Lab 1 Gem 30- Ciclo Otto

Transcript

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: Máquinas Térmicas – GEM 30 PROFESSOR: Ricardo Hernandez Pereira Estudo do Ciclo Otto Alunos: Guilherme Augusto de Oliveira Lucas Teófilo Vieira Fernandes Uberlândia, 28 de Outubro de 2010 1. Introdução 2. Operações de um motor baseado no Ciclo Otto 3. Diagramas e Equações do Ciclo Otto 4. Descrição dos componentes básicos de um motor 4.1. Componentes Fixos 4.1.1. Bloco do Motor 4.1.2. Cabeçote do Motor 4.1.3. Cárter do Motor 4.2. Componentes Móveis 4.2.1. Êmbolos ou Pistões 4.2.2. Árvore ou eixo de manivelas (virabrequim) 4.2.3. Bielas 4.2.4. Volante do Motor 4.2.5. Árvore ou Eixo de Comando de Válvulas 4.2.6. Válvulas 4.2.7. Engrenagem de Distribuição 4.3. Componentes de Vedação 4.3.1. Juntas 4.3.2. Anéis 4.3.3. Retentores 5. Sistema de Injeção Eletrônica 6. Controles de Motores Sofisticados 7. Conclusão Bibliografia 03 03 04 08 09 09 10 11 13 13 15 16 17 17 19 21 22 22 23 24 24 28 29 29 2 1. Introdução Este ciclo termodinâmico foi idealizado pelo engenheiro francês Alphonse Beau de Rochas em 1862. De forma independente, o engenheiro alemão Nikolaus Otto concebeu coisa similar em 1876, além de construir um motor que operava com o mesmo, embora não exatamente igual aos atuais motores. Motores de ciclo Otto usam combustíveis leves como gasolina, álcool, gás natural, sendo que a sua principal aplicação está nos automóveis. 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. 2. Operações de um Motor baseado no Ciclo Otto A figura abaixo mostra as etapas de operação de um cilindro básico de um ciclo Otto: Figura 1 – Etapas de operação de um pistão de Ciclo Otto O sistema é composto por duas válvulas (de admissão à esquerda e de escape à direita) e de um dispositivo de centelha elétrica para ignição (vela). A mistura de ar e combustível é fornecida por um sistema de alimentação (carburador ou sistemas de injeção, em motores mais modernos). Na etapa 0-1, abre-se a válvula de admissão e movimento do pistão aspira a mistura ar-combustível. Este processo é aproximadamente isobárico (pressão constante). Ao atingir a posição mais inferior, PMI (ponto morto inferior), a válvula de admissão fecha-se e o movimento de subida do pistão comprime a mistura, como se vê na etapa 1-2. 3 Tal processo é aproximadamente adiabático (não há troca de calor), isto pode ser explicado pela alta velocidade do pistão, havendo assim pouco tempo para ocorrer trocas de calor. Na etapa 2-3, o pistão atinge o PMS (ponto morto superior), quando uma centelha na vela provoca a ignição da mistura. Ocorre, portanto, um fornecimento de calor pela reação química da combustão. Como tal reação é rápida, considera-se que o processo 2-3 ocorre a volume constante (transformação isocórica). Este fornecimento de calor culmina na elevação da pressão da mistura, fazendo com que esta expanda, forçando o pistão a se mover para baixo, como se vê na etapa 3-4 da figura 1. Dada a elevada velocidade do pistão, admitese que o processo de transformação é adiabático. Em 4-1, o pistão retorna ao PMI (ponto morto inferior), quando se abre a válvula de escape, o que reduz rapidamente a pressão do gás. Pode-se dizer que tal processo ocorre a volume constante, durante o qual o ciclo cede calor ao ambiente. Em 1-0, o movimento ascendente com a válvula de escape aberta remove a maior parte dos gases da combustão e o ciclo é reiniciado quando o pistão chega ao ponto morto superior. 3. Diagramas e equações do Ciclo Otto Pelo esquema de operações mostrados na figura 1, pode-se traçar um diagrama P x v, assim como um diagrama T x s. Figura 2(a) – Diagrama P x v e Figura 2(b) - Diagrama T x s A eficiência térmica do Ciclo Otto pode ser calculada pela equação: 𝜂𝑜 = 𝑄𝑆 − 𝑄𝑅 𝑄𝑆 (3.1) No diagrama, supõe-se que os processos 1-2 e 3-4 são adiabáticos, as trocas de calor ocorrem em 2-3 (calor fornecido) e 4-1 (calor liberado ao ambiente). Assim, têm-se as equações: 4 𝑄𝑠 = 𝑚. 𝐶𝑣 (𝑇3 − 𝑇2 ) 𝑄𝑅 = 𝑚. 𝐶𝑣 (𝑇4 − 𝑇1 ) (3.2) Onde 𝑄𝑠 é o processo de suprimento de calor (calor fornecido) e 𝑄𝑅 é o calor rejeitado (liberado ao ambiente). Com as equações (3.2) é possível reescrever a equação da eficiência, que apresentará a forma: 𝜂𝑜 = 𝑚. 𝐶𝑣 𝑇3 − 𝑇2 − 𝑚. 𝐶𝑣 (𝑇4 − 𝑇1 ) 𝑇4 − 𝑇1 =1− 𝑚. 𝐶𝑣 𝑇3 − 𝑇2 𝑇3 − 𝑇2 (3.3) Para os processos adiabáticos 1-2 e 3-4, tem-se: 𝑇2 𝑉1 = 𝑇1 𝑉2 𝛾−1 𝑇3 𝑉4 = 𝑇4 𝑉3 𝛾−1 (3.4) Como 𝑉1 𝑉2 𝑇2 𝑇1 = 𝑉4 = 𝑇3 𝑉3 𝑇4 = 𝑟 , que é a relação volumétrica de compressão, e, , pode ser facilmente mostrado que: 𝑇4 𝑇1 𝑇4 − 𝑇1 = = 𝑇1 𝑇2 𝑇3 − 𝑇2 (3.5) 𝜂𝑡 = 1 − 𝑇1 1 = 1− (𝛾−1) 𝑇2 𝑟 (3.6) γ representa a razão entre a capacidade térmica à pressão e a volume constantes. Na figura abaixo, pode-se notar a influência de r e γ na eficiência do Ciclo Otto: 5 Figura 3 – Influência de r e γ na eficiência do Ciclo Otto O trabalho produzido por um motor de Ciclo Otto é dado por: 2 𝑊12 = 𝑃𝑑𝑉 = 1 4 𝑊34 = 𝑃𝑑𝑉 = 3 𝑃2 𝑉2 − 𝑃1 𝑉1 𝛾−1 𝑃3 𝑉3 − 𝑃4 𝑉4 𝛾−1 (3.7) 𝑊𝑙 = 𝑊34 − 𝑊12 = 𝑃3 𝑉3 − 𝑃4 𝑉4 𝑃2 𝑉2 − 𝑃1 𝑉1 − 𝛾−1 𝛾−1 (3.8) No caso de processos adiabáticos, tem-se: 𝛾 𝛾 𝛾 𝛾 𝑃1 𝑉1 = 𝑃2 𝑉2 → 𝑃3 𝑉3 = 𝑃4 𝑉4 → 𝑃2 𝑉1 = 𝑃1 𝑉2 𝛾 𝑃3 𝑉4 = 𝑃4 𝑉3 𝛾 = 𝑟𝛾 = 𝑟𝛾 (3.9) 6 De onde 𝑃2 𝑃3 𝑃3 𝑃4 = = 𝑟 → = = 𝑟𝑝 𝑃1 𝑃4 𝑃2 𝑃1 𝑉1 = 𝑟 → 𝑉1 = 𝑟𝑉2 𝑉2 (3.10) Rearranjando a equação para o trabalho, tem-se: 𝑊𝑙 = 𝑃1 𝑉1 𝑃3 𝑉3 𝑃4 𝑉4 𝑃2 𝑉2 − − +1 𝛾 − 1 𝑃1 𝑉1 𝑃1 𝑉1 𝑃1 𝑉1 𝑊𝑙 = 𝑊𝑙 = 𝑃1 𝑉1 𝑟𝑝 𝑟 𝛾 𝑟𝛾 − 𝑟𝑝 − +1 𝛾−1 𝑟 𝑟 𝑃1 𝑉1 𝑟 𝑟 (𝛾 −1) − 𝑟𝑝 − 𝑟 (𝛾−1) + 1 𝛾−1 𝑝 𝑊𝑙 = 𝑃1 𝑉1 (𝑟 − 1)( 𝑟 𝛾−1 𝑝 𝛾−1 − 1) (3.11) A pressão média efetiva do Ciclo Otto é dada por: 𝑃𝑚𝑒 = 𝑊𝑙 𝑉𝑑 (3.12) 𝑉𝑑 é dado por: 𝑉𝑑 = 𝑉2 − 𝑉1 = 𝑉2 (𝑟 − 1) (3.13) 7 Reescrevendo a equação para a pressão média específica, tem-se: 𝑃𝑚𝑒 𝑃1 𝑉1 (𝑟 − 1)( 𝑟 𝛾−1 − 1) 𝛾−1 𝑝 = 𝑉2 (𝑟 − 1) Simplificando, chega-se à equação: 𝑃𝑚𝑒 = 𝑃1 𝑟 𝑟𝑝 − 1 𝑟 𝛾−1 − 1 𝛾−1 𝑟−1 (3.14) Após deduzir as equações supracitadas, pode-se concluir que:  O trabalho líquido é diretamente proporcional a 𝑟𝑝  A pressão média efetiva 𝑃𝑚𝑒 é um indicador do aumento do trabalho líquido com 𝑟𝑝 , para a razão de compressão e razão de calores específicos constante. 