Ciclos Termodinamicos 5e495v

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA - AMAZONAS

Curso:

TÉCNICO DE NÍVEL MÉDIO EM MECÂNICA Disciplina:

MÁQUINAS TÉRMICAS

Assunto: CICLOS

TERMODINÂMICOS

CONTEÚDO CICLOS TERMODINÂMICOS

• • • • • • • • • •

Ciclo Carnot; Ciclo Rankine; Ciclo Otto (2 e 4 T); Ciclo Diesel (2 e 4 T); Rendimento Térmico; Eficiência Térmica; Potência; Torque; Ciclo Brayton; Ciclo Ericson.

CICLO DE CARNOT Desenvolvido p/ um motor térmico, teórico. Sadi Carnot (1796-1832) publicou em 1823 uma brochura intitulada “Reflexões sobre a potência motriz do fogo”.

Descrevia um ciclo ideal que, partindo da transformação de gases perfeitos, deveria ter um rendimento de aproximadamente t = 72%, o qual, aliás, nunca atingido por um motor térmico real. Ciclo de Carnot não pode ser realizado na prática.

Diagrama do Ciclo de Carnot - 4 Fases

DESCRIÇÃO TEÓRICA DO CICLO DE CARNOT TRANSFORFASE OBSERVAÇÃO MAÇÃO 1ª: Compressão Com Resfriamento do cilindro. 3-4 Isotérmica 2ª: 4-1

Compressão Adiabática

Sem resfriamento do cilindro, sem Troca de Calor entre o gás e o cilindro.

3ª: 1-2

Expansão Isotérmica

Com Aquecimento para manter temperatura constante.

Expansão Adiabática

Sem Reaquecimento do cilindro para que a massa gasosa retome o volume e a pressão do início da 1ª Fase.

4ª: 2-3

CICLO de CARNOT Curva abc mostra que a substância de trabalho está expandindo, realizando W positivo quando ela eleva o pistão carregado. Curva cda, mostra que a substância de trabalho está sendo comprimida, realizando W negativo sobre o ambiente ou o ambiente externo está realizando trabalho sobre ela quando o pistão carregado desce.

Ciclo de Carnot Sentido Anti-Horário: Funcionamento de uma Máquina Frigorífica, em seu máximo rendimento.

RENDIMENTO do CICLO de CARNOT Qb / Tb = Qa / Ta ou: Qa / Qb  Ta / Tb Logo: Qb / Qa = Tb / Ta Depende somente das temperaturas nas quais o calor é fornecido ou rejeitado. Então: t = (1 – TC / TH) x 100% t = (1 – T4 / T1) x 100% t = (1 – T2 / T1) x 100%

RENDIMENTO do CICLO de CARNOT P/ t máximo, todo calor da fonte quente deveria ser convertido em trabalho e se a temperatura da fonte fria fosse Zero Absoluto (0 ºK = - 273 ºC). Apenas parte da energia calorlífica extraída da Fonte Quente (Q12) realiza trabalho (W). O resto é dissipado para a Fonte Fria (Q34).

Necessariamente t < 100%. t = 100% é fisicamente impossível. Objetivo de Qualquer Motor - Transformar o máximo possível de energia extraída em trabalho.

CICLO de RANKINE Nome foi dado em razão do matemático escocês William John Macquorn Rankine. P/ variar a entalpia de um corpo, cada kg desse corpo deverá receber ou ceder uma certa quantidade de calor, causando-lhe transformações termodinâmicas em fases.

CICLO RANKINE

FASES

FLUIDO de TRABALHO

PROCESSO

1-2

BOMBEADO ISOENTROPICAMENTE

Eleva a pressão utilizando Bomba que consome Energia p/ realizar W interno.

2-3

AQUECIDO Pressurizado vai p/a caldeira onde ISOBARIé aquecido até se tornar vapor CAMENTE Q1 saturado e depois superaquecido.

