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Como funciona os motores
Alguma
vez você abriu o capô do seu carro e ficou imaginando o que
acontece lá dentro? Para quem não entende do assunto o motor
de um carro pode parecer uma salada de metal, tubos e fios.
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Foto cortesia da
DaimlerChrysler
Motor do
Jeep Grand Cherokee 2003 |
Pode ser só curiosidade, ou você talvez queira comprar um
carro novo e tenha ouvido algo como "3.0 V6", "duplo comando
no cabeçote" ou "injeção multiponto". Que coisas são essas?
Não pare de ler este artigo, que explica o conceito
básico de um motor e depois mostra em detalhes como todas as
peças se ajustam, o que pode dar errado e como melhorar o
desempenho.
O propósito do motor de um carro a gasolina (ou álcool,
ou gás) é transformar em movimento o combustível - isso vai
fazer o carro andar. O modo mais fácil de criar movimento a
partir da gasolina é queimá-la dentro de um motor. Portanto,
o motor de carro é um motor de combustão interna
- combustão que ocorre internamente. Duas observações:
-
há
vários tipos de motores de combustão interna, também
chamados de motores a explosão. Motores a diesel são um
tipo e turbinas a gás são outro. Leia também os artigos
sobre motores Hemi, motores rotativos e motores 2
tempos. Cada um tem suas próprias vantagens e
desvantagens;
-
também existem motores de combustão externa.
O motor a vapor de trens antigos e navios a vapor é o
melhor exemplo de motor de combustão externa. O
combustível (carvão, madeira, óleo ou outro) é queimado
fora do motor para produzir vapor, e este gera movimento
dentro do motor. A combustão interna é muito mais
eficiente (gasta menos combustível por quilômetro) do
que a combustão externa, e o motor de combustão interna
é bem menor que um motor equivalente de combustão
externa. Isso explica por que não vemos carros da Ford e
da GM usando motores a vapor.
Quase todos os carros atuais usam motor de combustão
interna a pistão porque esse motor é:
-
relativamente eficiente (comparado com
um motor de combustão externa)
-
relativamente barato (comparado com uma
turbina a gás)
-
relativamente fácil de abastecer
(comparado com um carro elétrico)
Essas vantagens superam qualquer outra
tecnologia existente para fazer um carro rodar.
Para compreender o funcionamento básico de um motor de
combustão interna a pistão é útil ter uma imagem de como
funciona a "combustão interna". Um bom exemplo é um antigo
canhão de guerra. Você provavelmente já viu em algum filme
soldados carregarem um canhão com pólvora, colocarem uma
bala e depois o acenderem. Isso é combustão interna - mas o
que isso tem a ver com motores?
Um exemplo melhor: digamos que você pegue um pedaço
comprido de tubo de esgoto, desses de PVC, talvez com 7,5 cm
de diâmetro e uns 90 cm de comprimento e feche uma das
extremidades. Então, digamos que você espirre um pouco de WD-40
dentro do tubo, ou jogue uma gotinha de gasolina e em
seguida empurre uma batata para dentro do cano. Assim:
Eu não estou recomendando fazer isso! Mas
digamos que você tenha feito... Esse dispositivo é conhecido
como canhão de batata. Com uma centelha é
possível inflamar o combustível.
O interessante aqui, e a razão para falarmos de um
dispositivo como esse, é que um canhão de batata pode
arremessar uma batata a cerca de 150 metros de distância! Um
pingo de gasolina armazena um bocado de energia.
Combustão interna
O canhão de batata usa o princípio básico de qualquer motor
de combustão interna convencional (motor a pistão). Pôr uma
pequena quantidade de combustível de alta energia (como a
gasolina) em um reduzido espaço fechado e gerar uma centelha
libera uma quantidade inacreditável de energia, na forma de
gás em expansão. Essa energia pode ser usada para fazer uma
batata voar 150 metros. Nesse caso, a energia é transformada
em movimento da batata. Isso também pode ser usado para fins
mais interessantes. Por exemplo, ao se criar um ciclo que
permita provocar centenas de explosões por minuto e torne
possível empregar essa energia de forma útil estará feita a
base de um motor de carro!