4. Descrição dos 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 8 9. Válvulas 10. Engrenagens de Distribuição  Componentes de Vedação 11. Juntas 12. Anéis 13. Retentores Abaixo, a figura traz de forma simplificada cada um dos componentes do motor que foram acima citados: Figura 4 - Modelo de um motor V6 e seus componentes A seguir, cada um dos componentes fixos, móveis e componentes de vedação serão descritos com mais detalhes. 4.1. Componentes Fixos 4.1.1. Bloco do Motor O bloco do motor ou bloco de cilindros é uma peça fundida em ferro ou alumínio que aloja os cilindros de um motor de combustão interna bem como os suportes de apoio da cambota (virabrequim). O diâmetro (conseqüentemente o volume) dos cilindros determina a cilindrada do motor [cm³]. 9 Além de alojar os cilindros, onde se movimentam os pistões, o bloco motor suporta duas outras peças: a cabeça do motor na parte superior e o cárter na parte inferior. A cabeça do motor é fixa ao bloco através da junta da cabeça que é atravessada por parafusos de fixação roscados no bloco. No interior do bloco existem também cavidades tubulares através das quais circula a água de arrefecimento, bem como o óleo de lubrificação cujo filtro também é geralmente fixo à estrutura. Quando a árvore de cames não é colocada na cabeça existem cavidades atravessadas pelas hastes impulsoras das válvulas. O bloco tem ligações e aberturas através das quais vários outros dispositivos são controlados através da rotação do virabrequim, como a bomba de água, bomba de combustível e distribuidor. O material de que os blocos são constituídos tem que permitir a moldagem de todas as aberturas e passagens indispensáveis, como também suportar as elevadas temperaturas geradas pela combustão do combustível no interior do bloco e permitir a rápida dissipação do calor. Os materiais mais usados são o ferro fundido e alumínio, este último mais leve e com melhores propriedades dissipadoras, mas de preço mais elevado. Resistindo pior ao atrito dos pistões os blocos de alumínio têm os cilindros normalmente revestidos com camisas de aço. Figura 5 - Exemplo de um Bloco de Motor 4.1.2. Cabeçote do Motor 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 10 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. Além de facilitar a manutenção do motor, a cabeça do motor é a chave para o bom desempenho, por determinar o formato da câmara de combustão, a passagem dos gases de admissão e escape, o funcionamento das válvulas e seu comando. Pode se elaborar um motor totalmente diferente em desempenho apenas alterando o cabeçote. Usualmente é fabricado a partir do mesmo material do restante do bloco, ferro fundido, ou em motores de alto desempenho, ligas de alumínio. Como o restante do bloco, contém tubagens separadas para passagem de lubrificante e água da refrigeração. Figura 6 – Cabeçote de motor a combustão interna 4.1.3. Cárter do Motor O cárter é um recipiente metálico que protege e assegura a lubrificação de certo mecanismos. Deve o seu nome ao engenheiro inglês J. Harrisson Carter que o propôs durante uma exposição das bicicletas Sunbeam em 1889 vindo a ser adotado pela marca a partir de 1897. O cárter envolve a parte inferior do motor alojando o virabrequim e protegendo as partes móveis de objetos estranhos. Em motores quatro tempos, o cárter assegura a lubrificação das partes móveis do motor e protege a cambota e bielas das agressões do exterior. O chamado cárter superior é fundido juntamente com o bloco do motor e nele se encontram os apoios da cambota. O cárter inferior é uma espécie de tabuleiro no qual cai o óleo de lubrificação que é espalhado nas áreas móveis do motor. O Carter úmido é o mais comum de ser encontrado em veículos de série, tem uma dimensão adequada (quatro a seis litros) para conter todo o óleo de lubrificação. Na sua superfície inferior possui uma tampa de rosca através da qual é possível esvaziar todo o seu conteúdo. O óleo aqui armazenado é colocado em circulação através da bomba de óleo que o espalha nas zonas móveis do motor. Dos cilindros e dos apoios da cambota cai novamente para o cárter e volta a ser disperso num ciclo sucessivo. No seu nível máximo, o óleo do cárter não atinge o virabrequim, pois, se o fizesse, a elevada rotação desta provocaria um "borbulhar", que, em última instância, dificultaria a ação da bomba de óleo e poderia provocar sérios danos ao veículo. 11 Quando o óleo está num nível reduzido, e no caso de curvas a alta velocidade ou travagens bruscas, o óleo pode-se deslocar ao longo do cárter por ação da força centrífuga ou da inércia deixando as entradas dos tubos de aspiração para a bomba de óleo descobertas impedindo esta de fazê-lo chegar aos locais adequados e podendo provocar graves danos ao motor. No sistema de cárter seco o óleo é armazenado num reservatório exterior sendo aspirado do cárter (que assim pode ter uma dimensão bem menor, pois não tem que armazenar o óleo) para esse depósito. Neste sistema há duas bombas de óleo: uma que aspira ao óleo do cárter para o reservatório exterior e outra que o coloca em circulação para as zonas adequadas. Apesar de mais dispendioso, mais pesado e mais complexo, este sistema apresenta algumas vantagens, face ao menor volume do cárter, permitir colocar o bloco motor numa posição mais próxima do solo diminuindo assim o centro de gravidade da carroceria e melhorando a estabilidade aerodinâmica. O depósito exterior pode conter um maior volume de óleo, uma pressão mais estabilizada e sistemas adicionais de arrefecimento do óleo. A ausência de mistura com gases do motor pode ainda significar melhorias na disponibilidade de potência do motor. Este tipo de cárter é mais freqüente nos motores dos veículos de competição. Durante o funcionamento do motor, uma pequena quantidade de combustível não consumido na combustão no cilindro bem como gases de escape podem atravessar os segmentos dos pistões e chegar ao cárter. Se estes gases se mantiverem e condensarem no interior do cárter provocarão a diluição do óleo e diminuindo assim as suas propriedades lubrificantes. A presença de água pode ainda provocar a oxidação de algumas das peças do motor. Para contrariar esta situação, há um