróleo bruto aquecido a
360/380°C entra numa coluna de
destilação onde se processa a
separação das diversas frações,
aproveitando a diferença das
respectivas volatilidades.
No seu interior, a torre dispõe de
uma série de pratos colocados a
diferentes alturas.

ÓLEO DIESEL
Constituído basicamente por hidrocarbonetos (átomos de
hidrogênio e carbono), é um combustível fóssil obtido através da
destilação do petróleo. Possui baixo teor tóxico e é pouco inflamável.

CLASSIFICAÇÃO DOS MOTORES DE
COMBUSTÃO INTERNA
QUANTO A PROPRIEDADE DO GÁS NA
ADMISSÃO:
AR (Ciclo Diesel)
MISTURA AR-COMBUSTÍVEL (Ciclo Otto)

COMBUSTÃO INTERNA
QUANTO AO MOVIMENTO DO PISTÃO:
ALTERNATIVO
ROTATIVO

COMBUSTÃO INTERNA
QUANTO AO NÚMERO DE CILINDRO:
MONOCILÍNDRICO
POLICILÍNDRICO

COMBUSTÃO INTERNA
Quanto ao ciclo de trabalho:
2TEMPOS (dois cursos do pistão por ciclo)
4TEMPOS (quatro cursos do pistão por ciclo)
• ADMISSÃO;
• COMPRESSÃO;
• EXPLOSÃO/ COMBUSTÃO;
• ESCAPE.

COMBUSTÃO INTERNA
Podemos classificar os motores quanto à
utilização, em:
Estacionário;
Industriais;
Veiculares;
Marítimos.

COMBUSTÃO INTERNA
MOTORES ESTACIONÁRIOS:

COMBUSTÃO INTERNA
MOTORES INDUSTRIAIS:

COMBUSTÃO INTERNA
MOTORES VEICULARES:

COMBUSTÃO INTERNA
MOTORESVEICULARES:

Classificação dos Motores de Combustão
Interna
MOTORESVEICULARES:

COMBUSTÃO INTERNA
MOTORES MARÍTIMOS:

PRINCIPAIS COMPONENTES
A, J = Balancins
B =Tampa deVálvulas
C, L = Coletores (admissão e escape)
D = Cabeçote
E = Galeria d’água no bloco
F = Bloco do motor
G = Cárter
H = Óleo lubrificante
I = Eixo de comando de válvula
K =Vela de ignição
M = Cilindro do motor
N = Pistão (êmbolo)
O = Biela (conectora)
P = Árvore de manivelas (virabrequim)
Bico injetor
i
K

BLOCO DO MOTOR:
O bloco do motor é a maior peça de motor e tem a função de
integrar todas as demais peças.

BLOCO DO MOTOR:
Na maioria de ferro fundido, material resistente, econômico e fácil
de trabalhar na produção em série. A resistência do bloco pode ser
aumentada se na sua fabricação adicionar liga com outros metais.

BLOCO DO MOTOR:
Podemos classificar os motores quanto à disposição dos cilindros,
em:
Motor em Linha;
Motor em “V”;
Motor Oposto (Boxer);
Motor Radial;
Motor em “W”.

BLOCO DO MOTOR:
MOTOR EM LINHA

BLOCO DO MOTOR:
MOTOR EM “V”

BLOCO DO MOTOR:
MOTOR OPOSTO

BLOCO DO MOTOR:
MOTOR RADIAL

BLOCO DO MOTOR:
MOTOR EM “W”

BLOCO DO MOTOR:
CILINDRO
CAMISA
Os cilindros podem ser
camisas úmidas de fácil
remoção, feito normalmente
de ferro fundido cinzento, com
alguma porcentagem de
cobre.

BLOCO DO MOTOR:
CILINDRO
BRUNIMENTO

BLOCO DO MOTOR:
CILINDRO

BLOCO DO MOTOR:
CILINDRO
ANÉIS O-RING

BLOCO DO MOTOR:
BLOCO SEM CAMISA

CABEÇOTE:
É o componente que fecha o cilindro a câmara de combustão, nele
se localiza as válvulas de admissão e escape e o injetor. Os cabeçotes
podem ser inteiriço, seccionado e individual.