Quase todos os carros atualmente usam o que é chamado de
ciclo de combustão de 4 tempos para
converter a gasolina em movimento. Ele também é conhecido
como ciclo Otto, em homenagem a Nikolaus
Otto, que o inventou em 1867. Os 4 tempos são:
-
Admissão
-
Compressão
-
Combustão
-
Escapamento
Como são os tempos
Na figura você percebe que uma peça chamada
pistão substitui a batata no canhão de batata. O
pistão está ligado ao virabrequim por uma
biela. Conforme gira, o virabrequim "arma o
canhão." Eis o que acontece à medida que o motor passa por
esse ciclo:
-
A
válvula de admissão se abre enquanto o pistão se move
para baixo, levando o cilindro a aspirar e se encher de
ar e combustível. Essa fase é a admissão.
Somente uma pequena gota de gasolina precisa ser
misturada ao ar para que funcione. (Parte 1 da figura)
-
O
pistão volta para comprimir a mistura ar-combustível. É
a compressão, que torna a explosão mais
potente. (Parte 2 da figura)
-
Quando o pistão atinge o topo do seu curso, a vela de
ignição solta uma centelha para inflamar a gasolina. A
gasolina no cilindro entra em combustão,
aumentando rapidamente de volume e empurrando o pistão
para baixo. (Parte 3 da figura)
-
Assim
que o pistão atinge a parte de baixo do seu curso, a
válvula de escapamento se abre e os gases
queimados deixam o cilindro através do tubo
existente para esse fim. (Parte 4 da figura)
Agora o motor está pronto para o
próximo ciclo, aspirando novamente ar e combustível.
Observe que o movimento que resulta de um motor de
combustão interna é rotativo, embora os
pistões se movam de forma linear, da mesma forma que o
canhão de batata. Em um motor o movimento linear dos pistões
é convertido em movimento rotativo pelo virabrequim. É esse
movimento rotativo que permite fazer as rodas dos carros
girarem.
Vamos ver agora todas as partes que trabalham juntas para
fazer isso acontecer.
Cilindros e outras peças do motor
O coração do motor é o cilindro, dentro
do qual um pistão se move para cima e para baixo. O motor
descrito acima tem apenas um cilindro, típico de cortadores
de grama e de motocicletas de pequeno porte, mas a maioria
dos carros tem mais de um cilindro (geralmente quatro, seis
ou oito cilindros). Em um motor com vários cilindros, eles
são dispostos de diversas maneiras. As principais
configurações são em linha, em V
ou plano (conhecido também como horizontal
oposto ou boxer), como mostram as figuras abaixo.

Figura 2. Em linha -
Os cilindros são alinhados em uma única bancada

Figura 3. V - Os
cilindros são dispostos em duas bancadas, formando um ângulo
entre si

Figura 4. Plano - Os
cilindros são dispostos em duas bancadas, em lados opostos
do motor
Há vantagens e desvantagens de cada configuração de motor
em termos de suavidade, custo de fabricação e
características diretamente ligadas à sua forma. Essas
vantagens e desvantagens tornam cada um mais apropriado a
certos tipos de veículo.
Tamanho do motor (cilindrada ou deslocamento
volumétrico)
Desde os primórdios dos motores, convencionou-se
classificá-los em tamanho por meio da cilindrada
ou deslocamento volumétrico. Por se tratar de
volume, ele é medido em litros ou cm³ (centímetros cúbicos,
1.000 centímetros cúbicos - ou 1.000 cm³ - equivalem a um
litro).
Veja aqui alguns exemplos:
-
uma
motosserra pode ter um motor de 40 cm³;
-
uma
motocicleta pode ter um motor de 500 cm³ ou de 750 cm³;
-
um
carro esportivo pode ter um motor de 5 litros (5.000 cm³).
A maioria dos motores dos carros comuns
tem entre 1,5 litro (1.500 cm³) e 4 litros (4.000 cm³)
A cilindrada é obtida por simples cálculo. Toma-se a área
correspondente ao diâmetro do cilindro (Pi x diâmetro
elevado ao quadrado e dividido por 4) e multiplica-se pelo
curso do pistão. Deve-se ter o cuidado de sempre considerar
centímetros e não milímetros, pois estamos buscando
centímetros cúbicos. Uma vez que se tenha a cilindrada de um
cilindro, é só multiplicar o resultado pelo número de
cilindros para obter a cilindrada do motor (desnecessário
caso o motor seja de um cilindro apenas).
Se você tiver um motor de 4 cilindros e cada cilindro
comportar meio litro, o motor inteiro é um "motor de 2
litros" - também se diz motor 20. Se cada cilindro tem
capacidade de meio litro e há seis cilindros dispostos em V,
você tem um "V6 de 3 litros", ou V6 30.