sistema de ventilação do cárter que lhe fornece ar fresco do filtro de ar e que sai, atravessando uma válvula especial colocada no próprio cárter, para o coletor de admissão. Este, estando a uma menor pressão do que o cárter tem um efeito de sucção sobre os gases presentes impedindo a sua concentração. Motores antigos ou danificados podem gerar fugas significativas de vapores através dos segmentos dos pistões para o cárter, fugas essas que o sistema de escoamento do ar não consiga aspirar. Em conseqüência pode haver perda de potência e ser necessário retificar o motor. As correntes e engrenagens do sistema de distribuição do motor, que assegura a transmissão do movimento do virabrequim à árvore de cames quando está situada à cabeça e a outros mecanismos estão protegidas por uma tampa metálica chamada cárter de distribuição. Figura 7 - Cárter de um motor de 4 tempos 12 4.2. Componentes Móveis 4.2.1. Êmbolos ou Pistões O pistão ou êmbolo de um motor é uma peça cilíndrica normalmente feita de alumínio ou liga de alumínio, que se move longitudinalmente no interior do cilindro dos motores de explosão. Tem a forma de um copo cilíndrico invertido sendo que a superfície direcionada para a câmara de combustão denominada fundo ou cabeça do pistão. A parte média é normalmente chamada de corpo, onde existem dois orifícios circulares que alojam o eixo do pistão que o une à biela. A parte mais afastada da cabeça é denominada a calça do pistão. Os dois orifícios circulares que possui na parte média são reforçados e opostos e destina-se a possibilitar a sua fixação ao pé da biela através de um eixo em aço conhecido como pino do pistão, eixo do êmbolo ou passador. Para que este eixo não se desloque pelos orifícios desgastando e deteriorando o cilindro do motor, é mantido em posição dentro do pistão através de retentores adequados (anéis travas) ou revestido de um material que não danifique a superfície do cilindro durante o movimento do pistão. Devido à fixação pistão-biela que oscila transversalmente ao motor, o pino do pistão tem um orientação longitudinal face ao motor, ou seja, paralelo ao virabrequim. Durante a sua deslocação no interior do cilindro, o pistão deveria aderir totalmente a este de forma a que não houvesse fugas de gases que diminuíssem a força da compressão ou da explosão da mistura. Face ao forte atrito que tal provocaria a solução encontrada foi deixar uma pequena folga entre o pistão e o cilindro tende aquele um menos diâmetro e colocando uns anéis, também chamados segmentos ou aros do êmbolo, em volta do pistão assegurando o isolamento necessário. Esta folga garante ainda espaço para que o pistão se possa dilatar com o aquecimento do motor sem aderir ao cilindro envolvente ficando impedido de se movimentar. Os segmentos encontram-se alojados em sulcos efetuados na superfície exterior e são fabricados num material menos duro que o material que constitui o bloco do motor de forma a que sejam aqueles e não este a desgastarem-se com o uso. Os dois ou três anéis situados mais perto da cabeça do pistão são chamados segmentos de compressão e têm por finalidade assegurar que não haja fuga da mistura gasosa na altura em que o pistão efetua o seu movimento compressor. O anel que se encontra mais perto da câmara de combustão é chamado anel de fogo, pois é o que contém a explosão que se dá no cilindro vedando a passagem dos gases. Os anéis de fogo são revestidos a cromo o que lhes aumenta a resistência às condições extremas de funcionamento a que são sujeitos, permitindo simultaneamente uma melhor lubrificação, pois retêm o óleo na sua superfície diminuindo assim o atrito. O uso deste revestimento permitiu duplicar a durabilidade dos segmentos e reduzir em mais de 50% o desgaste dos cilindros. Na posição mais afastada da cabeça do pistão situa-se o chamado segmento ou anel raspador ou anel do óleo que possui um conjunto de orifícios em contacto com o interior do pistão e cujo objetivo é, quando da sua descida durante a fase de explosão no ciclo de quatro tempos retirar o óleo lubrificante que cobre a superfície do cilindro de forma a que este não se misture com o ar que entrará na fase seguinte. 13 Através das aberturas que comunicam com o interior do pistão este óleo vai lubrificar o próprio pé da biela caindo no cárter para ser reaproveitado posteriormente. Os pistões mais antigos eram construídos em ferro fundido tendo sido mais tarde melhoradas as suas características estanhando ou niquelando as superfícies em contacto com os cilindros. Num motor rodando a 3.000 rotações por minuto, o pistão realiza um movimento completo ao longo do cilindro a cada centésimo de segundo. Este elevado ritmo, e a temperatura de cerca de 300 °C atingida pela cabeça do pistão levou à introdução do alumínio e ligas de alumínio, mais leves e com uma maior capacidade de dissipação do calor. O uso do alumínio veio, todavia trazer uma dificuldade: sendo o coeficiente de dilatação deste bastante superior ao do ferro fundido Coeficientes de dilatação linear, a folga do pistão teria que ser excessivamente grande enquanto o motor ainda estivesse a baixa temperatura. Nestas circunstâncias ouviria-se o "bater" do pistão contra as paredes do cilindro. O movimento de vai-vem do pistão é controlado pela biela que por sua vez está articulada com ao virabrequim. Este movimento provoca uma força perpendicular ao comprimento da cambota que exerce esforços laterais sobre os cilindros e tende a provocar, com o funcionamento do motor, alguma ovalização dos respectivos orifícios. Entre as soluções encontradas para estes problemas contam-se:  Fabricar a saia do pistão mais larga que a cabeça, mas com umas ranhuras de forma a que a dilatação se estenda para essas ranhuras sem provocar o "agarrar" ao cilindro;  Colocar no interior da saia uma armadura em metal Invar (à base de Fe e Ni) que, tendo um baixíssimo coeficiente de dilação térmica, impede a saia de se dilatar;  Envolver a zona da saia por segmentos em Invar impedindo a dilatação desta.  Fabricar a cabeça do pistão em alumínio e a saia em aço.  