Ciclo da caderneta

Curitiba 2010

Ciclo Carnot

Foi desenvolvido por pelo engenheiro Sadi Carnot (1796-1832), o seu uso é apenas teórico. O ciclo Carnot é um ciclo ideal, partindo de transformações de gases perfeitos. Seu funcionamento é composto por duas transformações adiabáticas e duas isotérmicas alternadamente e isso permite menor perda de energia (calor) para o meio externo (fonte fria). O rendimento desse ciclo é aproximadamente 72% o qual alias, nunca atingido por um motor termico. Este ciclo teorico compõe as seguintes fases:

1-2 = compresão isotermica

2-3 = compressão adiabatica

3-4 = expansão isotermica

4-1 = expansão adiabatica

Figura 01 – Diagrama do ciclo de Carnot

Descrição teórica:

Primeira fase: compressão isotérmica

Uma massa gasosa é introduzida no cilindro e depois comprimida pelo pistão “temperatura constante”, sendo o cilindro esfriado durante esta fase.

Segunda fase: compressão adiabática

Sendo interrompido o resfriamento do cilindro, continua-se a compressão rapidamente de modo que nenhuma troca de calor tenha lugar entre o gás e o cilindro.

Terceira fase: expansão isotérmica

Ao passo que, durante a compressão isotérmica o cilindro deve ser resfriado, durante a expansão isotérmica, este mesmo cilindro exige aquecimento para tornar a temperatura constante.

Quarta fase: expansão adiabática

Continuando o repouso, faz-se cessar o reaquecimento do cilindro para que essa fase se efetue sem troca de calor com o cilindro e que a massa gasosa retome o volume e a pressão que possuía no início da primeira fase.

Ciclo Otto

O Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau de Rochas em 1862 e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel.

Motores baseados no ciclo Otto equipam a maioria dos automóveis convencionais e usam combustíveis leves como gasolina, álcool, gás natural.

Figura02 – Representação dos principais componentes

Descrição Teórica

O ciclo ideal se constitui dos seguintes processos:

Admissão isobárica = 0-1, pressão constante;

Compressão adiabática = 1-2, eleva a temperatura dos gases sem provocar a inflamação;

Combustão isocórica = 2-3, contribuição de calor provocado pela centelha (vela). A volume constante. A pressão eleva-se rapidamente;

Expansão adiabática = 3-4, parte do ciclo de transforma em trabalho;

Abertura de válvula de escape =4-5, cessão do calor residual ao ambiente a volume constante;

Exaustão isobárica = 5-0, esvaziamento da câmara. Baixa brutal de pressão.

Figura03 – Diagrama Pressão X Volume

Ciclo Mêcanico Otto 4 tempos

Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltos de árvore de cames, uma designada por válvula de admissão (à esquerda da demostração), que permite a introdução no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustível e outra designada como válvula de escape (à direita da demostração), que permite a expulsão para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combustão a 4 tempos é o seguinte:

•

Primeiro tempo ADMISSÃO

1.

Válvula de admissão aberta

2.

Válvula de escape fechada.

3.

O pistão se desloca do PMS (ponto morto superior) ao PMI (ponto morto inferior) admitindo para dentro do cilindro a mistura combustível/ar.

•

Segundo tempo COMPRESSÃO

1.

Válvula de admissão fechada.

2.

Válvula de escape fechada.

3.

O pistão se desloca do PMI ao PMS, comprimindo a mistura. Antes de o pistão atingir o PMS, ocorre a faísca, dando origem à combustão.

•

Terceiro tempo EXPLOSÃO

1.

Válvula de admissão fechada.

2.

Válvula de escape fechada.