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Questões de Concurso sobre Motores de Combustão Interna
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Atualmente existe uma busca pela redução dos níveis de emissão de gases poluentes pelos motores de combustão interna. A queima de combustíveis emite resíduos que podem ser tóxicos, especialmente em motores com manutenção deficiente. Sobre os gases emitidos por motores a combustão, assinale a alternativa correta.
A
Um dos produtos da queima de combustíveis são os óxidos nitrosos, que são substâncias químicas à base de enxofre.
B
O monóxido de carbono é um gás inodoro e incolor, formado no processo de queima de combustíveis. Esse gás costuma ser responsável por mortes acidentais em ambientes onde ocorre queima de algum combustível, sem a ventilação adequada.
C
O dióxido de carbono, que é gerado no processo de queima de combustíveis, possui fórmula química H₂COOH₂.
D
O metano é um exemplo de produto oriundo da queima e, normalmente, se apresenta sob a forma de material particulado.
E
O dióxido de nitrogênio (NO₂), apesar de ser considerado popularmente como um poluente, na verdade é um gás inerte que não causa nenhum mal nem às pessoas e nem ao meio ambiente.
Quanto aos componentes de um motor Diesel, o bloco possui dutos internos para passagem de água para seu arrefecimento. Em alguns modelos, os cilindros são revestidos com uma camisa de liga de aço e níquel ou revestidos de cromo duro, normalmente mais resistentes que o bloco, para
A
permitir maior durabilidade de componentes, pois as camisas podem ser trocadas quando apresentam desgaste.
B
permitir maior vida útil, pois as camisas podem ser trocadas quando apresentam desgaste.
C
permitir maior economia, pois as camisas podem ser trocadas quando apresentam desgaste.
D
permitir maior desempenho, pois as camisas podem ser trocadas quando apresentam desgaste.
O motor tipo quatro tempos perfaz um ciclo completo em dois movimentos do pistão (subida e descida), que incluem admissão, compressão, combustão e escape, sendo a lubrificação realizada pelo combustível.
C
Certo
E
Errado
Um motor de combustão interna que funciona segundo o ciclo Otto, em 4 tempos, possui diversos componentes móveis. Alguns desses componentes móveis geram condições indesejáveis ao funcionamento do motor. Marque a opção correspondente ao item que não é uma peça móvel neste tipo de motor.
A
biela
B
árvore de manivelas
C
árvore de comando de válvulas
D
pistão
E
cabeçote
A quantidade de cilindradas (C) de um motor é calculada pela expressão C = n (r2 ∙ π ∙ h), em que n é o número de cilindros do motor, r, o raio dos cilindros e h, o curso do pistão no interior do cilindro.
C
Certo
E
Errado
O motor diesel de quatro tempos trabalha nas fases de admissão, compressão, expansão e descarga. Diante dos conceitos técnicos das fases esposadas, quanto ao terceiro tempo, assinale o item correto.
A
Nesta fase, só ocorre entrada de ar pela válvula de admissão, quando o pistão percorre o cilindro do ponto morto superior (PMS) ao ponto morto inferior (PMI). Aqui, apenas a válvula de admissão está aberta. Quando o motor possui o sistema de turbocompressor, a turbina deste sistema aumenta a quantidade de ar no cilindro, proporcionando maior quantidade de oxigênio disponível e fornecendo melhor queima e potência quando injetado mais combustível.
B
O pistão percorre do PMI ao PMS com as válvulas fechadas, o ar é comprimido a uma pequena fração de seu volume inicial e é aquecido a aproximadamente 440ºC devido a esta compressão, com a pressão também sofrendo elevação. Quando o pistão quase atinge o PMS, o combustível é injetado na câmara de combustão pelo bico injetor e se queima instantaneamente devido à alta temperatura do ar na câmara. A ignição ocorre depois de curto atraso e a pressão aumenta rapidamente, ocorrendo uma onda de pressão.