Geralmente a cilindrada dá idéia da potência que o motor
pode produzir. Um cilindro que desloca meio litro pode
comportar o dobro da mistura ar-combustível que um cilindro
que desloca 1/4 de litro - pode-se esperar o dobro de
potência no cilindro maior (caso todos os outros parâmetros
sejam iguais). Um motor de 2 litros tem, em termos gerais, a
metade da potência de um motor de 4 litros.
Para ampliar a cilindrada de um motor aumenta-se o número
de cilindros ou o seu tamanho (ou as duas coisas). Outra
maneira, junto com as providências acima ou não, é aumentar
o curso dos pistões.
Motor de combustão
interna
Vela de ignição
A vela de ignição fornece a centelha que provoca a ignição
da mistura ar-combustível, para que ocorra a combustão. A
centelha precisa ocorrer no momento exato para que as coisas
funcionem bem.
Válvulas
As válvulas de admissão e de escapamento abrem no momento
certo e deixam respectivamente entrar o ar e o combustível e
sair os gases queimados. Observe que ambas as válvulas são
fechadas durante a compressão e a combustão, mantendo vedada
a câmara de combustão.
Pistão
O pistão é uma peça metálica cilíndrica, de liga de
alumínio, que se move dentro do cilindro.
Anéis de segmento
Os anéis de segmento são uma vedação deslizante entre a
borda externa do pistão e a parede interna do cilindro. Os
anéis servem para:
-
impedir que a mistura ar-combustível e os gases de
escapamento vazem da câmara de combustão para dentro do
cárter de óleo durante a compressão e a combustão,
respectivamente;
-
impedir que o óleo do cárter passe para dentro da zona
de combustão, onde seria queimado e desperdiçado.
Na maioria dos carros que "queimam
óleo" (e precisam ter seu nível completado - por exemplo a
cada 1.000 km ou menos) o óleo queima porque o motor está
desgastado e os anéis não vedam direito.
Biela
É uma haste que liga o pistão ao virabrequim. As duas
pontas da biela podem girar, permitindo a mudança de ângulo
à medida que o pistão se move e o virabrequim gira.
Virabrequim
O virabrequim transforma o movimento retilíneo do pistão em
um movimento circular, como faz a manivela no brinquedo
jack-in-the-box (boneco na caixa).
Cárter
O cárter envolve o virabrequim e também age como
reservatório de óleo, que fica armazenado em seu fundo.
O que pode dar errado?
Ao sair certa manhã, seu motor gira, mas não dá pega... O
que pode estar errado? Agora que você sabe como funciona um
motor, é possível compreender o que pode impedir um motor de
funcionar. Três problemas fundamentais podem acontecer:
mistura inadequada de ar e combustível, falta de centelha ou
falta de compressão. Outras centenas de pequenos problemas
podem ocorrer, mas os citados acima são os "Três Grandes".
Com base no motor simples que estamos discutindo, veja aqui
um levantamento rápido de como esses problemas afetam seu
motor:
Mistura inadequada - uma mistura
inadequada ar-combustível pode ocorrer de várias maneiras:
-
a
gasolina acabou e o motor recebe ar, mas não
combustível;
-
a
entrada de ar pode estar entupida, de modo que há
combustível, porém não entra ar suficiente;
-
o
sistema de combustível pode estar fornecendo combustível
a mais ou a menos à mistura, significando que a
combustão não poderá ocorrer de forma apropriada;
-
pode
haver impurezas no combustível (como água no tanque de
combustível) fazendo com que não seja possível a sua
queima.
Falta de centelha - a centelha pode não
ocorrer ou ser fraca por diversas razões:
-
se a
vela de ignição ou o fio que chega à vela estiverem
gastos, a centelha será fraca;
-
se o
cabo estiver cortado ou faltando - ou se o sistema que
manda a corrente de alta tensão pelo cabo não estiver
funcionando corretamente - não haverá centelha;
-
se a
centelha ocorre muito cedo ou muito tarde no ciclo (ou
seja, se o ponto de ignição estiver muito fora do
padrão), o combustível não sofrerá ignição no tempo
certo e isso poderá causar vários tipos de problemas.