Fabricar os pistões ligeiramente ovalizados, com o eixo maior no sentido da oscilação, de forma a que após aquecimento fiquem devidamente ajustados ao cilindro. Com o uso os segmentos vão-se desgastando. Quando isso ocorre os anéis gastos começam a puxar o óleo para dentro do cilindro onde se queima juntamente com o combustível provocando carbonização e um fumo negro característico no escape. O consumo de combustível aumenta, pois a taxa de compressão fica também diminuída, deixando passar mistura não queimada para dentro do cárter e o óleo lubrificante do motor faz o sentido inverso. Diâmetro e Curso Para o cálculo da cilindrada do motor, deve-se saber o volume útil máximo existente no interior do cilindro, a distância percorrida no interior do cilindro pelo pistão, chamada "curso", geralmente indicada em milímetros e com o diâmetro do cilindro, indicado igualmente em milímetros. É freqüente encontrarem-se valores quer de diâmetros quer de cursos oscilando entre 65 mm a 95 mm. 14 Quando o curso e o diâmetro do pistão têm o mesmo comprimento os motores são chamados de 'quadrados', quando o diâmetro é maior que o curso, são chamados de 'superquadrados' e quando o diâmetro é menor que o curso, de 'subquadrados'. Motores superquadrados têm melhor funcionamento em rotações elevadas, como em carros de competição, motores subquadrados têm melhor funcionamento em rotações baixas, sendo este a maior parte dos motores a diesel, e o quadrado têm um funcionamento mais homogêneo em todas as faixas de rotação. Figura 8 – Exemplo de um Pistão de motor automobilístico 4.2.2. Árvore ou Eixo de Manivelas (Virabrequim) O virabrequim, eixo de manivelas ou árvore de manivelas é a componente do motor para onde é transferida a força da explosão ou combustão do carburante por meio da cabeça da biela (formando um mecanismo biela-manivela (mecanismo), que, por sua vez, se liga com o êmbolo (pistão)), transformando a expansão de gás em energia mecânica. Na extremidade anterior do virabrequim encontra-se uma roldana responsável por fazer girar vários dispositivos como, por exemplo, bomba da direção hidráulica, bomba do arcondicionado, bomba de água etc. Na outra extremidade encontra-se o volante do motor, que liga à caixa de velocidades — cuja força-motriz será transmitida ou não, dependendo da pressão da embreagem. Os esticões provocados pela explosão ou combustão são suavizados pela inércia do volante motor e pelos apoios. Muitas vezes, ao realizar tuning num automóvel opta-se por reduzir ligeiramente o peso do volante motor, conseguindo assim obter uma maior aceleração. No entanto, esta alteração tem a desvantagem de aumentar as vibrações produzidas pelo motor. Figura 9 – Exemplo de um eixo virabrequim de um motor 4 tempos 15 4.2.3. Bielas Uma biela é toda peça de uma máquina que serve para transmitir ou transformar o movimento retilíneo alternativo em circular contínuo. Um exemplo de biela no interior de um motor de automóvel é a peça que liga o êmbolo (pistão) à cambota. A cabeça (a parte mais larga) é apertada à cambota por meio de parafusos e a extremidade oposta é trancada pela cavilha do êmbolo, no interior da sua saia. Enquanto esta extremidade se desloca para cima e para baixo (solidária com o movimento do pistão), a cabeça descreve um movimento circular. Não tem, portanto, qualquer mecanismo de atenuação do esticão do pistão quando da explosão ou combustão, pelo que o movimento brusco seria transmitido diretamente do virabrequim para o eixo com este, por sua vez, sofrendo as conseqüências da explosão - vibrações. Esta função é assegurada pelos moentes de apoio do virabrequim e pelo volante do motor. Algumas bielas dispõem de uma cabeça com ligação oblíqua, facilitando o acesso durante a montagem e desmontagem do motor. A Biela é usinada geralmente na seguinte ordem: 1-Usinagem de desbaste dos olhais: A peça chega a essa operação no material bruto. Com uma retífica, desbasta-se a medida da espessura do olhal maior e menor. 2-Separação de capa e corpo: Com uma serra separa-se o corpo da capa da peça. 3-Brochamento: Com uma brochadeira, desbastam-se as áreas internas do olhal maior 4-Usinagem dos furos: Nessa operação se usinam os furos da capa e do corpo, inclusive o furo de desbaste do olhal menor. Também são fresados os topos da capa e é usinada a rosca que irá fixar capa e corpo novamente. 5-Acabamento das faces de contato de capa e corpo: Com uma retífica usinam-se em acabamento as faces de contato da capa e do corpo, para que não se formem faces irregulares que acabariam por prejudicar a usinagem nas operações seguintes. 6-Junção da capa e corpo: Com uma apertadeira pneumática, se junta a capa e o corpo para que sejam usinados em conjunto novamente. Capa e corpo se separam novamente durante a montagem no motor. 7-Usinagem de acabamento do olhal maior: Com uma retífica usina-se a medida final, com o acabamento final da espessura do olhal maior. 8-Usinagem de desbaste interno dos olhais: Com uma mandriladora, mais uma vez desbasta-se a medida interna dos olhais. 9-Usinagem das chavetas de encaixe da bronzina: Com uma fresadora são usinadas as chavetas de encaixe das bronzinas. 10-Brunimento dos olhais: Com uma brunidora, é dado o acabamento dos olhais. 11-Lavagem: Com uma lavadora de peças, eliminam-se os cavacos, borras e resíduos de óleo da peça. 16 12-Inspeção final: Com auxilio de computadores de alta precisão, as peças são inspecionadas para verificação das medidas finais. Após isso as peças serão montadas no motor. Figura 10 – Biela de um motor a combustão interna 4.2.4. Volante do Motor O volante do motor é a parte do motor que transforma o movimento linear dos pistões em movimento circular (rotação). Trata-se de uma peça de material pesado, unido à cambota (virabrequim) de um motor, ajudando a manter o equilíbrio e contribuindo para a redução das vibrações e os esticões provocados pela explosão do carburante. É contra o volante do motor que o disco de embreagem faz pressão que, através das suas superfícies anti-deslizantes (que aumentam o atrito) permitem ou desligam a transferência da energia mecânica (rotação) para a caixa de velocidades. Figura 11 – Volante de um motor tunado 4.2.5. Árvore ou Eixo de Comando de Válvulas A árvore de cames, também chamada árvore de comando de válvulas, é um mecanismo destinado a regular a abertura das válvulas num motor de combustão interna, que consiste num veio cilíndrico no qual estão fixados um conjunto de peças ovaladas, chamadas cames, excêntricos ou ressaltos, uma por válvula a controlar. Este veio tem um conjunto de apoios que asseguram a sua estabilidade durante o movimento rotativo a que é sujeito. 