C
Aqui temos um momento que ocorre com o pistão subindo e expulsando os gases queimados pela válvula de descarga. Próximo ao PMS, a válvula de descarga se fecha e a admissão se abre novamente.
D
Nesta fase, a combustão movimenta o pistão para baixo. O trabalho é realizado pela pressão do gás sobre o pistão. A temperatura e a pressão do gás queimado se reduzem. Quando o pistão se aproxima do PMI, a válvula de descarga se abre. Nesta fase, é que ocorre a conversão da energia química contida no combustível em energia mecânica.
A respeito de motores de combustão interna, assinale a opção correta.
A
A eficiência térmica dos motores Diesel é função apenas da razão de compressão, que é obtida pelo cálculo da razão das pressões mínima e máxima existentes no ciclo.
B
No ciclo Otto, quanto maiores forem o número de cetano e a octanagem na gasolina, maior será a segurança à detonação.
C
Nos motores de ignição por centelha (conhecidos também como motores a diesel), quando é elevada a temperatura da mistura de ar e combustível acima da temperatura de autoignição do combustível, é produzido um ruído denominado batida do motor.
D
O desempenho do motor de combustão interna está fortemente associado à quantidade de ar admitido e retido no interior dos cilindros.
E
As taxas de compressão nos motores são geralmente maiores em motores do ciclo Otto, comparados ao ciclo diesel.
Assinale a opção que NÃO apresenta consequências da superalimentação de um motor diesel.
A
Aumento de potência máxima.
B
Aumento da eficiência.
C
Redução de peso.
D
Aumento da eficiência da queima de combustível.
E
Aumento dos esforços nos pistões, bielas, mancais e virabrequim.
Considerando as características e os impactos ambientais dos motores de combustão interna, assinale a opção correta.
A
Motores de combustão interna não admitem o uso de combustíveis alternativos como biocombustíveis ou gás natural.
B
A eficiência dos motores de combustão interna é invariável, independentemente das condições de operação.
C
Motores a gasolina geralmente têm maior eficiência térmica que motores a diesel.
D
Motores a diesel emitem menos NOx e particulados que os motores a gasolina.
E
A adoção de tecnologias como injeção eletrônica e turboalimentação pode melhorar a eficiência dos motores de combustão interna e reduzir as emissões.
A figura a seguir mostram curvas características típicas de motores de combustão interna não sobrealimentados, de ignição por faísca (Figura (a) – Ciclo Otto, válvula de borboleta 100% aberta) e de ignição por compressão (Figura (b) – Ciclo Diesel). É possível observar nas curvas características que a potência indicada (Pi) é sempre maior que a potência efetiva (Pb – potência ao freio), ao longo de toda a faixa de rotação do motor. O mesmo comportamento pode ser observado para a pressão média efetiva (imep – indicada, bmep – ao freio). Nas curvas de consumo específico de combustível indicado e ao freio (isfc – consumo específico indicado, bsfc – consumo específico ao freio) observa-se que o consumo específico ao freio é sempre maior, ao longo de toda a faixa de rotação do motor. A diferença entre os parâmetros de potência (indicado e ao freio) e consumo específico (indicado e ao freio) sempre aumenta, conforme aumenta a rotação.
Assinale a alternativa que justifique os comportamentos desses parâmetros (indicados e ao freio - Pi, Pb, isfc, bsfc, imep e bmep) nas curvas características dos motores de combustão interna.
A
Existe uma relação entre Pi e Pb atrelada à potência de atrito (Pf), da seguinte forma: Pi = Pb – Pf, a qual gera a diminuição do consumo específico de combustível indicado, conforme aumenta a rotação do motor, e simultaneamente valores de pressão média efetiva ao freio (bmep) menores que os valores de pressão média efetiva indicada (imep) conforme aumenta a rotação.
