DISCIPLINA - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
Por: F.Brit0 Felix • 23/4/2017 • Pesquisas Acadêmicas • 8.565 Palavras (35 Páginas) • 301 Visualizações
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Professor: Renato Alexandre Fagundes Curso: Engenharia Mecânica
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RESOLUÇÃO - QUESTÃO - 01
Os primeiros relatos sobre o surgimento dos motores afirmam que os motores de combustão tiveram início com a invenção das armas de fogo, pois a energia térmica da explosão transformava-se em trabalho. Na realidade, as primeiras tentativas de desenvolvimento de um motor ocorreram na segunda metade do século XVII, com o uso da pólvora para movimentar um pistão dentro de um cilindro. Relatos e documentos históricos demonstram, em esquema datado de 1508, em que Leonardo da Vinci propunha a elevação de peso por meio de fogo.
Na evolução do motor, Denis Papin, ajudante de Christian Huygens que havia idealizado o motor a pólvora, propôs o funcionamento da máquina a vapor. Esta evoluiu com Thomas Savery, Thomas Newcomen e James Watt. A máquina a vapor, assim, propiciou a Revolução Industrial da segunda metade do Século XVIII. Em 1759, Henry Hood propôs a utilização de ar quente ao invés de vapor, idéia executada por George Caley em 1807. Outros motores a ar que operavam por combustão externa, onde o combustível era queimado fora dos cilindros foram desenvolvidos, destacando-se os motores de Robert Stirling elaborado no ano de 1816 e o modelo de John Ericson de 1826. Esses motores apresentavam um melhor rendimento por operarem com pressões superiores aos motores a vapor.
Jean Joseph Etienne Lenoir desenvolveu o primeiro motor com pistão em 1860 (Figura 1). A combustão acontecia dos dois lados do pistão. O controle de entrada e saída dos gases acontecia por meio de válvulas de admissão e exaustão.
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Figura 1: Motor de Lenoir de 1860 - Fonte: Encyclopedia Britannica, 2017
Seu funcionamento permitia ao gás e ao ar serem introduzidos no pistão durante a primeira metade do seu deslocamento. Essa carga era então queimada mediante uma faísca, a pressão aumentava e assim os gases da combustão empurravam o pistão até o fim do curso. Na segunda batida do pistão, os gases de exaustão eram expelidos, enquanto uma nova combustão acontecia do outro lado do pistão. O ciclo era completado somente após nova batida do pistão, na fase de exaustão. 5000 desses motores foram construídos entre 1860 e 1865, com uma potência de até 6 hp. O maior valor obtido pela eficiência foi próximo a 5%.
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Aluno: Frandeson Brito Matrícula: 28210660 NOTA:
Professor: Renato Alexandre Fagundes Curso: Engenharia Mecânica
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Apresentado pela primeira vez na Exposição Industrial de Paris, em 1867, o motor concebido por Nicolaus Otto e Eugen Langen, (Figura 2), tinha características bem melhores de desempenho. O conceito desse motor era o de “pistão livre”, impulsionado pela explosão dos gases no cilindro, o pistão estava ligado a um volante através de uma cremalheira e uma engrenagem. No retorno do pistão, produzia-se trabalho mecânico.
Figura 2: Motor de Nicolaus Otto e Eugen Langen de 1867 - Fonte: Getty, 2017
O movimento do volante produzia, por sua vez, a abertura e fechamento de uma válvula de admissão e de ignição. Também neste caso não havia compressão dos gases antes da combustão, e sua eficiência correspondia a 11%. Baseado nesse princípio, anteriormente, Alphonse Beau de Rochas, em 1862, já havia desenvolvido um motor de quatro tempos com patente francesa. Esse modelo de motor apresentava um excelente desempenho justificado pelas seguintes características:
• Menor relação superfície/volume para o cilindro do pistão (cilindro com um diâmetro da mesma ordem de grandeza que seu comprimento).
• Processo de expansão mais veloz.
• Máxima expansão.
• Máxima pressão no começo do processo de expansão dos gases dentro do cilindro.
As duas condições iniciais visavam reduzir as perdas de calor a um mínimo, conservando a energia nos gases de combustão. A terceira e a quarta condição visavam obter o máximo de potência possível.
Beau de Rochas, também indicou o método de operação desejável num motor de combustão interna, o qual é utilizado até os dias de hoje, de acordo com as seguintes fases:
a) Admissão durante o deslocamento do pistão “para fora”.
b) Compressão durante o movimento do pistão “para dentro”.
c) Ignição da carga de combustível + ar no ponto morto superior do pistão, seguida por expansão durante o deslocamento seguinte do pistão, para fora.
d) Exaustão durante a corrida seguinte do pistão, p ara dentro.
Em 1876, o alemão Nicolaus Otto volta ao cenário e apresenta um motor de quatro cilindros que funcionava com os princípios estabelecidos por Beau de Rochas em 1962. Esse motor era bem mais compacto e leve, com aproximadamente 1/3 do peso do anterior e, uma eficiência próxima a 14%. Até 1890 tinham sido construídos 50.000 motores desse tipo na Europa e nos Estados Unidos. As características básicas dele são as mesmas encontradas nos motores de hoje.
Princípio De Funcionamento Dos Motores De Combustão Interna De 4 Tempos
As máquinas à combustão interna do tipo Otto e Diesel, são compostas de no mínimo um cilindro, contendo um êmbolo móvel (pistão) e diversas peças móveis. (A figura 3) é uma representação esquemática e simplificada das partes principais de uma máquina Otto.
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Aluno: Frandeson Brito Matrícula: 28210660 NOTA:
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