3-4

EXPANDE-SE ISOENTROPICAMENTE

4-1

RESFRIADO Vapor entra no Condensador até ISOBARIa condição de líquido saturado, o CAMENTE Q2 qual retorna à bomba.

Vapor superaquecido flui p/ turbina p/ gerar W externo, reduzindo a pressão e a temperatura.

TRANSFORMAÇÕES TERMODINÂMICAS NO CICLO DE RANKINE

Fase

Trabalho

Compressão 1 - 2 Adiabática Isoentrópica

Aquecimento 2-3 Isobárico Expansão 3 - 4 Adiabática Isoentrópica Condensação 4-1 Isobárica

Equipamento

ENERGIA

Bomba

Wb = h’2 – h’1

Caldeira

Q1 = h”3 – h’2

Turbina

Wt = h”3 – h”4

Condensador

Q2 = h”4 – h’1

CICLO RANKINE REAL (Não-Ideal) Compressão pela bomba e expansão na turbina não são isoentrópicos. Estes processos não são reversíveis, e a entropia aumenta durante os processos (indicados na figura como ΔS). Isto faz com que a energia requerida pela bomba seja maior, e que o trabalho produzido pela turbina seja menor do que o produzido num estado ideal.

CICLO OTTO - (Volume Constante) Em 1862, Beau de Rochas enunciou o ciclo de 4 tempos que, primeiramente, o alemão Otto aplicara a um motor térmico, de onde surgiu em algumas obras a designação de “Ciclo Otto”.

FASE 1-2

TRANSFORMAÇÃO

COMPRESSÃO ADIABÁTICA

PROCESSO Gás comprimido a uma certa temperatura, porém insuficiente para provocar a combustão. Enchimento do cilindro à pressão atmosférica.

2-3

Introduz-se calor (ignição por faísca elét.) AQUECIMENTO destinado a elevar instantaneamente a ISOVOLUMÉTRICO pressão dos gases s/ que o pistão tenha Q1 tempo de deslocar-se durante essa fase.

3-4

EXPANSÃO ADIABÁTICA

Terminada a combustão, a massa gasosa distende-se de maneira adiabática e o fim dessa distensão corresponde a uma baixa sensível de pressão.

EXPANSÃO ISOCÓRICA Q2

Abertura do escapamento provoca baixa acentuada de pressão que leva o interior do cilindro à pressão atmosférica enquanto o pistão bascular em ponto morto (volume contante).

4-1

Audi A3 1.8l 5V y 2.8 V6: Variam os tempos de distribução atuando sobre o eixo de cames.

Ciclo Otto se aproxima do motor de combustão interna de ignição por centelha.

Determina-se o Rendimento Térmico desse ciclo, itindo-se constante o calor específico do ar, onde: rv - Taxa de Compressão volumétrica; k - Expoente dos gases. r v = 8:1

rv = (V + v) / v V – Cilindrada – Quantidade de ar itido no cilindro; v – Volume da câmara de combustão;

MOTOR OTTO Ordem de Queima: 1-3-4-2 Regime: CICLO 4 TEMPOS Número de Cilindros: 4 EM LINHA

ORDEM DE IGNIÇÃO MOTOR OTTO 4 TEMPOS 6 CILINDROS EM LINHA: 1-5-3-6-2-4

ORDEM DE IGNIÇÃO MOTOR OTTO 4 TEMPOS 6 CILINDROS EM LINHA: 1-5-3-6-2-4

CICLO OTTO 2 Tempos

1º Tempo: Combustão e Escape

2º Tempo: issão e Compressão

CICLO OTTO de 2 Tempos  1º Tempo

CICLO OTTO de 2 Tempos  2º Tempo

ABERTURA E FECHAMENTOS DAS VÁLVULAS

CICLO DE DIESEL - (Volume Constante) Quando Rodolf Diesel se interessou pelo motor térmico, procurou realizar industrialmente um motor concebido segundo o ciclo de Sadi Carnot.