B
Existe uma relação entre Pi e Pb, atrelada à eficiência mecânica do sistema (ηm), envolvendo a potência de atrito (Pf), da seguinte forma: Pi = Pb + Pf. A partir desta relação, pode ser evidenciada as tendencias nos parâmetros indicados e ao freio de consumo específico de combustível (isfc, e bsfc) em função das altas trocas térmicas em baixa rotação e uso de combustível adicional para compensar os altos valores de atrito em alta rotação. Isto explica também o comportamento dos parâmetros indicados e ao freio para potência e pressão média efetiva (Pi, Pb, isfc e bsfc).
C
Existe uma relação entre Pi e Pb atrelada à eficiência mecânica do sistema (ηm), envolvendo a potência de atrito (Pf), da seguinte forma: Pf = Pi + Pb, a qual gera como resultado menores valores de consumo específico de combustível (indicado) em função de maior troca térmica em altas e baixas rotações do motor, e desta forma, menores valores de potência de freio (Pf), quando comparados aos parâmetros indicados (isfc, e Pi).
D
Não existe relação alguma entre Pi e Pb, as tendências dos parâmetros indicados em relação aos parâmetros ao freio (Pi, Pb, isfc e bsfc) são resultado de irreversibilidades termodinâmicas atreladas a altos níveis de troca térmica e atrito de componentes na operação do motor.
E
A curva de pressão média efetiva de atrito (Pf) está fora do padrão tipicamente observado em motores de combustão interna de ignição por faísca e ignição por compressão (Ciclos Otto e Diesel). Este fato gera o comportamento (atípico) das tendências dos parâmetros indicados em relação aos parâmetros de freio (Pi, Pb, isfc e bsfc).
Em um motor de combustão interna de 2 tempos, assinale a alternativa que apresenta o ciclo de operação desse motor.
A
O ciclo completo é realizado em quatro fases do pistão
B
A mistura ar-combustível é admitida e comprimida durante a mesma fase
C
A fase de exaustão ocorre separadamente da fase de admissão
D
A eficiência térmica é geralmente maior do que a dos motores de 4 tempos
Os combustíveis líquidos aplicados na indústria apresentam diversas propriedades que os distinguem entre si. Quando se aplica uma chama escorvadora sobre a superfície líquida do combustível, a temperatura na qual ocorre uma combustão transitória é denominada
A
ponto de fulgor.
B
ponto de ignição.
C
ponto de fluidez.
D
viscosidade sob calor.
E
Ponto de autoignição.
O que caracteriza o princípio de funcionamento de um motor de combustão interna é a
A
entrada do ar via turbo que aumenta taxa de compressão.
B
combustão de gases no escapamento.
C
conversão da energia química do combustível em energia mecânica.
D
compressão da mistura ar-combustível após a ignição do combustível.
E
transformação direta da energia química para energia elétrica.
De acordo com método de fluxo cruzado ou lavagem transversal para promover a retirada dos gases queimados nos motores de dois tempos, as janelas de admissão e escape ficam do mesmo lado, o que faz que a mistura de ar/combustível fresca que entra no cilindro atinja a parede deste, siga a curvatura da câmara de combustão e seja, em seguida, desviada para a janela de escape.
C
Certo
E
Errado
Existem muitas configurações e usos diferentes de motores, e para cada um deles existem diferenças no projeto e nas características operacionais. Em termos de parâmetros de desempenho de motores, é correto afirmar que
A
dentro de uma determinada categoria de motores (por exemplo, motores ciclo Otto de quatro tempos de aspiração natural), características de desempenho como: (i) pressão média efetiva de freio máxima (bmep_max) no ponto de potência máxima, (ii) potência específica e potência de atrito, na potência nominal máxima, (ii) melhor consumo específico ao freio (bsfc), nas rotações mais baixas do motor e válvula de borboleta perto de 100% aberta, são comparáveis.
B
dentro de uma determinada categoria de motores (por exemplo, motores ciclo Otto de quatro tempos de aspiração natural), características de desempenho como: (i) pressão média efetiva de freio máxima (bmep_max) no ponto de consumo específico de combustível mínimo indicado (isfc), (ii) potência específica e potência de atrito, na potência nominal máxima, (ii) melhor consumo específico ao freio (bsfc), nas rotações mais baixas do motor e válvula de borboleta perto de 100% aberta, são comparáveis.