CABEÇOTE:
CABEÇOTE INTEIRIÇO

CABEÇOTE:
CABEÇOTE SECCIONADO

CABEÇOTE:
CABEÇOTE INDIVIDUAL

MOTOR FLAT HEAD
(Cabeça chata)
Válvulas alojadas no bloco do motor bem como o comando de
válvulas.
Motor Ford Mercury 1946.

MOTOR OHV (overhead valve)
Válvulas no Cabeçote

MOTOR OHC ou SOHC ([single] over head camshaft)
Eixo comando de válvulas no cabeçote

MOTOR DOHC (double over head camshaft)
Dois eixos comando de válvulas no cabeçote

MECANISMO DAS VÁLVULAS DE ADMISSÃO E
ESCAPE
Árvore de comando de válvulas;
Tucho;
Vareta;
Balancim;
Válvulas de admissão e escape;
Mola da válvula.

EIXO DE COMANDO DEVÁLVULAS
Eixo de comando de válvulas tem a função de comandar as
aberturas e fechamentos precisos das válvulas de admissão e
escape.

EIXO DE COMANDO DEVÁLVULAS
Mancais
Came ou Ressalto

BALANCINS EVÁLVULAS

BALANCINS EVÁLVULAS
Haste
Cabeça
Ponta

CONJUNTO PISTÃO E BIELA:
Camada interna de
atrito ( babbit ) Camada de Niquel
(barreira antidifusão)
Liga de bronze
(atrito emergencial)
Tira de aço
(rigidez)

PISTÃO:
É o componente responsável por transmitir e ampliar a energia
resultante da expansão dos gases queimados para a biela.

PISTÃO:
Zona de Anéis
Alojamento do Pino
Saia do Pistão
Cabeça do Pistão Câmara de Turbulência

PISTÃO:
Pistão reforçado na região externa do pino.

PISTÃO:
Pistão com cabeça fosfatizada.

PISTÃO:
Reforço na parte interna do pistão, região interna do pino.

PISTÃO:
Pistão de aço articulado:
Melhor durabilidade;
(20.000 horas +);
Baixo custo de manutenção;
Melhor desempenho;
Mais alta temperatura;
Melhora na combustão.

ANÉIS DE PISTÃO:

BIELA:
A biela é a peça que interliga o pistão a árvore de manivela sendo
responsável pela transmissão da força do movimento alternativo do
pistão para o rotativo da árvore de manivela

BIELA:
Pé da Biela
Bucha
Corpo da Biela
Cabeça da Biela
Casquilho
Parafuso
Capa da Biela

ÁRVORE DE MANIVELAS:
É responsável pela transformação do movimento retilíneo do pistão
em movimento rotativo (Princípio da Manivela).

Moente
Munhão
Contrapeso
Galeria de
lubrificação

VOLANTE DO MOTOR:
Tem por função receber a
energia proveniente da
combustão e utiliza-la para
manter a árvore de manivela em
movimento durante os tempos
que não produzem trabalho;
Conduzir força à transmissão
com auxilio da embreagem;
Permitir a partida inicial do
motor através da cremalheira.

VOLANTE DO MOTOR:
VOLANTE

VOLANTE DO MOTOR:

DAMPER:
Polia amortecedora de vibrações torcionais do
virabrequim;
(Compensador harmônico, balanceador harmônico,
polia amortecedora da árvore de manivela, amortecedor
do eixo de manivelas, amortecedor torcional ou, ainda,
amortecedor de vibrações.)

DAMPER:
DAMPER

DEFINIÇÕES
PMS e PMI
Ponto morto superior: É o ponto de máximo
afastamento da cabeça do pistão em relação à árvore de
manivelas;
Ponto morto inferior: É o ponto de mínimo afastamento
da cabeça do pistão em relação à árvore de manivelas

DEFINIÇÕES
CURSO DO PISTÃO
É à distância entre o PMI e o PMS. É o dobro do raio da
manivela ( s = 2r )

PMI
CURSO DO PISTÃO
PMS
PMI
PMS
DEFINIÇÕES

DEFINIÇÕES
CILINDRADA
É o volume interno do cilindro entre o ponto morto superior ( PMS ) e o
ponto morto inferior ( PMI ).
Ct = π. r2 . Cp . nc
Onde:
Ct = cilindrada total
π = constante ≅ 3,14
r = raio (metade do diâmetro do cilindro Dc)
Cp = Curso do pistão
nc = n° de cilindro
Cp
Dc

