É normal falarmos sobre o automóvel e seus diferenciais,
se é mais ou menos bonito, confortável, econômico, potente e tantos outros
itens que envolvem esse tema, mas uma área que desde sua invenção ganhou uma
grande evolução, foi o motor de combustão interna. Ele evoluiu, mas não mudou
seus conceitos. Você sabe como
funciona o motor do seu automóvel? O
conceito básico? Vamos lá.
O motor de combustão interna é a fonte de energia usada
com mais frequência para veículos automotores. Eles geram energia através da
conversão de energia química contida no combustível em calor e o calor assim
produzido, em trabalho mecânico.
A conversão da energia química em calor é realizada
através de combustão, enquanto a conversão subsequente em trabalho mecânico é
realizada permitindo-se que a energia do calor aumente a pressão dentro de um
meio, que então realiza o trabalho na medida em que se expande.
O movimento dos pistões para cima e para baixo é
convertido em movimento rotativo pelo virabrequim ou eixo de manivelas o qual,
por seu turno, o transmite às rodas através da embreagem, da caixa de marcha,
do eixo de transmissão e do diferencial.
Os pistões estão ligados ao virabrequim pelas bielas. Uma
árvore de cames, também conhecida por árvore de comando de válvulas, movida pelo
virabrequim, aciona as válvulas de admissão e escapamento situadas geralmente
na parte superior de cada cilindro.
O motor de arranque (motor de partida) é responsável por
fornecer a energia inicial necessária para tirar da inércia e colocar em
movimento o motor. Ele engrena numa cremalheira que envolve o volante do motor,
constituído por um disco pesado, fixado à extremidade do virabrequim ou árvore
de manivelas.
O volante do motor amortece os impulsos bruscos dos
pistões e origina uma rotação relativamente suave ao virabrequim.
Devido ao calor gerado por um motor de combustão interna,
as peças metálicas que estão em contínuo atrito engripariam se não houvesse um
sistema de arrefecimento, responsável por manter a temperatura ideal de
funcionamento do motor.
Para evitar desgastes e aquecimento excessivos, o motor
inclui um sistema de lubrificação. O óleo, armazenado no cárter sob o bloco do
motor, é obrigado a circular sob pressão através de todas as peças do motor que
necessitam de lubrificação.
Líquidos (combustíveis), que asseguram um aumento na
pressão de serviço através de uma transformação de fase (vaporização) ou gases,
cuja pressão de trabalho pode ser aumentada através da compressão, são usados
como meios de geração dessa energia.
Os quatro tempos do motor de combustão interna – Muitos dos motores de nossos
veículos atuais possuem quatro cilindros e funcionam em quatro tempos, como
vemos a seguir.
A primeira etapa, também denominada de primeiro tempo, é
denominada admissão. Nessa etapa
a válvula de admissão permite a entrada, na câmara de combustão, de uma mistura
de ar e combustível enquanto o pistão se move de forma a aumentar o espaço no
interior da câmara.
A segunda etapa é a compressão.
Nesta o pistão se move de forma a comprimir a mistura, fazendo seu volume
diminuir. Aqui ocorre uma compressão adiabática e em seguida a máquina térmica
recebe calor numa transformação isocórica.
A terceira etapa denomina-se explosão. No término da compressão um
dispositivo elétrico (vela) gera uma centelha que ocasiona a explosão da
mistura ocasionando sua expansão.
Após isto ocorre então o quarto tempo quando a válvula de
saída abre e permite a exaustão do gás queimado na explosão. A
expansão adiabática leva a máquina ao próximo estado, onde ela perde calor e
retorna ao seu estado inicial, onde o ciclo se reinicia.
- Ótima eficiência volumétrica em toda faixa de
velocidade do motor.
- Baixa sensibilidade em relação a perdas de pressão no
sistema de gás de escapamento e controle relativamente bom da curva de
eficiência de alimentação através da seleção de sincronização apropriada das
válvulas e projetos do sistema de admissão.
- O controle das válvulas é altamente complexo.
- A densidade de potência é reduzida porque apenas cada
segunda rotação do eixo é utilizada para gerar serviço.
PERFIL
Tarcisio Dias é profissional e técnico em Mecânica,
além de Engenheiro Mecânico com habilitação em Mecatrônica e Radialista,
desenvolve o site Mecânica Online® (www.mecanicaonline.com.br)
que apresenta o único centro de treinamento online sobre mecânica na internet (www.cursosmecanicaonline.com.br),
uma oportunidade para entender como as novas tecnologias são úteis para os
automóveis cada vez mais eficientes.
Coluna Mecânica Online® - Menção honrosa (segundo colocado) na
categoria internet do 7º Prêmio SAE Brasil de Jornalismo 2013, promovido pela
Sociedade de Engenheiros da Mobilidade.
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