Sabe-se que a realização deste primeiro motor manifestou-se impossível. Diesel abandonou este ciclo, devido aos perigos que o mesmo apresentava pela compressão elevada demais (250 kg/cm²); Substituiu-o por um ciclo mais simples, conhecido como o nome de “Ciclo Diesel”, conforme a seguir:

CICLO DIESEL 4 TEMPOS Em Fevereiro de 1892, o engenheiro Rudolf Diesel (1858-1913), publicou em Berlim um livro intitulado “Teoria e construção de um motor térmico racional” onde expunha suas idéias p/ a realização prática do Ciclo de Carnot.

Em Ausburgo, Alemanha, começa a construção do seu primeiro motor. Em 1897, utilizando motor mono-cilindro melhorado ( 250 mm, h = 400 mm e consumo de 247 g/cv/h), desenvolve 20 HP a 172 rpm e t = 26,2% (motores a gasolina rendiam 20% e os a vapor 10%).

CICLO DIESEL – 4 TEMPOS O motor diesel a 4 tempos, possui basicamente 2 grandes diferenças de um motor a gasolina: 1) O motor aspira e comprime apenas ar. 2) Um sistema de injeção dosa, distribui e pulveriza o combustível dentro dos cilindros. O combustível inflama-se ao entrar em contato com o ar, fortemente aquecido pela compressão. Utiliza taxa de compressão r v ≈ 19:1. Rendimento do Ciclo Diesel:

CICLO DIESEL – 4 TEMPOS

APLICAÇÃO: Motores Lentos p/ Propulsão dos a) Barcos; b) Caminhões; c) Ônibus; d) Tratores; e) Grupos-Geradores; f) Locomotivas. Dificilmente realizável em um motor de regime elevado, carros leves e veículos industriais, os engenheiros que continuaram o trabalho de Diesel o substituíram por um motor de Ciclo Misto cujo funcionamento relaciona-se Ao mesmo tempo c/ os ciclos Diesel e Otto.

CICLO DIESEL – 4 TEMPOS FASE

TRANSFORMAÇÃO

PROCESSO

COMPRESSÃO ADIABÁTICA

Ar atm. sem mistura é aspirado e comprimido em seguida, atingindo uma temperatura suficiente p/ provocar a inflamação do combustível injetado e pulverizado.

2ª

AQUECIMENTO ISOBÁRICA

No começo da distensão, a combustão efetua-se em pressão constante, quando o volume aumenta e a expansão dos gases compensa a queda de pressão devida ao aumento de volume.

3ª

EXPANSÃO ADIABÁTICA

A expansão efetua-se s/ troca de calor c/ as paredes do cilindro.

1ª

4ª

BAIXA de PRESSÃO

A abertura brutal do escapamento produz uma queda rápida da pressão enquanto o pistão báscula em PMI (volume constante) á pressão atm.

CICLO DIESEL - 4 Tempos

CICLO DIESEL - 2 Tempos

CICLO DIESEL - 2 Tempos

CICLO DIESEL - 2 Tempos

CICLO DIESEL - 2 Tempos

CARACTERISTICA

1 - ISSÃO Pressão Plena Carga 2 - COMPRESSÃO Relação de Compres. Ignição Por

3 - COMBUSTÃO Temperatura 4 - EXAUSTÃO Temperatura Pot./Lit. de Cilindrada

Torque /Lit. de Cilind. Regime Máximo Consumo Específico

Relação Peso / Potência

DIESEL

OTTO

ite Só Ar

Mistura Ar + Gasolina

0,95 kg/cm²

0,9 kg/cm²

32 bar

14 bar

15/1 a 22/1

8/1 a 10/1

Calor de Compressão

Centelha

50 a 90 kg/cm² (P. Máx.)

35 a 50 kg/cm² (P. Máx.)

