Um motor Otto a 4T, no ponto de potência máxima, atinge uma pressão média efetiva de
, numa rotação de 6000 rpm e um consumo específico, a plena carga, de
de etanol (
). 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?
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
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
Passo 2
Teoria rápida:
- A pressão média efetiva
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:
-
. Sabendo que , temos - Cilindrada total
. - Rotação
.
Passo 4
Substituindo na fórmula:
Calculemos passo a passo:
-
. - Multiplicando por 50:
.
Logo,
Passo 5
Para dar em cavalos-vapor (CV), usamos
:
Resposta
A potência máxima esperada é aproximadamente 88,3 kW, ou seja, cerca de 120 CV.