Trabalho Motores a Combustão

MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

São máquinas térmicas motoras nas quais a energia química dos combustíveis se transforma em trabalho mecânico (o fluido de trabalho consiste nos produtos da combustão). O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases. São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho.

1. O CICLO-PADRÃO A AR OTTO

O ciclo padrão a ar Otto é um ciclo ideal que se aproxima do motor de combustão interna de ignição por centelha. A ignição por centelha ocorre por meio da corrente contínua da bateria, a qual é amplificada na bobina de ignição (alta tensão), sendo conduzida por cabos blindados até as velas de ignição.
Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeio atualmente. Para esta aplicação, é possível construir motores a quatro tempos mais eficientes e menos poluentes em comparação aos motores a dois tempos, apesar do maior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume, comparando motores de mesma potência.
Os diagramas p-v e T-s deste ciclo estão mostrados na Figura 1.1. O processo 1-2 é uma compressão isoentrópica do ar quando o pistão se move, do ponto morto do lado da manivela(inferior) para o ponto morto do lado do cabeçote(superior). O calor é então transferido para o ar, a volume constante, enquanto o pistão está momentaneamente em repouso no ponto morto superior( num motor real, este processo corresponde à ignição da mistura combustível-ar pela centelha, e à queima subseqüente). O processo 3-4 é uma expansão isoentrópica e o processo 4-1 é o de rejeição de calor do ar, enquanto o pistão está no ponto morto inferior.

Figura 1.1 Ciclo-padrão de ar Otto

Admitindo que o calor específico do ar seja constante, determina-se o rendimento térmico deste ciclo do seguinte modo:

n termico = (QH – QL) = 1 - QL = 1- mcv (T4 –