Muitos outros problemas podem acontecer. Por exemplo:
-
se a
bateria estiver descarregada, o motor de partida não
poderá girar o motor para fazê-lo funcionar;
-
se os
mancais que permitem que o virabrequim gire livremente
estiverem prendendo, ele não irá girar, impedindo o
funcionamento do motor;
-
se as
válvulas não abrirem e fecharem no momento correto ou
simplesmente não abrirem, o ar não poderá entrar ou os
gases de escapamento não poderão sair - e o motor não
funcionará;
-
se
alguém enfiar uma batata na ponta do cano de
escapamento, os gases não poderão sair dos cilindros e o
motor não funcionará;
-
se o
óleo acabar e o motor vier a travar, os pistões não
poderão se mover livremente, impedindo o funcionamento
do motor.
Falta de compressão - se a carga de ar e
combustível não puder ser comprimida de maneira apropriada,
o processo de combustão não acontecerá corretamente. A falta
de compressão pode ocorrer pelas seguintes razões:
-
os
anéis de segmento estão gastos (permitindo que a mistura
ar-combustível vaze pelos lados do pistão durante a
compressão);
-
as
válvulas de admissão ou de escapamento não estão vedando
apropriadamente, permitindo o vazamento durante a
compressão;
-
há um
grande vazamento em um ou mais cilindros.
O vazamento mais comum em um cilindro ocorre onde a parte
acima do bloco do motor (onde ficam as válvulas e as velas
de ignição, e às vezes o comando de válvulas, também
conhecida como cabeçote) se prende ao
bloco. Geralmente, o bloco e o cabeçote são mantidos juntos
com uma junta fina entre eles para
assegurar uma boa vedação. Se a junta se rompe,
desenvolvem-se pequenas fugas entre bloco e cabeçote.
Em um motor funcionando corretamente, todos esses fatores
estão dentro da tolerância. Como você pode ver, um motor tem
inúmeros sistemas que o ajudam a cumprir seu papel de
converter combustível em movimento. A maioria desses
subsistemas pode ser implementado usando tecnologias
diferentes e melhores para aumentar o desempenho do motor.
Nas próximas seções, abordaremos todos os subsistemas
diferentes usados nos motores modernos.
O
trem de válvulas e outros sistemas
O trem de válvulas é constituído pelas
válvulas e por um mecanismo para abri-las e permitir que
fechem, chamado de árvore de comando de válvulas
ou simplesmente comando de válvulas. Ele tem ressaltos
(perfis geralmente ovalados) que movem as válvulas, ficando
para as molas de válvulas a responsabilidade de fechá-las,
como mostra a Figura 5.

Figura 5. O comando
de válvulas
A maioria dos motores modernos tem o que se chama de
comando de válvulas no cabeçote. Isso
significa que o comando de válvulas está localizado nessa
parte do motor, geralmente acima das válvulas, como se vê na
Figura 5. Os ressaltos na árvore atuam sobre as válvulas
diretamente (na verdade há uma peça chamada tucho entre o
ressalto e elas) ou indiretamente por meio de uma alavanca
bem curta (motores mais antigos têm o comando de válvulas
localizado no bloco, perto do virabrequim. Nesse tipo de
desenho, varetas apoiadas em tuchos unem o
movimento dos ressaltos aos balancins no
cabeçote, que por sua vez acionam as válvulas. Há mais
partes móveis nesse sistema e também maior defasagem entre o
acionamento da válvula pelo ressalto do comando e o seu
movimento efetivo, além da maior massa de movimento
alternado constituir obstáculo a rotações mais altas do
motor). Uma correia dentada ou uma corrente
de distribuição conecta o virabrequim ao comando de
válvulas, mantendo as válvulas sincronizadas com os pistões.
O acionamento do comando de válvulas é calculado para que
ele gire à metade da rotação do virabrequim. A maioria dos
motores de alto desempenho tem quatro válvulas por cilindro
(duas para admissão e duas para escapamento), normalmente
com dois comandos de válvulas por bancada de cilindros - daí
o termo duplo comando no cabeçote.
Sistemas de ignição e arrefecimento
O sistema de ignição produz uma corrente elétrica de alta
tensão e transmite-a para a vela de ignição pelos
cabos de vela. A corrente flui primeiro para um
distribuidor, facilmente identificável
embaixo do capô da maioria dos carros. Um cabo chega ao
centro do distribuidor, e quatro, seis ou oito cabos
(dependendo do número de cilindros) saem dele, para cada
vela de ignição. O motor é sincronizado de modo que somente
um cilindro receba uma corrente do distribuidor de cada vez.
