Motores de Combustão Interna

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA PROGRAMA DE DISCIPLINA DEPARTAMENTO:

ENGENHARIA MECÂNICA IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA: CÓDIGO

NOME

(T-P)

DEM 1029

MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

(3-2)

OBJETIVOS - ao término da disciplina o aluno deverá ser capaz de :

Compreender, interpretar e explicar: os princípios teóricos em que se baseia o funcionamento de um motor de combustão interna; os processos termodinâmicos e mecânicos que ocorrem durante o funcionamento do motor de combustão; as peças e os órgãos que constituem um motor (gasolina, diesel, gás) bem como sua relação funcional no sistema; o funcionamento real de um motor de combustão e dos seus órgãos e sistemas, relacionando-o com a teoria de motores; as curvas características e os principais parâmetros de funcionamento de um motor de combustão; os principais parâmetros de projeto de um motor de combustão e sua inter-relação; as emissões de poluentes e o impacto ambiental provocado pelos motores de combustão e tecnologias aplicadas para sua redução. PROGRAMA: TÍTULO E DISCRIMINAÇÃO DAS UNIDADES

UNIDADE 1 – INTRODUÇÃO AOS DIVERSOS TIPOS DE MOTORES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

– -

Generalidades. Motores alternativos e rotativos. Funcionamento dos motores de ignição por faísca elétrica (ICE). Funcionamento dos motores de ignição por compressão (diesel – ICO). Motores de 2T e 4T. Comparação dos diversos tipos de motores. Perspectiva histórica.

UNIDADE 2 – PRINCÍPIOS TEÓRICOS TERMODINÂMICOS DE FUNCIONAMENTO DE MOTORES TÉRMICOS (Ciclos teóricos – modelos ideais) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

-

Volume constante (Otto). Pressão constante (Diesel). Pressão limitada (Dual). Comparação entre ciclos. Análise do ciclo ar-combustível.

UNIDADE 3 – COMBUSTÃO 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

-

Composição do ar e dos combustíveis, estequiometria. Misturas pobres e ricas, produtos da combustão. Combustíveis para motores Otto. Combustíveis para motores Diesel. Energia liberada, temperatura de combustão e dissociação. Reações elementares de combustão, importância da turbulência.

UNIDADE 4 – PARÂMETROS DE PROJETO E DE FUNCIONAMENTO 4.1 - Potência, torque, pressão média efetiva e rendimentos.

(SEGUE)

PROGRAMA: (continuação)

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

-

Consumos específico e horário. Rendimento volumétrico. Cilindrada. Taxa de compressão. Velocidade de rotação. Perdas mecânicas. Densidade do ar, influência das condições atmosféricas sobre o rendimento de motores. 4.9 - Análise de curvas características (potência, torque e consumo). 4.10 - Outras formas de avaliação das condições de funcionamento. UNIDADE 5 – ALIMENTAÇÃO E EXAUSTÃO 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

-

Carburação e sistemas de injeção (Otto e Diesel). Sistema de distribuição. Diagrama de comando de válvulas. Componentes e características dos escoamentos – efeitos reais. Sobrealimentação de motores (turbocompressores e sopradores). Sistemas de exaustão.

UNIDADE 6 – COMBUSTÃO EM MOTORES DE IGNIÇÃO POR CENTELHA (ICE) 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

– -

Características. Sistemas de ignição. Estrutura e propagação de chamas pré-misturadas. Fatores que influenciam a taxa de combustão. Combustão normal e anormal (detonação).

UNIDADE 7 – COMBUSTÃO EM MOTORES DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO (ICO) 7.1 7.2 7.3 7.4

-

Características e diferenças em relação aos motores Otto. Estrutura da combustão e geometria de câmaras de combustão. Combustão de gotas. Atraso de ignição (NC) e ocorrência de detonação.

UNIDADE 8 – EMISSÕES RESIDUAIS PRODUZIDAS POR MOTORES DE COMBUSTÃO 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

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Natureza e extensão do problema – Legislação. Óxidos de Nitrogênio. Monóxido de carbono e HC não queimados. Fuligem e particulados. Parâmetros acústicos do motor. Controle de emissões - pré e pós-tratamento.

UNIDADE 9 – SISTEMAS DE ARREFECIMENTO 9.1 9.2 9.3 9.4

-

Efeito da transmissão de calor no motor. Sistemas de circulação e arrefecimento (a líquido e a ar). Funções e componentes, cargas térmicas. Balanço térmico de motores.

UNIDADE 10 – SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO 10.1 - Importância do atrito em desempenho. 10.2 - Componentes que influenciam o atrito. 10.3 - Lubrificação e lubrificantes.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA BIBLIOGRAFIA DEPARTAMENTO:

ENGENHARIA MECÂNICA IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA: CÓDIGO

NOME

(T-P)

DEM 1029

MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

(3-2)

BIBLIOGRAFIA: BIBLIOGRAFIA BÁSICA E COMPLEMENTAR

BIBLIOGRAFIA BÁSICA GIACOSA, D. Motores Endotermicos. Barcelona: Editorial Cientifico-Medica, 1964. HEYWOOD, J.B. Internal Combustion Engines Fundamentals. New York: McGraw-Hill, 1988. OBERT, E.F. Motores de Combustão Interna. Porto Alegre: Editora Globo, 1971. STONE, R. Introduction to Internal Combustion Engines. Warrendale: SAE, 1992. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Apostila de Motores de Combustão Interna, apoio à disciplina e disponibilizada pelo docente na reprografia ou em formato eletrônico. FERGUSON, C. R. Internal Combustion Engines. 1986. LENZ, H. P. Mixture Formation Springer-Verlag/Wien, 1990.

in

Spark-Ignition

Engines.

New

York:

(SAE)

VAN WYLEN, G., Sonntag, R., Borgnakke, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. São Paulo: Edgard Blücher, 1994. TAYLOR, C.F. Análise dos Motores de Combustão Interna. Vol I e II, 1988.