1800 a 2000ºC

2000 a 2500ºC

Gás Pouco Tóxico

Gás Muito Tóxico

450 a 600ºC

600 a 700ºC

15 a 30 cv

40 a 70 cv

5 a 7kg.m (regime baixo) 6 a 9kg.m (regime médio) Inferior a 5000 RPM

5000 a 8000 RPM

160 a 220 g/cv/h

230 a 300 g/cv/h

3 a 6 kg/cv (Mot. Rápido)

1,5 a 2,5 kg/cv

6 a 15 kg/cv (Mot. Lento)

POTÊNCIA E TORQUE Que é Potência?

O que a potência significa em termos de desempenho? Que é Torque? Existe Relação Entre Potência e Torque?

O QUE SIGNIFICA POTÊNCIA? Eng. escocês James Watt (1736 a 1819) conhecido pelas melhorias que introduziu nas máquinas a vapor, verificou que os cavalos das minas de carvão eram capazes de executar, em média, 22.000 Lb-pé (ou 3.044 kg.m) de trabalho em 1 minuto. Acrescentou 50% nesse número e determinou que um cavalo-vapor equivale a 33.000 Lb-pé de trabalho (4.566 kg.m) em 1 minuto = 1 hp.

O QUE SIGNIFICA POTÊNCIA? Unidade arbitrária de medida hp permaneceu válida durante séculos e até hoje consta dos veículos em geral, motosserra, cortador de grama, liquidificador, ventilador, aspirador de pó e etc. No sistema métrico é expressa em cavalosvapor (cv). No sistema inglês é expressa em horsepower (hp), unidade criada por Watt. Equivalência entre unidades de potência: 1 hp = 1,014 cv = 746 W 1 cv = 75 kgf.m/s = 0,98629 hp = 735 W

COMO SE MEDE A POTÊNCIA? Se desejarmos saber quantos cv (ou hp) desenvolve um motor, instalamos-o em um dinamômetro. Dinamômetro impõe uma carga ao motor e mede a quantidade de potência que o motor pode produzir contra essa carga (que pode ser um freio hidráulico ou elétrico).

COMO FUNCIONA UM DINAMÔMETRO Que aconteceria se funcionássemos o motor s/ nada acoplado nele e acelerássemos a toda potência? O motor alcançaria um regime de rotação tão rápido que poderia vir a se despedaçar. Pode-se, no dinamômetro, aplicar uma carga ao motor c/ o acelerador todo aberto e medir que carga ele pode vencer em diferentes rotações s/ qualquer dano ao motor.

COMO FUNCIONA UM DINAMÔMETRO Pode-se ligar o motor, acelerá-lo ao máximo e, c/ o dinamômetro, manter a carga no motor, a 7.000 rpm, em que podemos registrar a carga máxima c/ a qual o motor pode funcionar nessa rotação. A partir daí pode-se aplicar mais carga, diminuir a rotação do motor para 6.000 rpm e anotar a carga. A seguir poderíamos aplicar a carga adicional p/ que a rotação fosse reduzida p/ 5.000 rpm e assim sucessivamente.

QUE É UM DINAMÔMETRO? Equipamento p/ medir a potência e as características de um motor em suas diversas condições de funcionamento. O volante, acionado pelo motor, tem o seu movimento restringido pela pressão aplicada à cinta, que transmite o esforço ao braço apoiado sobre a balança. A partir das leituras da balança, calcula-se o esforço despendido pelo motor. Esse dispositivo é conhecido como FREIO de PRONY. Inventado em 1821 pelo engenheiro francês Gaspar de Prony.

