Um motor de 2.500 cm^3 de cilindrada, de quatro cilindros, quatro tempos, é testado num dinamômetro hidráulico à rotação de 2.000 rpm e o torque lido é 11,9 m kgf. No teste de consumo pelo método das pesagens, verificou-se que 145 g de combustível de PCI=10.600 kcal / kg são consumidos em 66 s . A relação combustível-ar é 0,06. Desligando-se sucessivamente as velas de cada cilindro, uma de cada vez, os torques lidos são: 8, 1 ; 7,8 ; 7,9 ; 8,6 m.kgf, mantida a rotação de 2.000 rpm. Pede-se: b) A eficiência volumétrica, se a densidade do ar ambiente for 1,1 kg / m^3;

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um motor de 2.500 cm³, com quatro cilindros e funcionando em quatro tempos. A gente precisa calcular a eficiência volumétrica desse motor. Para isso, vamos precisar entender como a eficiência volumétrica está relacionada à quantidade de ar que o motor consegue aspirar comparado com o máximo que ele teoricamente poderia. Vamos usar a densidade do ar ambiente fornecida para ajudar nos cálculos.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o volume de deslocamento do motor de centímetros cúbicos para metros cúbicos, porque a densidade do ar está em kg/m³. Sabemos que:
1 , m³ = 1.000.000 , cm³ ³³
Então,
2.500 , cm³ = 2.5001.000.000 , m³ = 0,0025 , m³ ³³³

Passo 3

Como o motor tem quatro cilindros, o volume total deslocado por ciclo completo é:
0,0025 , m³ times 4 = 0,01 , m³ ³³

Passo 4

A eficiência volumétrica ( etav = ( Volume real de arVolume teórico máximo ) times 100% ) é dada pela razão entre o volume real de ar que entra no motor e o volume teórico máximo que o motor poderia aspirar. A fórmula é:
óá

Passo 5

Primeiro, vamos calcular o volume teórico máximo de ar que o motor pode aspirar por minuto. Sabemos que o motor está funcionando a 2.000 rpm (rotações por minuto). Em um motor de quatro tempos, a cada duas rotações do virabrequim ocorre um ciclo completo (admissão, compressão, combustão e escape). Então, o número de ciclos por minuto é:
2.000 , rpm2 = 1.000 , ciclos/min

Passo 6

Logo, o volume teórico máximo de ar por minuto é:
0,01 , m³/ciclo times 1.000 , ciclos/min = 10 , m³/min ³³

Passo 7

Agora, para encontrar o volume real de ar que está entrando no motor, usamos a relação ar-combustível fornecida, que é 0,06. Sabemos que:
Relação ar-combustível = Massa de arMassa de combustível = 0,06 çãíí
Primeiro, encontramos a massa de combustível consumido por minuto. Sabemos que 145 g de combustível são consumidos em 66 segundos. Convertendo para minutos:
145 , g66 , s times 60 , s/min approx 131,82 , g/min
Então, a massa de ar é:
0,06 times 131,82 , g/min approx 7,91 , g/min

Passo 8

Convertendo a massa de ar para volume usando a densidade do ar ambiente (1,1 kg/m³):
7,91 , g/min = 0,00791 , kg/min
Volume real de ar = 0,00791 , kg/min1,1 , kg/m³ approx 0,00719 , m³/min ³³

Passo 9

Agora, calculamos a eficiência volumétrica:
etav = ( 0,00719 , m³/min10 , m³/min ) times 100% approx 0,072% ³³

Resposta

A eficiência volumétrica do motor é aproximadamente 0,072%.

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