Quais são os tipos de motores a combustão?

O motor de combustão interna é uma máquina térmica que tem como função converter energia térmica em energia mecânica. Eles são utilizados principalmente em meios de transporte.

O motor de combustão interna, também conhecido como motor a explosão, é uma máquina térmica que tem como função converter energia proveniente da queima de combustíveis em energia mecânica. Os tipos de motor de combustão interna mais utilizados são o motor a gasolina e o motor a diesel. Eles estão presentes principalmente nos meios de transporte, como carros, caminhões e motocicletas.

O motor apresenta a seguinte composição:

O funcionamento do motor de combustão interna ocorre em quatro tempos:

• Primeiro tempo - admissão: é o período no qual se abre a válvula de admissão e entra no cilindro do motor a mistura de combustível e gases.

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• Segundo tempo - compressão: a válvula de admissão é fechada e o pistão começa a subir, comprimindo o combustível.

• Terceiro tempo - explosão: após a compressão, um dispositivo denominado vela libera uma pequena faísca dentro do cilindro, causando a explosão do combustível. Nesse período, o pistão desce em virtude da pressão exercida pelos gases resultantes da explosão.

• Quarto tempo – escape: o pistão sobe novamente e a válvula de escape é aberta. Os gases provenientes da explosão são expulsos para fora do cilindro, deixando-o livre para iniciar um novo ciclo.

O combustível mais utilizado atualmente no mundo inteiro é a gasolina. O motor que normalmente equipa os automóveis movidos a gasolina é o motor de combustão interna, também chamado de motor de explosão interna ou motor a explosão de quatro tempos.

Os termos “combustão” e “explosão” são usados no nome desse motor porque o seu princípio de funcionamento baseia-se no aproveitamento da energia liberada na reação de combustão de uma mistura de ar e combustível que ocorre dentro do cilindro do veículo. Esse motor também é chamado de “motor de quatro tempos” porque seu funcionamento ocorre em quatro estágios ou tempos diferentes.

Conhecer como esses estágios do funcionamento do motor de combustão interna ocorrem ajuda-nos a compreender por que é importante usar gasolinas de qualidade com alto índice de octanagem. Antes, porém, veja quais são os nomes das principais partes do motor:

Agora veja como funciona o motor de um carro e o que ocorre em cada tempo:

1º tempo: Admissão — No início, o pistão está em cima, isto é, no chamado ponto morto superior. Nesse primeiro estágio, a válvula de admissão abre e o pistão desce, sendo puxado pelo eixo virabrequim. Uma mistura de ar e vapor de gasolina entra pela válvula para ser “aspirada” para dentro da câmara de combustão, que está a baixa pressão. O pistão chega ao ponto morto inferior, e a válvula de admissão fecha, completando o primeiro tempo do motor.

2º tempo: Compressão — O pistão sobe e comprime a mistura de ar e vapor de gasolina. O tempo de compressão fecha quando o pistão sobe totalmente.

3º tempo: Explosão ou combustão — Para dar início à combustão da mistura combustível que está comprimida, solta-se uma descarga elétrica entre dois pontos da vela de ignição. Essa faísca da vela detona a mistura e empurra o pistão para baixo, fazendo com que ele atinja o ponto morto inferior.

4º tempo: Escape —A mistura de ar e combustível foi queimada, mas ficaram alguns resíduos dessa combustão que precisam ser retirados de dentro do motor. Isso é feito quando o pistão sobe, a válvula de escape abre, e os gases residuais são expulsos.

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Esquematicamente, temos:

Esse processo inicia-se novamente, e os quatro tempos ocorrem de modo sucessivo. Os pistões (carros de passeio costumam ter de quatro a seis pistões), que ficam subindo e descendo, movem um eixo de manivela, chamado virabrequim, que está ligado às rodas por motores, fazendo-as girar e, consequentemente, o carro andar.

Uma analogia que pode ajudar no entendimento desse processo é pensar em como fazemos uma bicicleta movimentar-se. Fazemos com as pernas movimentos de sobe e desce, assim como os pistões do carro. As manivelas presas aos pedais da bicicleta estão conectadas à corrente, que se movimenta e faz as rodas girarem. Algo parecido ocorre no carro: o movimento de cima para baixo dos pistões gira o virabrequim, que leva a energia mecânica até o sistema de transmissão, que, por sua vez, distribui essa energia para as rodas.

Isso nos mostra que energia química (da reação química de combustão) é transformada em energia mecânica, que, por sua vez, faz as rodas do carro movimentarem-se. A energia que faz o combustível explodir vem da bateria do automóvel. Essa corrente elétrica é amplificada pela bobina, e um distribuidor faz a sua divisão entre as velas em cada cilindro.

Além disso, a combustão é uma reação exotérmica, liberando grande quantidade de calor. Assim, é preciso que o radiador use água para resfriar o motor e garantir que ele continue funcionando.

Veja que, no 2º tempo, se a gasolina for de baixa qualidade, os seus componentes não aguentarão tamanha pressão e poderão estourar antes da hora, antes da faísca soltar da vela, que é o que acontece no próximo estágio. Isso resulta em um menor desempenho do motor, que começa a bater pino, pois a explosão ocorre de forma tumultuada.

Para entender melhor como isso ocorre, leia o texto Índice de octanagem da gasolina.

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