FREIO de PRONY

Rotação do Motor = N (em rpm) Comprimento do Braço = R (em m ou ft) Leitura da Balança = P (em lb ou kg)

Com os elementos acima, sabendo-se que a periferia do volante percorre, no intervalo de uma rotação, a distância Co = 2  r contra a força de atrito F, aplicada pela cinta, então, em cada rotação, tem-se Trabalho: T = 2  r . F

O conjugado resistente ao atrito é formado pelo produto da leitura P da balança pelo valor do comprimento do braço de alavanca R e será exatamente igual ao produto r vezes F, conjugado que tende a mover o braço. Logo: r . F = P . R e, em uma rotação, Trabalho:

T = 2 . P. R

Se o motor funcionar a N rpm, o Trabalho por minuto será a potência: cv (hp) = 2  P. R. N A expressão acima define a potência desenvolvida pelo motor, que pode ser expressa em hp (horsepower) ou em cv (cavalo-vapor), dependendo das unidades empregadas.

hp = (2  P. R. N) / 33.000  hp = (P. R. N) / 5252 p/ P em libras, R em pés e N em rpm, ou:

cv = (2  P. R. N) / 4.500  cv = (P. R. N) / 716,2 p/ P em Kg, R em metros e N em rpm. As constantes 4.500 e 33.000 são resultantes das definições de cv e hp, que são, respectivamente, a potência necessária p/ elevar a altura de um metro, em um segundo, uma carga de 75 kg, o que corresponde a 75 x 60 = 4500 p/ transformação em minuto e a potência necessária p/ elevar a altura de um pé, em um segundo, uma carga de 550 lb, donde 550 x 60 = 33000 p/ transformar em minuto.

É comum encontrarmos dinamômetros onde a leitura da balança é dada em Torque, já levando em conta o comprimento do braço. Neste caso, resulta: HP = (Torque (lb.ft) x N (rpm)) / 5252 ou CV = (Torque (Kgm) x N (rpm)) / 716,2

O Freio de Prony apresenta vários inconvenientes operacionais, destacando-se o fato de manter a carga constante independente da rotação empregada. Então, se a rotação cai, em virtude do motor não á-la, a rotação irá diminuir até a parada total do mesmo. Consequentemente, essas máquinas foram substituídas por dinamômetros mais versáteis, com predominância dos DINAMÔMETROS HIDRÁULICOS, onde a carga aplicada varia em razão diretamente proporcional ao cubo da rpm. Se a rotação cair a carga imposta pelo dinamômetro diminuirá, dando tempo ao operador de reajustar a carga e corrigir a velocidade para o valor desejado.

Nos Dinamômetros Hidráulicos o freio é exercido pela ação de um rotor que, pressionando água contra aletas fixas na carcaça, produz o mesmo efeito físico que no Freio de Prony. O braço e a balança, embora possam ser empregados neste tipo de equipamento, foram substituídos por uma Célula de Carga, as quais são constituídas de um cristal de quartzo, cujo efeito piezelétrico, resultante da compressão exercida pela extremidade do braço, é transformado em leitura para um instrumento. Em alguns casos, em vez de cristal de quartzo, utilizase uma câmara de pressão acoplada a um transdutor que executa a mesma função.

Apenas a título de informação, vale ressaltar que existem outros tipos de dinamômetros, tais como:

DINAMÔMETRO de CORRENTES de FOUCAULT Constituído por um rotor acionado pela máquina em prova, girando imerso em um campo magnético. A intensidade do campo é controlada através de uma bobina alimentada por corrente contínua, podendo-se, assim, variar a carga aplicada. O esforço que tende transmitir movimento à carcaça é medido e conhecidos os valores de potência e torque. Utilizados, em geral, para ensaios de maior precisão. Um circuito de arrefecimento a água dissipa o calor gerado pelas correntes parasitas.

DINAMÔMETRO de CORRENTE de FOUCAULT Capacidade 200 N.m

DINAMÔMETRO ELÉTRICO Gerador elétrico, acionado pela máquina em prova, produz energia elétrica, a qual será consumida por uma carga variável (cuba eletrolítica ou resistores). A medição exige correção dos instrumentos elétricos para compensar o rendimento do gerador.

