Descrever o princípio de funcionamento dos motores Ciclo Otto Identificar os componentes básicos do motor.

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1 Objetivos Descrever o princípio de funcionamento dos motores Ciclo Otto Identificar os componentes básicos do motor. Descrição Neste módulo são abordados os princípios de funcionamento do motor Ciclo Otto, seus componentes básicos e suas características técnicas. 13

2 2 Definição O motor é uma máquina que tem como função transformar algum tipo de energia em energia mecânica. No caso de um motor de combustão interna, é utilizada a energia térmica gerada pela combustão do combustível para gerar a energia mecânica. O movimento das peças de um motor veicular gera energia para o movimento do próprio veículo. Componentes Básicos do Motor Os componentes básicos de um motor de combustão interna podem ser agrupados da seguinte forma: Fixos 1. Bloco do motor 2. Cabeçote 3. Cárter Móveis 4. Êmbolos ou Pistões 5. Árvore ou Eixo de Manivelas 6. Bielas 7. Volante do Motor 8. Árvore ou Eixo de Comando de Válvulas 9. Válvulas 10. Engrenagens de Distribuição Componentes de Vedação 11. Juntas 12. Anéis 13. Retentores Modelo de motor V6 Figura 05 14

3 Componentes Fixos Bloco do motor O bloco é o alojamento principal dos componentes do motor (como mostra na figura 5, item 1). É o elemento estrutural do motor. Nele estão localizados e fixados vários dos componentes móveis. Pode possuir os cilindros usinados diretamente em seu interior ou então camisas, que podem ser substituídas. Por dentro do bloco estão os dutos e galerias por onde passam o óleo lubrificante e o líquido de refrigeração. Cabeçote O cabeçote do motor é fixado na parte superior do bloco, acima dos cilindros, abrigando os seguintes componentes: Válvulas com suas sedes e guias Balancins Árvore de comando de válvulas Bicos Injetores Velas de ignição O cabeçote é também o componente responsável pelo fluxo de gases através do motor. Nele são fixados os coletores de admissão e escape, em lados opostos do cabeçote. Cárter do motor O cárter é o reservatório do óleo de lubrificação do motor. Vista interna do motor Figura 06 15

4 2 Componentes Móveis Entre os componentes móveis do motor, podemos dividí-los entre os que são montados no bloco do motor e aqueles que são montados no cabeçote. Os componentes montados no bloco do motor são: Êmbolos ou Pistões São os componentes que se movimentam dentro dos cilindros ou camisas do bloco do motor. Os êmbolos são as peças móveis mais sujeitas à variação de temperatura e devem resistir às altas pressões. São fabricados com materiais de liga de aluminio, para que resistam a estas condições. Possuem canais laterais, onde são colocados os anéis de compressão, raspagem e de lubrificação. Pistões do Motor Figura 07 16

5 Árvore de manivelas A árvore de manivelas, também conhecida como virabrequim, transforma o movimento de subida e descida do êmbolo em movimento de rotação e é constituida por moentes, munhões e contrapesos. Virabrequim do Motor Figura 08 Bielas As bielas são responsáveis pela fixação do êmbolo à árvore de manivelas. Assim, em conjunto com a árvore de manivelas, transformam o movimento de subida e descida do êmbolo na câmara em movimento de rotação. Figura 09 17

6 2 Volante do motor Armazena e fornece energia para o sistema, compensando o intervalo das explosões que ocorrem dentro do cilindro. Funciona como um estabilizador, evitando que o motor fique instável. Figura 10 Árvore de Comando de Válvulas Possui ressaltos chamados de cames, que determinam os pontos de abertura e fechamento das válvulas de exaustão e admissão. Cada came comanda uma válvula independentemente. Figura 11 18

7 Válvulas As válvulas são responsáveis pela admissão (entrada) de ar nos cilindros do motor e exaustão (saída) dos gases resultantes da combustão dentro dos cilindros. Figura 12 Componentes de Vedação Entre os principais componentes de vedação do motor, podemos citar as juntas, os anéis e os retentores. Figura 13 19

8 2 Juntas Têm a função de evitar perdas de compressão e vazamentos dos fluidos existentes no motor, como óleo, água e combustível. Impede também que os mesmos se misturem, o que acarretaria um prejuízo no rendimento do motor. Figura 14 Anéis Além da vedação e compressão, são responsáveis pela lubrificação das paredes do cilindro reduzindo o atrito e consequentemente a temperatura dos componentes. Figura 15 20

9 Retentores São responsáveis pela vedação dos fluidos existentes no motor (óleo, água e graxa). Figura 16 21

10 2 Funcionamento dos Motores Motor Motores de combustão interna são máquinas que através do movimento de seus pistões fazem com que a mistura ar/ combustível sofra combustão, gerando força para fornecer potência e torque através do movimento rotativo do seu eixo principal (árvore de manivelas). Em motores que operam através do ciclo Diesel, não há velas de ignição e a mistura ar-combustível é inflamada pela alta pressão originada na câmara, na fase de compressão do êmbolo no cilindro a uma temperatura próxima dos 600ºC. Vista em corte do Motor Figura 17 Os motores automotivos operam através de diferentes Ciclos. O motor de Ciclo Otto diferencia-se basicamente dos outros ciclos pela maneira como a mistura ar-combustível é inflamada na câmara de combustível, conforme veremos a seguir. 22

11 Os 4 (quatro) tempos de funcionamento de motores utilizados na maior parte dos veículos do Ciclo Otto podem ser definidos assim: 1º Tempo Admissão O pistão desce aspirando a mistura ar/combustível para o interior do cilindro. Figura 18 2º Tempo Compressão A mistura aspirada é comprimida pelo pistão. Figura 19 23

12 2 3º Tempo Combustão A mistura se inflama quando uma centelha é solta pelo eletrodo da vela de ignição. Figura 20 4º Tempo Escape (Exaustão) Os gases produzidos pela combustão da mistura saem do cilindro empurrados pelo pistão para o coletor de escape. Figura 21 24

13 Sistema de Alimentação de Combustível O sistema de alimentação através dos seus componentes que atuam em conjunto, tem a função de fornecer combustível pressurizado de forma constante para a combustão no cilindro. Este processo ocorre a partir do tanque de combustível, até a queima da mistura ar-combustível na câmara de combustão. Entre os principais componentes deste sistema, podemos citar o tanque, bomba e filtro de combustível, além do regulador de pressão e injetor de combustível. Na figura abaixo, podemos acompanhar o fluxo do combustível no sistema de alimentação do veículo com sistema de injeção eletrônica. Linha de pressão do Combutível Figura 22 25