17 A rotação da árvore de cames é controlada pelo movimento do virabrequim, ou diretamente, através de engrenagens, ou indiretamente através de uma corrente chamada "corrente de distribuição". No motor a quatro tempos a árvore de cames roda a metade da velocidade do virabrequim. No motor a dois tempos não há árvore de comando, uma vez que a entrada e saída de gases do cilindro é feita através de janelas, e não de válvulas. Dependendo da localização da árvore de cames assim esta atua diretamente sobre as válvulas, árvore de cames "à cabeça", ou, se estiver localizada lateralmente, através de uma alavanca chamada "balanceiro". Alguns motores possuem duas árvores de cames localizadas na cabeça (cabeçote) do motor uma para as válvulas de admissão e outra para as válvulas de escape. A esta configuração chama-se DOHC, acrônimo de Dual Overhead Cam, já os motores que usam uma árvore simples é denominado SOHC. Motores em V poderão ter quatro árvores de cames, duas para cada bloco de cilindros. O momento em que se processa a abertura e fechamento das válvulas é vital para o funcionamento correto do motor. Uma desafinação neste processo pode provocar importantes perdas de desempenho. Na figura é identificado a azul o excêntrico da árvore de cames que controla as válvulas de admissão do motor: Figura 12 – Excêntrico da árvore de came controla o sincronismo do motor A válvula é aberta quando o ponto A chega ao contato com o impulsor da válvula e permanece aberta até passar pelo ponto assinalado B. A configuração desta área AB determina o tempo em que a válvula controlada estará aberta o que depende das opções do fabricante em relação às características de cada motor. Os excêntricos que controlam as válvulas de escape e de admissão têm desenhos diferente sendo o tempo de abertura das válvulas de admissão geralmente superior ao das de escape. Alguns construtores adotaram um sistema de distribuição variável, de forma a aumentar a potência e reduzir o consumo dos seus automóveis. O mais conhecido é a Honda, com o seu sistema VTEC que consegue variar a abertura, fase e cruzamento das válvulas. O Honda S2000 possui 240cv extraídos de um motor de apenas 2000cc, o que é um recorde de potência específica para um motor atmosférico. Através da adição de um turbo - compressor é muito fácil duplicar esta potência. 18 Figura 13 – Eixo de comando de válvulas 4.2.6. Válvulas A válvula de um motor de combustão interna é um dispositivo que visa permitir ou bloquear a entrada ou a saída de gases dos cilindros do motor. Figura 14 – Esquema de uma válvula A válvula é constituída por uma cabeça em forma de disco (1) na imagem da figura 14 fixa a uma haste cilíndrica (2). A haste desliza dentro de uma guia (7) constituída por metal que provoque reduzida fricção ( ferro fundido, bronze). O topo da haste está em contacto mecânico com um impulsor (4) que, acionado pelo excêntrico (5) da árvore de cames, provoca a sua abertura e a conseqüente entrada ou saída dos gases do motor. Uma mola (3) assegura que a válvula regressa à sua posição de fecho mal deixe de haver pressão mecânica para a sua abertura. Em alguns motores este regresso da válvula à sua posição de repouso sobre o assento, também chamado "sede", da válvula (6) é conseguido por comandos pneumáticos e não mecânicos. O topo da haste está em contacto mecânico com um impulsor (4) que, acionado pelo excêntrico (5) da árvore de cames, provoca a sua abertura e a conseqüente entrada ou saída dos gases do motor. Uma mola (3) assegura que a válvula regressa à sua posição de fecho mal deixe de haver pressão mecânica para a sua abertura. 19 Em alguns motores este regresso da válvula à sua posição de repouso sobre o assento, também chamado "sede", da válvula (6) é conseguido por comandos pneumáticos e não mecânicos. Alguns motores de competição - em meados dos anos 50 da Mercedes Benz e atualmente os das motos Ducati - têm um tipo de válvulas em que o movimento de fechamento também é forçado pelo excêntrico da árvore de comando de válvulas, não existindo assim a mola de retorno. Este sistema é chamado de desmodrômico por derivação do grego desmos (controlado, ligado) e dromos (curso, percurso). O sistema VTEC desenvolvido pela HONDA proporciona um controlo eletrônico das válvulas do motor, possibilitando variar o seu tempo de abertura e o curso das mesmas, tornando possível abrir as válvulas em maior ou menor grau, bem como determinar o período de tempo em que deverão permanecer abertas. Alguns motores possuem o sistema VTEC apenas nas válvulas de admissão, enquanto que outros mais desportivos possuem nas de admissão e escape. O sistema Valvetronic desenvolvido pela BMW proporciona um controlo eletrônico das válvulas do motor, possibilitando determinar eletronicamente quer o seu tempo de abertura quer o curso da mesma, tornando possível abrir as válvulas em maior ou menor grau, bem como determinar o período de tempo em que deverão permanecer abertas. A cabeça das válvulas de admissão atinge uma temperatura de cerca de 250 °C e a sua haste é sujeita a cerca de 100 ºC, enquanto que as válvulas de escape atingem temperaturas bastante superiores: 750º na cabeça da válvula e 400º na respectiva haste. A elevada temperatura das válvulas de escape faz com que algumas delas sejam ocas, tendo no interior sódio que, fundido a cerca de 100 °C e deslocado pelo movimento alternado da válvula, permite que o calor gerado se dissipe rapidamente e a válvula seja sujeita a um menor desgaste. As válvulas podem ter duas disposições face aos cilindros:  Laterais também chamadas simplesmente