Vantagem: Pode ser utilizado como motor elétrico p/ medição de Potência de Atrito da máquina em prova. Custo elevado. Sua utilização só em casos especiais.

DINAMÔMETRO de VENTILAÇÃO p/ provas longas, onde não se exija precisão nos resultados, como no amaciamento de motores e provas de durabilidade.

Constituído por um ventilador acionado pela máquina em prova. P/ se obter a variação da carga aplicada é necessário alterar o ângulo, o diâmetro ou o tamanho das pás. Baixo custo, tem pouca utilização.

http://www.clubedodiesel.com.br/wp-content/s/2007/04/dinamometro.jpg

DINAMÔMETRO + TÚNEL de VENTO Velocidade até 300 km/h; Vento até 1.320 m³/s;

Fonte: Has CNC Macining Magazine

http://www.pradopowerchips.com.br/arquivos/image/institucional/05g.jpg

www.maxpressnet.com.br/e/gm/imagens/11_dinamometro.jpg&imgrefurl

CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS PADRÃO Segundo a Norma NBR 5484 da ABNT Pressão Barométrica

Temperatura Ambiente Pressão de Vapor

Bp = 746 mmHg (≈ 150 m de Altitude) Tp = 30ºC Hp = 10 mmHg

Pressão Barométrica de Ar Seco

Bs = 736 mmHg

Densidade Absoluta do Ar Seco

Ds = 1,129 Kg/m³

RESUMO do ENSAIO no DINAMÔMETRO

FASE

CARGA (%)

RPM (%)

1

50

75

2

75

100

3

85

100

4

90

100

Verificação de Potência

96

100

EMISSÕES - de um motor Diesel novo, em boas condições de operação, como ilustração :

HC

Hidrocarbonetos Não Queimados

2,40

NOx

Óxidos de Nitrogênio

11,49

CO

Monóxido de Carbono

0,40

Pm

Material Particulado

0,50

SO2

Anidrido Sulfuroso

0,62

CO2

Gás Carbônico

510

N2

Nitrogênio

O2

Oxigênio

490

Vapor d‘Água

180

H2O

Observação: Valores Expressos em g/hpP.h

3.400

Peso0-96 km/h potência (segundos) (kg/cv)

CARROS

Potência (cv)

Peso (kg)

Dodge Viper

450

1.507

3,35

4,1

Ferrari 355 F1

375

1.350

3,60

4,6

Shelby Series 1

320

1.203

3,76

4,4

Lotus Esprit V8

350

1.382

3,95

4,4

Chevrolet Corvette

345

1.473

4,27

4,8

Porsche Carrera

300

1.316

4,38

5,0

Mitsubishi 3000GT 2 Turbos

320

1.698

5,30

5,8

Ford Escort

110

1.120

10,18

10,9

DEFINIÇÕES POTÊNCIA

Trabalho realizado pelo motor, num intervalo de tempo.

POTÊNCIA Potência medida nas condições do ensaio. OBSERVADA POTÊNCIA REDUZIDA

Potência observada reduzida (corrigida) p/ as condições atmosféricas padrão.

POTÊNCIA BRUTA

Potência obtida c/ o motor básico (apenas c/ os componentes essenciais ao seu funcionamento, sem ventilador, silencioso, filtro de ar, alternador).

POTÊNCIA LÍQUIDA

Potência obtida c/ o motor completo.

POTÊNCIA EFETIVA

Potência disponível no eixo p/ produção de trabalho, abreviada designada por BHP (Brake Horse-power).