Em muitos motores modernos não existe mais o distribuidor
físico, substituído por sistema eletrônico.
Sistema de arrefecimento
Na maioria dos carros o sistema de arrefecimento tem um
radiador e uma bomba d'água. A água circula por passagens ao
redor dos cilindros e das câmaras de combustão e depois por
tubos no radiador, para ser resfriada. Em poucos carros (o
Fusca, por exemplo), assim como na maioria das motocicletas
e cortadores de grama, o motor é refrigerado a ar (uma
característica desse tipo de refrigeração é a presença de
aletas nos cilindros e cabeçote para ajudar a dissipar o
calor). Os motores resfriados a ar são mais leve, mas
trabalham mais quentes, o que diminui sua durabilidade e seu
desempenho geral.
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Diagrama
de um sistema de arrefecimento mostrando como
todas as mangueiras estão conectadas
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Admissão de ar e partida
A maioria dos carros tem motores de aspiração
natural, o que significa que o ar flui por si só
para os cilindros pela depressão criada pelos pistões no
curso de admissão, depois de passar pelo filtro de ar.
Motores de alto desempenho são ou turbocomprimidos,
ou comprimidos, o que significa
que o ar que se dirige aos cilindros é pressurizado antes
(de modo que mais mistura ar-combustível possa ser
introduzida nos cilindros) para melhorar o desempenho. A
quantidade de pressurização é chamada de sobrepressão. O
turbocompressor possui uma pequena turbina acoplada ao
coletor de escapamento faz girar a turbina de compressão que
recebe o ar de admissão. Os compressores (há vários tipos)
são acionados diretamente pelo motor.
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Foto cortesia da
Garrett |
Aumentar a potência do seu motor é ótimo, mas o que
acontece quando você gira a chave para colocá-lo em
funcionamento? O sistema de partida consiste de um motor
elétrico e um solenóide de partida. Quando
você vira a chave de ignição, o motor de arranque faz o
virabrequim dar algumas voltas, o que propicia o início do
processo de combustão. É preciso um motor potente para girar
um motor frio. O motor de arranque precisa vencer:
-
o
atrito interno provocado pelos anéis de segmento
-
a
pressão de compressão de qualquer cilindro(s) que esteja
no curso de compressão
-
a
energia necessária para abrir e fechar as válvulas
-
todas
as "outras" coisas diretamente ligadas ao motor, como
bomba d'água, bomba de óleo, alternador, etc.
Como é necessária muita potência e um
carro usa um sistema elétrico de 12 volts, centenas de
ampères de eletricidade precisam fluir para dentro do motor
de arranque (lembre-se: potência é o produto da corrente
multiplicada pela tensão). O solenóide de partida é
essencialmente um grande interruptor elétrico que pode lidar
com toda essa corrente. Quando você vira a chave de ignição,
ela ativa o solenóide para fazer chegar energia elétrica de
alta intensidade (amperagem) ao motor de arranque.
Sistemas de lubrificação
O sistema de lubrificação assegura que cada parte móvel do
motor seja suprida de óleo, para diminuir o atrito e evitar
o engripamento. As duas partes que mais precisam de óleo são
os pistões (para deslizar facilmente em seus cilindros) e
todos os mancais que permitem que o virabrequim e o comando
de válvulas, e as bielas nas suas articulações, se
movimentem livremente. Na maioria dos carros, o óleo é
sugado do reservatório pela bomba, passando pelo filtro de
óleo para remover qualquer impureza antes de ser esguichado
sob pressão nos mancais e depois atingir as paredes internas
dos cilindros. O óleo então escoa para o cárter, onde é
coletado, e o ciclo se repete.
A alimentação
O sistema de alimentação bombeia combustível do tanque e o
mistura com o ar, de modo que a mistura ar-combustível
correta seja admitida nos cilindros. Existem três maneiras
comuns de enviar o combustível: carburação, injeção de
combustível no coletor de admissão e injeção direta de
combustível na câmara de combustão.
-
Na
carburação, um dispositivo chamado carburador
mistura o combustível com o ar conforme este flui para
dentro do motor.
-
Em um
motor com injeção a quantidade correta de combustível é
injetada individualmente em cada cilindro - antes da
válvula de admissão (injeção de combustível multiponto)
ou diretamente dentro do cilindro (injeção direta de
combustível).
