( 20,0 pontos) Descreva detalhadamente os 4 tempos de funcionamento de um motor de combustão interna a pistão Diesel.

Passo 1

O enunciado pede para descrever detalhadamente os 4 tempos de funcionamento de um motor de combustão interna a pistão Diesel. O conteúdo envolve o ciclo termodinâmico de quatro tempos, em que cada fase corresponde a um deslocamento do pistão entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior.

Passo 2

No tempo de admissão o pistão parte do ponto morto superior (PMS) e desce até o ponto morto inferior (PMI) com a válvula de admissão aberta e a válvula de escape fechada. O movimento descendente cria uma baixa pressão no cilindro, permitindo que o ar atmosférico seja sugado para dentro. Não há injeção de combustível neste estágio: apenas ar puro entra, preenchendo todo o volume morto e o volume do cilindro.

Passo 3

No tempo de compressão as duas válvulas estão fechadas e o pistão sobe do PMI ao PMS, comprimindo o ar admitido. Como o ciclo Diesel trabalha com alta taxa de compressão (tipicamente entre 14:1 e 22:1), a pressão e a temperatura do ar elevam-se fortemente, alcançando valores próximos de 600 a 700\,^\circ\text{C}. Ao final deste curso, o sistema está pronto para a injeção de combustível e a ignição por autoignição.

Passo 4

No tempo de combustão e expansão (também chamado de tempo de potência) o combustível é injetado no ar muito quente logo antes de o pistão atingir o PMS. A mistura ar–diesel inflama-se por autoignição, gerando rápida elevação de pressão no cilindro. Essa alta pressão empurra o pistão do PMS de volta para o PMI, convertendo a energia química do combustível em trabalho mecânico sobre o virabrequim.

Passo 5

No tempo de escape o pistão sobe novamente do PMI ao PMS com a válvula de escape aberta e a válvula de admissão fechada. Os gases resultantes da combustão são expulsos para o coletor de escape devido à pressão residual no cilindro e à ação do pistão, preparando o sistema para um novo ciclo de admissão.

Resposta

Os tempos de funcionamento do ciclo Diesel são admissão, compressão, combustão-expansão e escape.

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