SV, acrônimo do inglês Side Valve, ou  À cabeçote chamadas OHV acrônimo de OverHead Valve. Hoje em dia mais de 97% dos motores automobilísticos possuem as válvulas a cabeçote. De forma a aumentar a eficiência dos motores, cada cilindro pode ter mais do que duas válvulas, sendo freqüentes cilindros com quatro válvulas, duas de admissão e duas de escape. Os automóveis são por vezes identificados pelo número total de válvulas que os seus motores possuem: um motor de quatro cilindros com quatro válvulas por cilindro denomina-se um "motor de dezesseis válvulas" (16 V), sendo um motor de 6 cilindros com 4 válvulas denomina-se um 24V. Num motor a quatro tempos, cada válvula abre e fecha durante cada duas voltas do virabreq uim do motor, o que leva a que um motor funcionando a 6.000 RPM necessite que cada válvula abra e feche a um ritmo de cinqüenta vezes por segundo. A esta elevada velocidade a própria inércia da mola pode impedi-la de fechar totalmente e provocar vibrações nas válvulas que impeçam o seu fechamento correto, prejudicando assim o desempenho do motor. 20 Para ultrapassar esta dificuldade, para além dos comandos hidráulicos ou desmodrômicos já referidos, utilizamse duas molas concêntricas que, para além de protegerem o motor no caso de quebra de uma mola, asseguram um funcionamento mais suave a altas rotações. Nos motores mais antigos a operação de mudança de válvulas tinha que ser efetuada com regularidade devido ao elevado desgaste provocado pelo seu funcionamento. A gasolina com adição de tetraetilchumbo à gasolina, agora proibido em Portugal e no Brasil, reduzia este problema, pois o chumbo depositava-se no assentamento das válvulas. O uso de ligas de aço mais resistentes e o revestimento das cabeças das válvulas e da sede de assentamento destas com estiletes vieram tornar a operação de mudança de válvulas desnecessária e retirar a utilidade do uso de gasolina com chumbo. 4.2.7. Engrenagens de distribuição São responsáveis por acionar o eixo de comando de válvulas, juntamente com correias dentadas, por exemplo. Pode-se usar tanto correias como correntes para fazer tal acionamento. Numa toada muito genérica, as correntes dependendo das tolerâncias dos fabricantes, tem vida superior a 350 mil km, mas têm a desvantagem de encarecerem o conjunto. As correntes às vezes também não são escolhidas para certos motores, pois esticam e começam a fazer muitos ruídos, por ganharem folgas e em motores a gasolina muito rotativos podem causar flutuações no acerto do timing das cames quando há folgas. Por isso se vêm mais correntes nos motores diesel, embora alguns motores a gasolina que façam menos de 7000 RPM também usem correntes, mas alguns fabricantes aconselham a substituição das mesmas aos 200 mil km Um sistema de correias é muito mais econômico na construção do motor mas torna o bloco maior com todo o sistema de polias e tensores e ao mesmo tempo necessita de várias substituições ao longo da vida útil do motor. Figura 15 – Eixo do comando de válvulas, correia dentada e engrenagem de distribuição 21 4.3. Componentes de Vedação Entre os principais componentes de vedação do motor, podem-se citar as juntas, os anéis e os retentores: Figuras 16 - Principais componentes de vedação 4.3.1. Juntas Uma junta é um objeto que permite o acoplamento mecânico entre dois objetos, preenchendo o espaço entre eles, permitindo a sua fixação com firmeza e impedindo, quando estes transportam fluidos, a fuga do conteúdo para o exterior. Devido às suas características a junta permite unir superfícies que possuam irregularidades. Essas superfícies são unidas geralmente pelo uso de parafusos ou rebites. Dada a aplicação a que se destinam podem ser de papel, borracha, aglomerado de cortiça com borracha, silicone, metal, fibra de vidro. Para certas aplicações especiais, como juntas da cabeça para motores de automóvel, foi usado até à sua proibição o amianto entre chapas metálicas de cobre, sendo atualmente substituído por cartões especiais, habitualmente grafitados e resistentes a altas temperaturas. As juntas de cabeça poderão também ser produzidas com lâminas de aço sobrepostas tendo, neste caso, a designação de multi-layers. É indispensável que o material que constitui as juntas tenha uma boa compressibilidade de forma a conseguir preencher as eventuais imperfeições dos objetos a unir. Em função das aplicações, as juntas podem ter que possuir uma elevada resistência química (quando entram em contacto com substâncias corrosivas), de temperatura ou mecânica. 22 Figura 17 – (1) Anilha de borracha (2) Anilha de fibra (3) Juntas de papel (4) Junta da cabeça de um motor 4.3.2. Anéis Além da vedação e compressão, são responsáveis pela lubrificação das paredes do cilindro reduzindo o atrito e conseqüentemente a temperatura dos componentes. Figura 18– Anéis presos ao pistão do motor 23 4.3.3. Retentores São responsáveis pela vedação dos fluidos existentes no motor (óleo, água e graxa). Figura 19 - Exemplo de retentores usados em motores Otto Com as informações descritas acima, é possível entender o funcionamento mecânico e o ciclo termodinâmico presentes em motor a combustão interna baseado no Ciclo Otto. Como na indústria automobilística moderna a eletrônica e microeletrônica vem possibilitando grandes avanços tecnológicos no que se diz respeito ao desempenho, melhoria de economia e confiabilidade do sistema, por exemplo, será feita uma breve abordagem acerca de sistemas de injeção eletrônica neste relatório. 