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Ciclos do motor térmico: teórico, real e operacional

Ciclos do motor térmico: teórico, real e operacional

O sistema operacional dos motores térmicos é baseado em um ciclo que se repete constantemente. No caso de motores de combustão interna, este ciclo consiste em:

  • Entrada da mistura ar-combustível na câmara de combustão com válvula de admissão aberta.

  • Combustão de combustível - quando o pistão está no ponto morto superior, a válvula de admissão fecha e a deflagração do combustível começa.

  • Expansão do cilindro: o pistão desce até o ponto morto inferior devido ao efeito da pressão, gerando trabalho mecânico com as válvulas fechadas. 

  • Expulsão dos gases produzidos pela abertura da válvula de exaustão.

Este ciclo gera um movimento mecânico, se o ciclo se repetir teremos um movimento mecânico constante.

Uma máquina de calor pode funcionar em muitos ciclos diferentes. Os ciclos mais comuns são: o ciclo diesel (para motores a diesel), o ciclo Otto (para motores a gasolina) e o ciclo Atkinson.

Ciclos de operação de um motor térmico

Por ciclo operacional entendemos a sucessão de operações que o fluido ativo executa no cilindro e é repetido periodicamente. A duração do ciclo operacional é medida pelo número de cursos dados pelo pistão para executá-lo.

Nesse sentido, dois tipos de motores térmicos são distinguidos:

  • Motor de 4 tempos. No motor de quatro tempos, o ciclo é realizado em 4 tempos do pistão. Este motor dá um ciclo a cada duas revoluções completas do eixo de comando.

  • Motor 2 tempos. O ciclo de dois tempos é executado apenas em 2 tempos do pistão. Os motores de dois tempos passam por cada volta do virabrequim.

No entanto, foram concebidos motores nos quais o ciclo operacional é verificado em 6 cursos do pistão.

Neste caso particular, quatro dos seis tempos são usados ​​para realizar as mesmas operações do ciclo de quatro tempos, e os dois restantes servem para reter a mistura de combustível dentro do cilindro a fim de permitir o combustível, quando não é muito voláteis, vaporizam completamente e se difundem no ar de combustão ou varrem o cilindro com ar fresco.

Esses motores, entretanto, não tiveram uma difusão prática.

Quais são os ciclos teóricos dos motores de combustão e para que servem?

O ciclo teórico de uma máquina térmica é uma aproximação teórica de seu funcionamento para calcular seu desempenho.

O ciclo de um motor é constituído pelas transformações físicas e químicas pelas quais o combustível passa durante sua passagem pelo motor.

O exame quantitativo desses fenômenos, levando em consideração todas as inúmeras variáveis, representa um problema muito complexo. Portanto, é comumente simplificado recorrendo a aproximações teóricas, cada uma das quais baseada em diferentes suposições simplificadas, que têm uma aproximação gradualmente crescente.

Como são obtidos os ciclos reais das máquinas térmicas?

O ciclo real de uma máquina térmica é obtido experimentalmente por meio de vários dispositivos indicadores. Esses dispositivos são capazes de registrar o diagrama de pressões em função dos volumes, em um cilindro de força de trabalho.

O diagrama indicado reflete as condições reais do ciclo e leva em consideração os seguintes aspectos:

  • Perdas de calor.

  • Tempo de queima.

  • Perdas causadas por atrito de fluido.

  • Duração do tempo de abertura da válvula.

  • Tempo de ignição.

  • Injeção de combustível e vazamentos de exaustão.

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Data de publicação: 28 de novembro de 2017
Última revisão: 25 de novembro de 2021