Um motor Otto a 4T, no ponto de potência máxima, atinge uma pressão média efetiva de 9 kgf / cm^2, numa rotação de 6000 rpm e um consumo específico, a plena carga, de 0,32 kg / CV h de etanol ( pci=5.800 kcal / kg ; rho=0,8 kg / L ). O engenheiro deseja projetar um motor de 2 L com 4 cilindros que tenha no ponto de máxima potência a rotação de 6.000 rpm . Ele vai dimensioná-lo com 4 válvulas por cilindro, duas de admissãoe duas de escape.
Qual a potência máxima esperada do motor?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que um motor Otto 4T existente, a 6000 rpm, entrega uma pressão média efetiva de 9 kgf/cm² no ponto de potência máxima. Queremos projetar um motor com 2 L de cilindrada (4 cilindros) e também a 6000 rpm, e descobrir qual será a potência máxima esperada.
Conteúdo: usamos a ideia de “pressão média efetiva” e a fórmula da potência em motores de 4 tempos. Vamos precisar converter unidades e aplicar a fórmula
P = pme times Vd times Nrpm120

Passo 2

Teoria rápida:
  • A pressão média efetiva P = pme;Vd;rpm120 é a pressão média “equivalente” que, aplicada ao pistão, gera o mesmo trabalho que o motor produz num ciclo.
  • Para um motor 4T, cada cilindro faz um ciclo completo a cada duas voltas do virabrequim, então o número de ciclos por segundo é .
  • A potência (em W) é essa pressão média vezes o volume deslocado por ciclo vezes o número de ciclos por segundo:

Passo 3

Vamos converter tudo para o Sistema Internacional:
  • pme=9times9,80665times10^4;Pa=8,826times10^5;Pa. Sabendo que , temos
  • Cilindrada total .
  • Rotação .

Passo 4

Substituindo na fórmula:
P = 8,826times10^5;Pa;times0,002;m^3;times6000120 =8,826times10^5times0,002times50
Calculemos passo a passo:
  1. P = 8,826times10^4;W = 88,26;kW .
  2. Multiplicando por 50: .
    Logo,

Passo 5

Para dar em cavalos-vapor (CV), usamos PCV = 88,26times10^3;W736;W/CVapprox120;CV :

Resposta

A potência máxima esperada é aproximadamente 88,3 kW, ou seja, cerca de 120 CV.

Exercícios relacionados