Escapamento
O sistema de escapamento inclui a tubulação e o silenciador
(peça que abafa o som - sem o silenciador, você ouviria o
som de milhares de pequenas explosões vindo do cano de
escapamento). O sistema de escapamento inclui um conversor
catalítico, também chamado de catalisador.
Controle de emissões
No sistema de controle de emissões nos carros modernos há um
conversor catalítico, um conjunto de
sensores e acionadores e um computador para monitorar e
ajustar todos os sistemas. Por exemplo, o conversor
catalítico usa um agente catalisador e oxigênio para queimar
todo o combustível que não foi utilizado, assim como outras
substâncias químicas dos gases de escapamento. Um sensor de
oxigênio no fluxo de gases monitora permanentemente a
relação ar-combustível e informa a situação ao computador de
controle do motor para que este efetue as correções
necessárias.
Sistema elétrico
Uma bateria e um alternador
compõem o sistema elétrico. O alternador é
conectado ao motor por uma correia e gera eletricidade para
recarregar a bateria. A bateria fornece eletricidade com
tensão de 12 volts para todos os dispositivos elétricos do
carro (o sistema de ignição, rádio, faróis, limpadores de
pára-brisa, vidros elétricos, computadores de bordo, etc.).
Como
obter mais potência; dúvidas sobre motores
Com base em todas as informações é
possível perceber que existem modos diferentes de melhorar o
desempenho de um motor. Os fabricantes de carro estão sempre
combinando, de diversas maneiras, as variáveis a seguir,
para tornar os motores mais potentes e/ou mais eficientes.
Aumentar a cilindrada - mais deslocamento
volumétrico significa mais potência porque permite queimar
mais combustível durante cada rotação do motor. É
possível aumentar a cilindrada usando cilindros maiores ou
acrescentando mais cilindros (o limite prático é o de 16
cilindros). A cilindrada também pode ser aumentada por meio
de maior curso dos pistões.
Elevar a taxa de compressão - taxas de compressão
mais altas produzem mais potência, até certo ponto.
Entretanto, quanto mais se comprime a mistura
ar-combustível, maior a possibilidade de que parte da
mistura na câmara detone espontaneamente (depois de ocorrer
a centelha da vela de ignição). A gasolina de alta octanagem,
como a premium ou a Podium, diminui o risco ou evita essa
detonação. É por isso que os carros de alto desempenho
geralmente precisam de gasolina de alta octanagem - seus
motores normalmente têm taxas de compressão mais elevadas
para obter mais potência.
Colocar mais ar em cada cilindro - é possível
empurrar mais ar (e portanto mais combustível) para um
cilindro de determinado tamanho (do mesmo modo que se faria
aumentando o tamanho do cilindro). Os turbocompressores e
compressores pressurizam o ar que entra para que seja
fornecido efetivamente mais ar aos cilindros.
Resfriar o ar na admissão - comprimir o ar aumenta
sua temperatura, mas é melhor ter o ar mais frio possível no
cilindro (quanto mais quente o ar, menos denso ele se torna,
menos oxigênio por volume). Assim, muitos carros equipados
com turbocompressor ou compressor têm um intercooler.
O intercooler é um radiador por onde o ar comprimido passa
para ser resfriado antes de entrar nos cilindros.
Facilitar a entrada de ar - à medida que o pistão
se move no seu curso de admissão, a resistência do ar pode
roubar potência do motor. A resistência do ar pode ser
fortemente diminuída colocando uma válvula maior ou,
preferencialmente por questão de peso, duas passagnes de ar
total. Alguns carros mais novos estão usando coletores de
admissão polidos internamente para eliminar a resistência do
ar. Filtros de ar maiores podem também melhorar o fluxo de
ar.
Facilitar a saída dos gases queimados - se a
resistência do ar dificultar a saída dos gases de queimados
em um cilindro, ocorrerá roubo de potência do motor. A
resistência do ar pode ser amenizada acrescentando-se uma
válvula de escapamento em cada cilindro ou,
preferencialmente, duas válvulas menores, mas que resulte em
aumento total da área de passagem (um carro com duas
válvulas de admissão e duas válvulas de exaustão tem quatro
válvulas por cilindro, o que melhora o desempenho - quando
você ouve um comercial dizer que o carro tem quatro
cilindros e 16 válvulas, o que o comercial está dizendo é
que o motor tem quatro válvulas por cilindro). Se o diâmetro
do cano do escapamento é muito pequeno ou o
silenciador oferece muita resistência ao ar, pode haver
contrapressão, que terá o mesmo efeito de válvula de
escapamento muito pequena. Sistemas de escapamento de alto
desempenho usam coletores especiais (muitas vezes chamados
de "dimensionados"), tubos de escape de grande diâmetro e
silenciadores de alta vazão para diminuir a contrapressão no
sistema de escapamento. Quando você ouve que um carro tem
"duplo escapamento", o objetivo é melhorar o fluxo dos gases
de escape tendo dois tubos de escapamento em vez de apenas
um.
