Coluna Mecânica Online – O motor de combustão interna
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.
Vantagens do processo de 4 (quatro) tempos
– 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.
Desvantagens do processo de 4 tempos
– 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.
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.
