ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

DISCIPLINA: MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

AULA 1

Unidade: U1 – Fundamentos de vibrações

Aula: A3 – Propriedades e curvas características de motores

OBJETIVOS

Os objetivos desta aula prática são:

• Analisar variáveis de um motor a diesel de quatro tempos, como a pressão média efetiva;
• Calcular a eficiência térmica do motor.

SOLUÇÃO DIGITAL

VirtuaLab – ALGETEC

O laboratório virtual é uma plataforma de simulação de procedimentos laboratoriais.

Requisitos:

• Acesso por computador (não utilizar celular ou tablet);
• Memória RAM mínima: 4 GB;
• Primeiro acesso pode ser mais lento devido ao carregamento de plugins.

Recomendações:

• Windows 10: utilizar Google Chrome;
• Windows 7: utilizar Mozilla Firefox;
• Fechar programas que possam sobrecarregar o computador;
• Manter navegador atualizado;
• Realizar teste de velocidade da internet.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento 1

Avaliação das propriedades de um motor a diesel de quatro tempos

Atividade proposta:

Avaliar as propriedades de um motor a diesel de quatro tempos, monocilíndrico, realizando testes em bancada.

Acesso ao experimento:

1. Acessar VirtuaLab (Biblioteca Virtual – ALGETEC);
2. Selecionar:
   • Motores de Combustão Interna;
   • Determinação da Potência de Atrito;
   • Exatas;
   • Práticas Específicas de Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção;
   • Teste de Desempenho de um Motor.

1. COLETANDO OS DADOS DO MOTOR

Procedimentos:

1. Abrir a válvula de combustível;
2. Acionar a alavanca de arranque do motor;
3. Dar partida puxando a alavanca duas vezes;
4. Acessar os dados do motor pelo notebook;
5. Esperar a temperatura estabilizar;
6. Coletar:
   • Temperatura do motor;
   • Velocidade;
   • Torque;
7. Registrar os valores na Tabela 1;
8. Medir o tempo necessário para consumo de 100 mL de combustível;
9. Registrar o tempo medido.

2. COLETANDO DADOS PARA OUTRAS VELOCIDADES

Procedimentos:

1. Acessar o freio de Prony;
2. Reduzir a velocidade do motor;
3. Coletar novamente:
   • Torque;
   • Velocidade;
   • Tempo de consumo de combustível;
4. Repetir para diferentes velocidades até a parada completa do motor;
5. Reabastecer o reservatório quando necessário.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

Entregar arquivo contendo:

• Tabela preenchida com os dados obtidos;
• Gráficos:
  • RPM × Torque;
  • RPM × Potência;
• Discussão dos resultados.

TABELA 1 – DADOS DO MOTOR

CÁLCULO DA POTÊNCIA

P=2π60×N×TP=\frac{2\pi}{60}\times N \times TP=602π​×N×T

Onde:

• N = velocidade do motor (RPM);
• T = torque (N.m).

CHECKLIST

✓ Verificar válvula de combustível;
✓ Ligar motor pela alavanca de arranque;
✓ Registrar dados do notebook;
✓ Medir consumo utilizando cronômetro;
✓ Alterar ajuste do freio;
✓ Repetir medições.

RESULTADOS ESPERADOS

Enviar arquivo Word contendo:

• Informações solicitadas;
• Gráficos;
• Perguntas respondidas;
• Texto conclusivo;
• Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Resultado de aprendizagem:

Compreender a curva característica de um motor diesel de quatro tempos através de ensaio experimental.

AULA 2

Unidade: U2 – Combustíveis e combustão

Aula: A2 – Combustão em motores alternativos

OBJETIVOS

• Analisar potência de freio e potência de atrito de um motor de quatro tempos;
• Calcular o consumo específico de combustível do freio (BSFC);
• Comparar a eficiência do motor em diferentes rotações.

SOLUÇÃO DIGITAL

VirtuaLab – ALGETEC

(Mesmas recomendações de acesso da aula anterior.)

