Motores

Foto cortesia da DaimlerChryslerMotor do Jeep Grand Cherokee 2003

• 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.

• 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.

• Quase todos os carros atualmente usam o que é chamado de ciclo de combustão de 4 tempos para converter a gasolina em movimento. Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeio atualmente. Ele também é conhecido como ciclo Otto, em homenagem a Nikolaus Otto, que o inventou em 1867. Os 4 tempos são:

Admissão isobárica 0-1Compressão adiabática 1-2Combustão isocórica 2-3, expansão adiabática 3-4Escapamento (abertura de válvula) 4-5, exaustão isobárica 5-0

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.

• O coração do motor é o cilindro, dentro do qual um pistão se move para cima e para baixo.

• 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 a seguir.

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

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

Plano - Os cilindros são dispostos em duas bancadas, em lados opostos do motor

Outras partes de um motor

• 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.

• Pistão O pistão é uma peça metálica cilíndrica, de liga de

alumínio, que se move dentro do cilindro.

Essas são somente algumas partes, porém o motor possui várias outras como: biela, virabrequim, cárter etc.

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.

• 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.

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.

– A TRAÇÃO NOS AVIÕES

• A Tração é uma força responsável por impulsionar a aeronave para frente, sendo originada de algum tipo de motor. Normalmente, nos dias de hoje a aviação está servida de motores convencionais, a quatro tempos, como vimos. E motores a reação, utilizando-se de turbo-jatos e turbo-fan.

Motores convencionais:

• É o tipo de motor dos carros modernos, ou seja, o sistema de quatro tempos (Ciclo de Otto).

• Devido ao avanço da tecnologia, alguns aviões à hélice, utilizam um sistema que adiciona uma turbina, que será vista nos motores à reação, recebendo o nome de turbo-hélice. A figura a seguir mostra uma aeronave com tração à hélice.

Uma aeronave modelo King Air servido de dois motores turbo-hélice.

• Quando a hélice da uma volta, o avião sofre um deslocamento, este é chamado de PASSO DA HÉLICE, onde pode ser fixo ou variável. Quando um avião está na decolagem, a freqüência do motor em rpm pode aumentar, e em alguns casos dependendo do sistema do conjunto da hélice, o passo pode modificar.

Motores à reação:

• Esse tipo de motor funciona de acordo coma terceira lei de Newton, ação e reação, onde a ação se situa na expulsão dos gases para trás, provocando a reação do deslocamento do avião para frente. Os sistemas utilizados são os turbo-jato e turbo-fan, sendo este último o mais moderno.

                                                                    Turbina em funcionamento.

– MOTORES DE BARCOS • A movimentação de uma embarcação na água, pode

ser explicada pela lei de Issac Newton, conhecida como Lei da ação e reação.

“Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B reage sobre A com uma força de mesmo módulo, mesma direção e de sentido contrário.”

• Assim num barco a remo, o condutor do barco, empurra a água para trás. A água reage, exercendo uma força nos remos igual e contrária, fazendo com que o barco vá para frente.

• No caso de barcos a motor a propulsão mecânica é feita pela rotação de uma hélice, promovida por um motor a diesel. A hélice empurra a água para trás, a água reage e empurra a hélice para frente, fazendo com que o barco se movimente.

• Nos barcos a vela, a propulsão mecânica é feita através do vento que infla as velas, cuja área pode ser variável de acordo com a intensidade do vento.