Diminuir o peso dos componentes - componentes
leves ajudam o motor a ter um desempenho melhor. Cada vez
que um pistão muda de direção ele utiliza energia para
interromper o trajeto em uma direção e iniciá-lo em outra.
Quanto mais leve o pistão, menos energia ele dissipa. Essa é
também a razão de se usar duas válvulas menores em vez de
apenas uma grande.
Injeção de combustível - a injeção de combustível
permite uma dosagem muito precisa de combustível em cada
cilindro. Isso melhora o desempenho e reduz o consumo de
combustível.
Perguntas e respostas
Eis algumas dúvidas de leitores:
-
Qual a diferença entre um motor a gasolina e um motor a
diesel? No motor a diesel não há velas de ignição.
O diesel é injetado dentro do cilindro e o ar bem
aquecido durante o curso e de compressão provoca a
ignição do combustível. O diesel tem uma densidade de
energia mais alta que a gasolina e permite ao carro
rodar mais quilômetros por litro de combustível. Mais
informações em Como funcionam os motores a diesel.
-
Qual a diferença entre um motor 2-tempos e um motor
4-tempos? A maioria das motosserras e dos motores de
barco usa motores 2-tempos. Um motor 2-tempos não tem
válvulas que se movem, e a vela de ignição dispara
centelha cada vez que o pistão atinge o ponto-morto
superior. Uma abertura (chamada janela) na parte
inferior da parede do cilindro permite a entrada
de combustível e ar, por depressão, para a parte abaixo
dos pistões e depois ocorre a transferência para a parte
superior, para ser comprimida como num motor 4-tempos. A
vela de ignição provoca a combustão e os gases de escape
saem por outra janela no cilindro. Instantes depois é
realizada a transferência. É necessário misturar óleo e
gasolina em um motor 2 tempos porque não há o cárter
contendo óleo, embora existam casos de fornecimento
separado do lubrificante. Geralmente, um motor 2 tempos
produz bastante potência considerando o seu tamanho,
porque há o dobro de etapas de combustão em relação a um
4-tempos. Contudo, um motor 2 tempos consome
mais combustível e queima muito mais óleo, sendo muito
mais poluente. Mais informações em Como funcionam os
motores 2-tempos.
-
Você mencionou motores a vapor neste artigo - existe
alguma vantagem nos motores a vapor em relação aos
outros motores de combustão interna? A principal
vantagem de um motor a vapor é que você pode usar como
combustível qualquer coisa que queime. Por exemplo, um
motor a vapor pode usar carvão, jornal ou madeira como
combustível, enquanto um motor de combustão interna
precisa de um combustível líquido ou gasoso puro e de
alta qualidade. Mais informações em Como funcionam os
motores a vapor.
-
Existem outros ciclos além do ciclo de Otto usado nos
motores dos carros? O ciclo do motor 2 tempos é
diferente, assim como o ciclo do diesel descrito acima.
O motor do Mazda Millennia usa uma modificação do
ciclo Otto chamado Ciclo de Miller. Turbinas a gás usam
o ciclo de Brayton. Motores rotativos Wankel usam o
ciclo Otto, mas funcionam de um modo bastante diferente
dos motores de 4 tempos a pistão de movimento linear.
-
Por que ter oito cilindros em um motor? Por que não ter,
em vez disso, um cilindro grande com as mesmas
cilindradas dos oito cilindros? Existem várias
razões para que um motor grande de 4 litros tenha oito
cilindros de meio litro em vez de um cilindro grande de
4 litros. A principal razão é a regularidade. Um motor
V8 é mais regular porque tem oito explosões espaçadas
durante as duas voltas do ciclo realizadas pelo
virabrequim em vez de uma grande explosão somente. Outra
razão é o torque de partida. Quando você liga um motor
V8, você está empurrando somente dois cilindros (1
litro) em seus cursos de compressão, mas com um cilindro
grande você teria que comprimir 4 litros.

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