Rc =
V + v
V
V
v
Rc = relação de compressão
V= Cilindrada (volume maior)
V = volume da câmara de combustão
Rc = 18:1
PMI
PMS
PMI
PMS
DEFINIÇÕES
RELAÇÃO DE COMPRESSÃO

DEFINIÇÕES
TORQUE
É definido a partir da componente perpendicular ao eixo de rotação
da força aplicada sobre um objeto, que é efetivamente utilizada para
fazê-lo girar em torno de um eixo ou ponto central, conhecido como
ponto pivô ou ponto de rotação.
𝝉 = 𝓕 ∙ 𝓻
Onde:
𝝉 = Torque
𝓕 = Força
𝓻 = raio ou distância entre o ponto de
aplicação da força e o centro de rotação
TORQUE
FORÇA

DEFINIÇÕES
TORQUE DO MOTOR
𝝉𝒎 =
𝑷 ∙ 𝒌
𝒓𝒑𝒎
Onde:
𝝉𝒎 = Torque do motor
𝑷 = Potência do motor
𝒓𝒑𝒎= rotação do motor por minuto
𝒌= constante
97,44 para potência em KW
716,2 para potência em CV
5252 para potência em HP

DEFINIÇÕES
POTÊNCIA
É a grandeza que determina a quantidade de energia
concedida por uma fonte a cada unidade de tempo.
𝑷 =
𝑭 ∙ 𝒅
∆𝒕
Onde:
𝑷 = Potência do motor
𝑭 = Força
𝒅 = Distância
∆𝒕 = Tempo

POTÊNCIA
75 kG x 1 Metro / 1 Segundo = 1 CV = 0,736 KW
1 KW = 1,359 CV
DEFINIÇÕES

DEFINIÇÕES
MOTORES QUADRADOS, SUBQUADRADOS E
SUPERQUADRADOS
Motores Quadrados:
Possui diâmetro dos pistões
de medida igual ao de seu
curso. Na prática, considera-
se quadrado o motor cujas
dimensões apresentem
diferença máxima de 10mm.
Equilíbrio entre torque e
velocidade.
Curso
Diâmetro
do
pistão

DEFINIÇÕES
SUPERQUADRADOS
Motores Subquadrados:
Possui diâmetro do pistão
menor que seu curso. Possui
maior torque, logo menor
velocidade.
Curso
Diâmetro
do
pistão

DEFINIÇÕES
SUPERQUADRADOS
Motores Superquadrados:
Possui diâmetro do pistão
maiores que seu curso. Possui
maior velocidade e menor
torque.
Curso
Diâmetro
do
pistão

Tempos do ciclo de operação do motor:
Tempo de Admissão
Tempo de Compressão
Tempo de Expansão
Tempo de Escape
CICLO DIESEL

A válvula de admissão se abre;
O pistão em movimento descendente, gera
uma depressão no cilindro, provocando a
entrada de ar vindo dos filtros;
O virabrequim realiza um movimento de
1800
180º
TEMPO DE ADMISSÃO

As válvulas de escape e admissão
permanecem fechadas;
O pistão em movimento ascendente,
comprime o ar aquecendo-o, gerando uma
atmosfera favorável para a auto combustão
do Diesel;
Uma turbulência é criada para melhorar o
processo de mistura combustível / ar;
Dá-se o início da injeção do combustível;
O virabrequim realiza mais um movimento
de 1800 totalizando 3600.
+ 180º
= 360º
TEMPO DE COMPRESSÃO

As válvulas de escape e admissão
permanecem fechadas;
A mistura combustível/ar entra em
combustão espontânea;
A força gerada pela combustão empurra o
pistão para baixo, que transmite essa força
ao virabrequim;
Esse é o único tempo no qual se gera força;
de 1800 totalizando 5400.
TEMPO DE EXPANSÃO
+ 180º
= 540º

A válvula de escape se abre;
O pistão em movimento ascendente empurra
os gases queimados para fora;
de 1800 totalizando 7200;
Quando o pistão atinge o PMS, a válvula de
admissão se abre, dando início a um novo
ciclo;
Fechando assim o Ciclo de trabalho do
motor.
TEMPO DE ESCAPE
+ 180º
= 720º

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