POTÊNCIA INDICADA

Potência dentro dos cilindros. Abreviadamente denominada de IHP (Indicated Horse-power), consiste na soma das potências efetiva e de atrito nas mesmas condições de ensaio. IHP = BHP + FHP

DEFINIÇÕES Razão entre a potência medida no eixo RENDIMENT e a potência total desenvolvida pelo motor: O m = (BHP / IHP). Como BHP = IHP - FHP, MECÂNICO resulta que m = 1 - (FHP / IHP). Pressão hipotética constante que seria PRESSÃO necessária no interior do cilindro, durante o curso MÉDIA de expansão, para desenvolver uma potência EFETIVA (Pm) igual à potência no eixo. Pressão hipotética que seria necessária no PRESSÃO interior do cilindro, durante o curso de expansão, para desenvolver uma potência igual à potência MÉDIA INDICADA indicada. Como m = BHP / IHP, (Pi) também m = (Pm / Pi) = relação entre as pressões média e efetiva.

DEFINIÇÕES

CILINDRADA

Volume do cilindro (V), igual ao produto da área (A) da cabeça do pistão pelo curso (h), mais o volume da câmara de combustão (v), se houver. A soma dos volumes de todos os cilindros é denominada de CILINDRADA TOTAL ou DESLOCAMENTO em cm³: V = A x h x n = ( D² / 4) x h x n

n – Número de cilindros. Relação entre o volume total do cilindro, ao TAXA de iniciar-se a compressão, (V) e o volume no COMPRESSÃO fim da compressão (v), constitui uma relação Razão ou significativa para os diversos ciclos dos Relação motores de combustão interna. Pode ser expressa : r v = (V + v) / v

CILINDRADA: Volume do cilindro (V), igual ao produto da área (A) da cabeça do pistão pelo curso (h), mais o volume da câmara de combustão (v), se houver. A soma dos volumes de todos os cilindros é a Cilindrada Total ou deslocamento em cm³: V = A x h x n = ( D² / 4) x h x n. n – Número de cilindros. TAXA de COMPRESSÃO (Razão) Relação entre o volume total do cilindro, ao iniciar-se a compressão, (V) e o volume no fim da compressão (v), constitui uma relação significativa para os diversos ciclos dos motores de combustão interna. Pode ser expressa : rv = (V + v) / v

Ao projetar motor deve-se considerar uma pressão média efetiva elevada, conforme considerações a seguir: Potência = Trabalho / Tempo (P = T / t) Pode-se escrever então: Potência = Pm . D . (N / x) (em unidades homogêneas), Sendo: Pm = Pressão média efetiva em psi (Lb/in²) ou em kg/cm²; x = Número de rotações por cilindro, entre 2 cursos de expansão. (p/ motores de 4 tempos, x = 2); N = Número de revoluções por minuto (rpm) e D = Cilindrada total do motor em in³ ou cm³. expressão para cálculo da pressão média efetiva resulta, então: Pm = (Potência x x) / (D N) Ajustando as unidades para converter Potência para HP, temos: Pm = (BHPx2x12x33000)/(DxN) = (BHPx792000)/(DxN) Lb/in² p/ BHP em HP, D em in³ e N em rpm, ou então: Pm = (BHP x 900000) / (D x N) kg/cm² p/ BHP em cv, D em cm³ e N em rpm.

RENDIMENTO TÉRMICO Relação entre a potência produzida e a potência calorífica entregue, ou seja, é a eficiência de transformação de calor em trabalho, para um ciclo.

t = (Pot. Produzida / Pot. Calorífica) Por definição: 1 hp . h = 2545 BTU, Chamando-se o poder calorífico de Q (em BTU/g) e o consumo específico de combustível de Cec, tem-se: Calor Recebido = Cec x Q e o Rendimento Térmico resulta: t = 2545 / (Cec x Q)