5. Sistema de Injeção Eletrônica A injeção eletrônica é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento eletrônico de um motor de um automóvel - motor a explosão. Sua utilização em larga escala se deve à necessidade das indústrias de automóveis reduzirem o índice de emissão de gases poluentes. Esse sistema permite um controle mais eficaz da mistura admitida pelo motor, mantendo-a mais próxima da mistura estequiométrica (mistura ar / combustível), isso se traduz em maior economia de combustível já que o motor trabalha sempre com a mistura adequada e também melhora a performance do motor. O sistema faz a leitura de diversos sensores espalhados em pontos estratégicos do motor, examina as informações e com base em outras informações gravadas em sua memória envia comandos para diversos atuadores espalhados em pontos estratégicos do motor. Esse procedimento é efetuado varias vezes por minuto com base nos movimentos do virabrequim. Esse sistema possui vários componentes, o principal é a Central, onde ficam gravadas as informações do veículo e os seus parâmetros de fábrica, ela também realiza os cálculos programados para gerenciar o motor (alimentação e ignição). Os outros componentes podem ser divididos em dois grupos: Sensores e Atuadores. 24 Os sensores são componentes que captam informações para a central, transformando movimentos, pressões, e outros, em sinais elétricos para que a central possa analisar e decidir qual estratégia seguir. Figura 20 - Corpo de borboleta, o sensor de posição da borboleta é montado no eixo da mesma. Abaixo, serão descritos os principais sensores presentes em um sistema de injeção eletrônica de motor automotivo:  Sensor de posição da borboleta de aceleração. Este sensor informa à central a posição instantânea da borboleta. Ele é montado junto ao eixo da mesma, e permite à central identificar a potência que o condutor esta requerendo do motor, entre outras estratégias de funcionamento.  Sensor temperatura líquido de arrefecimento. Informa à central a temperatura do líquido de arrefecimento, o que é muito importante, pois identifica a temperatura do motor. Nos momentos mais frios o motor necessita de mais combustível.  Sensor temperatura ar. Este informa à central a temperatura do ar que entra no motor. Junto com o sensor de pressão, a central consegue calcular a massa de ar admitido pelo motor e assim determinar a quantidade de combustível adequada para uma combustão completa.  Sensor pressão do coletor. Responsável por informar a diferença de pressão do ar dentro do coletor de admissão, entre a borboleta e o motor, e o ar atmosférico.  Sensor rotação. Informa a central a rotação do motor e na maioria dos sistemas a posição dos êmbolos, para a central realizar o sincronismo da injeção e ignição. Na maioria dos projetos ele é montado acima de uma roda magnética dentada fixada no virabrequim, mas pode ser encontrado em outros eixos também.  Sensor detonação. Permite à central detectar batidas de pino no interior do motor. Este sensor é fundamental para a vida do motor, já que os motores modernos trabalham em condições criticas, a central diminui o ângulo de avanço de ignição a fim de eliminar o evento denominado como "detonação", tornando a avançá-lo posteriormente (corta potência para prevenir uma quebra). 25  Sensor velocidade. Informa a velocidade do automóvel, essencial para varias estratégias da central.  Sonda lambda ou Sensor Oxigênio. Este sensor fica localizado no escapamento do automóvel, ele informa a central a presença de oxigênio nos gases de escape, podendo designar-se por sensor O2 é responsável pelo equilíbrio da injeção, pois ele tem a função de enviar a informação de qual é o estado dos gases á saída do motor (pobres/ricos) e é em função desta informação que a unidade do motor controla o pulso da injeção. Nos automóveis que podem rodar com mais de um combustível ou com uma mistura entre eles (denominados Flexfuel ou Bicombustíveis, gasolina / álcool no Brasil) a central consegue identificar o combustível utilizado, ou a mistura entre eles, através do sinal deste sensor. Os Atuadores são componentes responsáveis pelo controle do motor, recebendo os sinais elétricos da central eles controlam as reações do motor. Figura 21 - Injetor de combustível do tipo multiponto indireto.  Injetores. Responsáveis pela injeção de combustível no motor, a central controla a quantidade de combustível através do tempo que mantêm o injetor aberto (tempo de injeção). Esses podem ser classificados por seu sistema de funcionamento: monoponto (com apenas um injetor para todos os cilindros) e multiponto (com um injetor por cilindro). Sendo que esses injetam combustível de forma indireta, antes das válvulas de admissão, existe também a injeção direta, que os injetores de combustível injetam dentro da câmara de combustão.  Bobinas. Componente que fornece a faísca (centelha) para o motor. Os sistemas antigos (ignição convencional) utilizam uma bobina e um distribuidor para distribuir a faísca a todos os cilindros, já os sistemas modernos (ignição estática) utilizam uma bobina ligada diretamente a dois cilindros ou até uma bobina por cilindro. A central é responsável pelo avanço e sincronismo das faíscas Figura 22 - Motor de passo, através do movimento da ponta cônica ele permite mais ou menos passagem de ar. 26  Motor corretor marcha lenta ou motor de passo. Utilizado para permitir uma entrada de ar suficiente para que o motor mantenha a marcha lenta, indiferente as exigências do ar-condicionado, alternador e outros que possam afetar sua estabilidade. Normalmente o atuador é instalado em um desvio (by pass) da borboleta, podendo controlar o fluxo de ar enquanto ela se encontra em repouso.  Bomba de combustível. Responsável por fornecer o combustível sob pressão aos injetores. Na maioria dos sistemas é instalada dentro do reservatório (tanque) do automóvel, ela bombeia o combustível de forma constante e pressurizada, passando pelo filtro de combustível até chegar aos injetores.  Válvula purga canister. Permite a circulação dos gases gerados no reservatório de combustível para o motor. Normalmente é acionada com motor em alta exigência.  Eletroventilador de arrefecimento. Posicionado atrás do radiador, ele é acionado quando o motor encontra-se em uma temperatura alta, gerando passagem de ar pelo radiador mesmo quando o automóvel estiver parado. Nos sistemas modernos ele é desativado se o automóvel estiver acima de 90 km/H.  