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento 1

Determinação das potências de freio e atrito

Atividade proposta:

Avaliar potência indicada, potência de freio e potência de atrito de um motor diesel quatro tempos monocilíndrico utilizando dinamômetro.

PROCEDIMENTOS

1. VERIFICAR ENTRADA DE COMBUSTÍVEL

• Acessar válvula de combustível;
• Confirmar se está aberta.

2. LIGAR O MOTOR

• Acessar arranque;
• Acionar a alavanca.

3. REALIZAR MEDIÇÕES

Coletar:

• Velocidade;
• Torque;
• Tempo de consumo de 100 mL.

Alterar o ajuste do freio e repetir as medições.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

Dados do motor

Tabela de medições

Resultados calculados

EQUAÇÕES

Potência efetiva

Ne=2π60×N×TNe=\frac{2\pi}{60}\times N \times TNe=602π​×N×T

Consumo específico

BSFC=mf˙NeBSFC=\frac{\dot{m_f}}{Ne}BSFC=Nemf​˙​​

CHECKLIST

✓ Verificar combustível;
✓ Ligar motor;
✓ Registrar medidas;
✓ Alterar ajuste do freio;
✓ Realizar quatro medições.

RESULTADOS ESPERADOS

Entregar:

• Arquivo Word;
• Tabelas preenchidas;
• Gráficos;
• Respostas das perguntas;
• Discussão dos resultados;
• Referências ABNT.

AULA 3

Unidade: U4 – Sistemas de MCI e princípios de projeto

Aula: A3 – Sistema biela-manivela, sistemas de arrefecimento e projeto de motores

OBJETIVOS

• Reconhecer funcionamento de um motor a combustão interna utilizando bancada didática;
• Comparar motores gasolina e diesel;
• Avaliar cilindrada e taxa de compressão através das características geométricas do motor.

SOLUÇÃO DIGITAL

VirtuaLab – ALGETEC

(Mesmas recomendações de acesso.)

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento 1

Desmontagem de motor a combustão interna

1. SEGURANÇA DO EXPERIMENTO

Procedimentos:

• Acessar armário de EPIs;
• Utilizar:
  • Jaleco;
  • Luvas;
  • Óculos de proteção.

2. DESMONTAGEM DO MOTOR

Sequência:

1. Remover parafusos da tampa do cabeçote;
2. Retirar tampa do cabeçote;
3. Retirar correia do motor;
4. Remover parafusos do cabeçote;
5. Retirar cabeçote;
6. Inspecionar adaptador do bloco e cabeçote;
7. Remover adaptador;
8. Remover parafusos do cárter;
9. Girar motor 180°;
10. Retirar cárter;
11. Remover parafusos das bielas;
12. Retirar parte inferior das bielas;
13. Remover conjunto biela e pistão;
14. Realizar inspeção dos componentes.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

Responder:

A)

Quais danos podem ser causados caso o adaptador do bloco do motor e cabeçote tenha trincas?

B)

De acordo com o observado no laboratório, é necessária a troca do adaptador do bloco do motor e cabeçote?

Inserir:

• Imagens avaliadas;
• Discussão sobre substituição.

C)

O que deve ser observado nos pistões e bielas para avaliar o funcionamento correto desses componentes?

CHECKLIST

✓ Acessar plataforma;
✓ Utilizar EPIs;
✓ Remover tampa do cabeçote;
✓ Retirar correia;
✓ Retirar cabeçote;
✓ Verificar trincas e avarias;
✓ Remover cárter;
✓ Retirar bielas e pistões;
✓ Inspecionar componentes.

RESULTADOS ESPERADOS

Entregar arquivo Word contendo:

• Informações solicitadas;
• Respostas das questões;
• Imagens;
• Discussão dos resultados;
• Conclusão;
• Referências ABNT (quando houver).

Resultado de aprendizagem:

Compreender e inspecionar componentes de um motor de combustão interna.