Referências 1.↑ Moran & Shapiro 'Fundamentals of Engineering Thermodynamics' (ISBN 0-471-27471-2) 2.↑ 2,0 2,1 2,2 Van Wylen 'Fundamentos da Termodinâmica' (ISBN 85-2120327-6) Obtido em http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine 3. Extraído do original em Inglês publicado pelo fabricante. Rio de Janeiro, 04 de abril de 1999 - Eng. José Claudio Pereira www.joseclaudio.eng.br BIBLIOGRAFIA 1. VAN WYLEN, G. J.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. Editora Campus. São Paulo. SP. 4ª Edição. 2. CHVETZ, I.; KONDAK, M.; KIRAKOVSKI, N. et ali. Térmica General Termodinamica Tecnica, Turbinas y Maquinas Alternativas Editorial Hispano Europea. Barcelona. España. 1975. 3. BOULANGER, P. e ADAM, B. Motores Diesel. Editora Hemus São Paulo. SP. 4. METAL LEVE S.A. Manual Técnico. Metal Leve S.A. São Paulo. SP. 5ª Edição.

5. FLÔRES, L.F.V. Sistemas Térmicos I. Apostila. Escola Federal de Engenharia de Itajubá. MG; 6. SOUZA, Z. Elementos de Máquinas Térmicas. Editora Campus-EFEI. Rio de Janeiro. RJ. 1980; 7. BOSH,ROBERT GmbH. Automotive Handbook. 1993. Alemanha. 8. STONE, RICHARD. Internal Combustion Engines. Society of Automotive Engineers, Inc. 2nd Edition, 1993. Warrendale, PA, USA; 9. GOLDEMBERG, J. & MACEDO, I. The Brazilian Alcohol Program – Na Overview. Energy for Sustainable Development, Vol.1, №1, pp.17 – 22; 10. SENÇO, Dr. WLASTERMILER. Pequena História dos Transportes. Revista Pesquisa e Tecnológica – FEI; 11. 1996 Grolier Multimedia Encyclopedia, Grolier Eletronic Publishing Inc; 12. Microsoft Encarta Encyclopedia 1996; 13. Agência New Motor @ge de Notícias: por Guto Ostergrenn (www.newmotorage.com/Tecno/3-22.html). 14. BARGER, E.L.; LILGEDAHL, J.B.; CARLETON, W.M.; McKIBBEN, E.G. Tratores e seus Motores. - Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo, Brasil, 1966.

MOTOR OTTO de 5 TEMPOS www.noticiasautomotivas.com.br www.motordream.com.br

Motor tem 3 Cilindros: 1 central c/ maior capacidade volumétrica e menor taxa de compressão, equipado c/ 4 válvulas (2 p/ issão e 2 p/ escape. 2 menores nas extremidades c/ 2 válvulas por cilindro, os quais funcionam como em um motor de 4 tempos e possuem as câmaras de combustão c/ alta taxa compressão (14,5 : 1).

O fluxo de escape é direcionado p/ o cilindro central.

O comando de válvulas dos 2 cilindros gira a 1/2 velocidade do virabrequim, como um motor 4 tempos convencional.

O comando de válvulas do cilindro central tem a polia c/ diâmetro igual a do virabrequim, fazendo c/ que ele gire à mesma velocidade deste. Isto faz c/ que as válvulas do “5º tempo” se abram e se fechem na mesma velocidade do giro do virabrequim. Quando há gases resultantes da queima dos 2 cilindros menores, as válvulas do cilindro central os deixam entrar, impulsionando o pistão. Quando não há gases, as válvulas devem estar abertas para permitir uma livre movimentação do pistão dentro do cilindro central, para não haver consumo de potência.

O motor é turbo alimentado c/ consumo de combustível de 20% menor do que um motor c/ potência equivalente. Consegue ser até 5% mais eficiente que um equivalente c/ injeção direta de gasolina. Cilindra: 70 cm³; Potência: 130 CV @ 7000 RPM; Torque: T = 16,9 kgf.m @ 6000 RPM

5º Tempo - “re-queima” dos gases no cilindro central, os quais são direcionados pelos cilindros laterais. A potência extra é produzida pela expansão dos gases de descarga no 3º cilindro. Modo de funcionar o motor não é fixa. Pode funcionar em 4 ou em 5 tempos conforme a necessidade.