Luz avaria do sistema. Permite a central avisar ao condutor do automóvel que existe uma avaria no sistema da injeção eletrônica, ela armazena um código de falha referente ao componente e aciona a estratégia de funcionamento para o respectivo componente permitindo que o veículo seja conduzido até um local seguro ou uma oficina. Figura 23 - Tubo distribuidor e injetores de combustível, usados nos modelos multiponto de injeção indireta. Esse sistema é muito mais durável e robusto que o carburador, mas também precisa de manutenção, exemplo: os injetores devem ser limpos em períodos estipulados pelo fabricante, assim como o corpo de borboleta. A manutenção deve ser efetuada por um reparador capacitado, apesar de estar nos automóveis há vários anos, esta em constante evolução e possui componentes eletrônicos que manuseados de forma incorreta podem ser danificados. 27 Nos automóveis que utilizam esse sistema o proprietário deve optar pela manutenção preventiva, pois a manutenção corretiva é muito mais cara, um exemplo: se o filtro de combustível não for trocado no período correto ele causa a queima da bomba de combustível, um componente que custa cerca de 800% a mais do que o filtro. (no Brasil um filtro custa em torno de R$25,00 e uma bomba R$200,00). Para garantir um bom funcionamento do sistema e economizar leia o manual do automóvel e verifique as manutenções que devem ser efetuadas e o período correto para fazê-lo. 6. Controles de motores sofisticados Antes das leis de emissão entrarem em vigor, era possível construir um motor de carro sem microprocessadores. Com a lei cada vez mais rígida quanto às emissões de poluentes, esquemas de controles sofisticados foram necessários para regular a mistura ar-combustível de maneira que o catalisador possa remover grande parte da poluição do escapamento. Figura 24 - O computador de um Ford Ranger Controlar o motor é o trabalho mais intenso do computador em seu carro e a unidade de controle eletrônico (ECU) é o computador mais potente na maioria dos carros. A ECU usa controle de retroalimentação do circuito, método que monitora as saídas e entradas de um sistema para ter um controle efetivo desse sistema, gerenciando as emissões e o consumo de combustível do motor (assim como um hospedeiro de outros parâmetros). Juntando os dados dos vários diferentes sensores, a ECU sabe de tudo, desde a temperatura da água do radiador até a quantidade de oxigênio no escapamento. Com isso, executa milhões de cálculos a cada segundo, incluindo a observação de valores em tabelas e cálculos dos resultados de equações longas para decidir qual é o melhor avanço de ignição e determinar por quanto tempo o injetor de combustível deve ficar aberto. 28 A ECU faz tudo isso para assegurar uma emissão mais baixa e obter uma melhor quilometragem. Figura 25 - Os pinos deste conector interagem com sensores e dispositivos de controle por todo o carro Uma ECU moderna pode ter um processador de 40 MHz e 32 bits. Isto pode não parecer rápido comparado com o processador de 500 a 1000 MHz que você provavelmente tem em seu PC, mas lembre-se que o processador do seu carro usa um código muito mais eficiente do que o do seu computador. O tamanho médio do código em uma ECU usa menos de um megabyte (MB) de memória. 7. Conclusão Com os conceitos apresentados nesse relatório, pode-se concluir que a maioria dos motores automobilísticos operam em um ciclo de quatro tempos (Otto). No que tange ao uso os motores de ciclo Otto tem uma importância fundamental para a indústria atual, e com o advento de novas tecnologias esse processo e utilização é cada dia mais difundido. Motores mais eficientes foram desenvolvidos em razão do desenvolvimento de novos materiais, novas tecnologias eletrônicas. Estabelecendo algumas comparações entre os ciclos, determinando uma mesma razão de compressão e calor adicionado, nota-se que o ciclo Otto apresenta maior trabalho líquido e maior eficiência térmica, se comparado com o ciclo diesel. O ciclo 2 tempos é intermediário aos dois. Nota-se também que o ciclo Otto apresenta uma maior expansão do fluido de trabalho, quando comparado ao ciclo diesel. Considerando uma mesma razão de compressão e o mesmo calor rejeitado, nota-se que o motor Diesel possui uma maior eficiência térmica que o motor operando a Ciclo Otto. Para uma mesma pressão máxima e um mesmo calor fornecido, a rejeição de calor para o Ciclo Otto é maior que para o Ciclo Diesel no diagrama T-S. Desta forma, o Ciclo Diesel apresenta maior eficiência que o Ciclo Otto para uma mesma pressão máxima e mesmo calor de entrada. Este caso equivale ao Ciclo Diesel ter maior relação volumétrica de compressão do que o Ciclo Otto. Observa-se também que neste caso, o Ciclo Diesel apresenta maior expansão. Para a mesma pressão máxima e o mesmo trabalho líquido, o calor rejeitado no Ciclo Otto é maior que o calor rejeitado no Ciclo Diesel, portanto, este ciclo é mais eficiente neste caso particular. 29 Com tudo apresentado percebe-se que motores com ciclo Otto talvez nunca deixem de existir, devido a sua enorme utilização, mas como vem sendo feito, as indústrias e centros de pesquisas, terá que se desenvolver cada vez mais. Bibliografia http://www.mspc.eng.br/termo/termod0520.shtml http://www.fram.com.br/pdf/leve/modulo02.pdf http://www.demec.ufmg.br http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Otto http://pt.wikipedia.org/wiki/Cabe%C3%A7a_do_motor http://pt.wikipedia.org/wiki/Cambota http://pt.wikipedia.org/wiki/Junta_da_cabe%C3%A7a http://pt.wikipedia.org/wiki/Cilindro_%28motor%29 http://pt.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%A3o_do_motor http://pt.wikipedia.org/wiki/Injector http://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_%28motores%29 http://pt.wikipedia.org/wiki/Distribuidor http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81rvore_de_cames http://pt.wikipedia.org/wiki/Balanceiro http://pt.wikipedia.org/wiki/Vela_de_igni%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Volante_do_motor http://forum.autohoje.com/boxes/40635-diferenca-entre-correia-de-distribuicao-e-correia-dentada.html http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/segunda_lei/segunda_lei.html Prof. Dr. Antonio Moreira dos Santos, - Apostila de Ciclo Otto, USP, São Paulo, 2010 OBS: todas as páginas da web foram acessadas entre os dias 23 e 28 de outubro de 2010. 30