C
dentro de uma determinada categoria de motores (por exemplo, motores ciclo Otto de quatro tempos de aspiração natural), características de desempenho como: (i) pressão média efetiva de freio máxima (bmep_max) no ponto de consumo específico de combustível mínimo ao freio (bsfc), (ii) potência específica e potência de atrito, na potência nominal máxima, (ii) melhor consumo específico ao freio (bsfc), nas rotações mais baixas do motor e válvula de borboleta perto de 100% aberta, são comparáveis.
D
dentro de uma determinada categoria de motores (por exemplo, motores ciclo Otto de quatro tempos de aspiração natural), características de desempenho como: (i) pressão média efetiva de freio máxima (bmep_max) no ponto de torque máximo, (ii) potência específica e velocidade média do pistão (Sp_mean), na potência nominal máxima, (ii) melhor consumo específico ao freio (bsfc), nas rotações mais baixas do motor e válvula de borboleta perto de 100% aberta, são comparáveis.
E
dentro de uma determinada categoria de motores (por exemplo, motores SI de quatro tempos de aspiração natural), as características de desempenho não são comparáveis, isto em função da variação de parâmetros geométricos e construtivos, o que gera mudanças significativas no processo de troca térmica.
O motor rotativo Wankel é um motor de combustão interna, desenvolvido por Felix Wankel, na década de 1920, e possui como característica o fato de empregar rotores de formato “aproximadamente” triangular no lugar dos pistões empregados nos motores alternativos. Com relação a esse motor, assinale a afirmativa incorreta.
A
Há simplicidade do motor, se comparado com um motor alternativo de mesma capacidade.
B
Há necessidade de lubrificante misturado ao combustível (semelhante ao método empregado em motores de 2 tempos).
C
Há desgaste acentuado das lâminas de vedação das câmaras – localizadas nos vértices do rotor.
D
Não é possível o uso de mais que dois rotores em um mesmo motor.
E
Há diferença de temperatura entre o lado quente e o lado frio, o que ocasiona deformações na pista do estator.
Nos motores de combustão interna nos quais a queima do combustível ocorre de forma espontânea, é importante o conhecimento da Temperatura de Autoignição (TAI) do combustível utilizado. Considerando essa condição, assinale a opção correta com relação à TAI (valores típicos) dos combustíveis.
A
TAI da Gasolina: 125°C.
B
TAI do Diesel: 250°C.
C
TAI do Metanol: 240°C.
D
TAI do Etanol Hidratado: 225°C.
E
TAI do GNV: 132°C.
A batida de pino é um fenômeno indesejado que ocorre em motores de combustão interna quando a árvore de cames bate e descontrola as válvulas de admissão e escape.
C
Certo
E
Errado
No motor a diesel, por conta da compreensão do ar, a temperatura da câmara sobe, fazendo com que aconteça a combustão. Quando o diesel é colocado na câmara através de um injetor, ele entra em contato com o ar quente e sofre a combustão. Para isso o ar quente deve chegar na temperatura necessária para que o motor comece a funcionar. Os injetores de diesel são peças muito utilizadas nos motores, pois são as ferramentas que introduzem o combustível pulverizado na câmara de pré-combustão ou no tubo de admissão. Esta injeção de combustível pode ser direta ou indireta. Existem dois tipos de injetores diesel, corretamente apresentados apenas em:
A
eletrônicos e mecânicos.
B
simples e compostos.
C
aspirados e carburados.
D
tubulares e lineares.
Considere um motor de combustão interna de 4 tempos operando segundo o ciclo Otto. Assinale a alternativa que apresenta o ciclo de operação desse motor.
A
A mistura ar-combustível é comprimida e inflamada espontaneamente durante a fase de compressão
B
O ciclo completo é realizado em duas fases do pistão
C
A fase de combustão ocorre no final da fase de compressão e é iniciada por uma centelha
D
A fase de exaustão ocorre antes da fase de compressão
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