O Motor Diesel ou motor de ignição por compressão é um motor de combustão interna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913), em que a combustão do combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pela compressão de ar.
As principais diferenças entre o motor a gasolina e o motor diesel são as seguintes:
-Enquanto o motor a gasolina funciona com a taxa de compressão que varia de 8:1 a 12:1, no motor diesel esta varia de 14:1 a 25:1. Dai a robustez de um relativamente a outro.
-Enquanto o motor a gasolina aspira a mistura ar/combustível para o cilindro o motor Diesel aspira apenas ar.
- A ignição dos motores a gasolina se dá a partir de uma faisca elétrica fornecida pela vela de ignição antes da máxima compressão na camara de combustão. Já no motor Diesel ocorre combustão do combustível pelas elevadas temperaturas (500 ºC a 650ºC) do ar comprimido na camara de combustão. O Engenheiro Rudolf Diesel, chegou a esse método quando aperfeiçoava máquinas a vapor.
-Enquanto o motor a gasolina funciona com a taxa de compressão que varia de 8:1 a 12:1, no motor diesel esta varia de 14:1 a 25:1. Dai a robustez de um relativamente a outro.
-Enquanto o motor a gasolina aspira a mistura ar/combustível para o cilindro o motor Diesel aspira apenas ar.
- A ignição dos motores a gasolina se dá a partir de uma faisca elétrica fornecida pela vela de ignição antes da máxima compressão na camara de combustão. Já no motor Diesel ocorre combustão do combustível pelas elevadas temperaturas (500 ºC a 650ºC) do ar comprimido na camara de combustão. O Engenheiro Rudolf Diesel, chegou a esse método quando aperfeiçoava máquinas a vapor.
O ciclo ideal se constitui dos seguintes processos:
- O - A: Aspiração do Ar (O pistão desloca do PMS ao PMI aspirando o ar.)
- A - B: Compressão adiabática (Sem troca de calor com o meio ambiente)
- B - C: Fornecimento instantâneo de calor a pressão constante (o pistão ao passar do ponto B a C, variando o volume do fluido
- C - D: Expansão adiabática (ocorre sem troca de calor com o meio ambiente)
- D - A: Rejeição instantânea de calor a volume constante
Motor a diesel de dois tempos
A figura ao lado ilustra o funcionamento de um motor a diesel de dois tempos.Podemos destacar os seguintes estágios:
1 -
Com o pistão na posição superior, o cilindro contém ar comprimido a
alta pressão e temperatura. Nesse momento, a válvula na parte central do
topo do cilindro injeta diesel no seu interior. A temperatura no
interior do cilindro é alta o suficiente para provocar a ignição da
mistura sem a necessidade de uma fagulha como no caso de um motor a
gasolina.
2 - O calor gerado na combustão aumenta a temperatura, e num primeiro momento impulsiona o pistão para baixo, de modo que a pressão permanece aproximadamente constante nessa fase.
3 - Terminada a curta fase de combustão, o pistão continua a descer. Essa fase é conhecida como o estágio de potência.
4 - Ao se aproximar a parte inferior do cilindro, as chamadas válvulas de exaustão no topo do cilindro se abrem e dão vazão ao gases gerados durante a combustão.
5 - Ainda em sua descida, o movimento do próprio pistão causa a abertura de válvulas de ar e esse gás preenche novamente o interior do cilindro, além de acelerar a exaustão dos gases de combustão restantes.
6 - Em seu caminho de volta (estágio de compressão), a nova mistura de ar é novamente comprimida e ao atingir o topo tem-se novamente a injeção de diesel que dá início a um novo ciclo.
2 - O calor gerado na combustão aumenta a temperatura, e num primeiro momento impulsiona o pistão para baixo, de modo que a pressão permanece aproximadamente constante nessa fase.
3 - Terminada a curta fase de combustão, o pistão continua a descer. Essa fase é conhecida como o estágio de potência.
4 - Ao se aproximar a parte inferior do cilindro, as chamadas válvulas de exaustão no topo do cilindro se abrem e dão vazão ao gases gerados durante a combustão.
5 - Ainda em sua descida, o movimento do próprio pistão causa a abertura de válvulas de ar e esse gás preenche novamente o interior do cilindro, além de acelerar a exaustão dos gases de combustão restantes.
6 - Em seu caminho de volta (estágio de compressão), a nova mistura de ar é novamente comprimida e ao atingir o topo tem-se novamente a injeção de diesel que dá início a um novo ciclo.
A animação abaixo ilustra o funcionamento de um motor a diesel de quatro tempos.
No motor a quatro tempos, os gases de combustão são totalmente exauridos pelo movimento de subida do pistão e o posterior recuo desse é acompanhado da abertura da válvula de injeção de ar.
Motor a diesel de quatro tempos
A diferença básica em relação ao motor de dois tempos é que a nova
injeção de ar no cilindro não se dá logo após a explosão da mistura
diesel-ar quando o pistão desce. No motor a quatro tempos, os gases de combustão são totalmente exauridos pelo movimento de subida do pistão e o posterior recuo desse é acompanhado da abertura da válvula de injeção de ar.
Vê-se então que a
taxa com que a combustão de diesel é realizada no interior do cilindro
de um motor de dois tempos é o dobro daquela de um motor de quatro
tempos, o que explica a maior potência dos motores a dois tempos.
Motores a diesel possuem eficiência mais alta que aqueles a gasolina (ciclo de Otto).
Motores a diesel possuem eficiência mais alta que aqueles a gasolina (ciclo de Otto).
Referências:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_diesel
http://omnis.if.ufrj.br/~ginette/cursos/fit122/2011_02/programa/termodinamica/ciclos.html
http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/liquidos/diesel/motor.htm
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