Técnica: O Motor de Combustão Interna

A série de matérias "Técnica", que aborda os assuntos relacionados à mecânica e a parte de projeto dos ônibus, está de volta. Desta vez, para revelar algumas curiosidades sobre o funcionamento dos motores, que estão presentes nos carros, ônibus, caminhões e algumas máquinas industriais.

Como a imensa maioria dos automóveis que circulam no planeta, os ônibus são movimentados por um motor de combustão interna. Mas o que é isso??

Motor Diesel

Um motor de combustão interna é um tipo de máquina que transforma a energia térmica em energia mecânica. Então o movimento de todas as suas partes móveis é provocado pela queima de um combustível. Os motores mais comuns são do Ciclo Otto (álcool, gasolina e GNV) e do Ciclo Diesel.

A teoria do funcionamento de um motor se baseia na admissão da mistura do ar da atmosfera com o combustível para o interior do motor, para ser comprimido e dai ocorrer a "explosão", que gera o movimento inicial. Estas ações resultam na fumaça, que são os resíduos da explosão do combustível, e que são lançados à atmosfera.

Em geral, os motores dos carros, ônibus e caminhões, possuem quatro tempos (conforme animação abaixo), ou seja:

1º - Admissão de ar (motores do Ciclo Diesel) ou de mistura ar/combustível (para motores do ciclo Otto);
2º - Compressão da mistura;
3º - Explosão;
4º - Exaustão dos gases (em vermelho).

Os Componentes do Motor

Basicamente, um motor de combustão interna é dividido em três partes principais: Cabeçote, Bloco e Cárter.

- Bloco:
Componente que serve como estrutura de suporte dos itens móveis do motor (virabrequim, pistões e bielas). No bloco são usinados os dutos de lubrificação e refrigeração, além dos Cilindros (locais onde os pistões executam o movimento alternativo de “sobe e desce”). Normalmente o motor é fechado em cima pelo cabeçote e em baixo pelo cárter.

- Cabeçote:
Nesta peça são instalados os condutos de admissão e escapamento, com suas respectivas válvulas, bem como os bicos injetores de combustível.

- Cárter:
Parte baixa do motor, que serve de depósito para o óleo lubrificante do motor. Abriga alguns ítens que tornam possível a recirculação do lubrificante no interior do motor.

As Partes Móveis do Motor
 
- Pistão:
Elemento com forma semelhante a um copo de "cabeça para baixo", o pistão é diretamente responsável pela absorção da força gerada pelas explosões na Câmara de Combustão. Quando ocorre uma explosão, o pistão é empurrado para baixo, dando início ao movimento de rotação do motor.

- Biela:

Elemento que tem a função de transmitir a força gerada pela explosão, transformando o movimento retilíneo alternativo (sobe e desce do pistão) em movimento circular contínuo.

- Virabrequim:

Também conhecido como "Árvore de Manivelas", este elemento mecânico é responsável por transmitir o movimento das explosões para a caixa de marchas, quando os dois estão acoplados (marcha engatada).

Devido a sua importância no sincronismo do motor, o Virabrequim serve de guia para diversos outros itens, como bomba de direção hidráulica, sistema de ar-condicionado, alternador e comando de válvulas.
O Virabrequim é conectado a estes sistemas adicionais por meio de polias e correias.

Virabrequim (em vermelho); Pistões e Bielas (em cinza); Cilindros (em azul)

- Válvulas:
Elemento responsável pelo controle de entrada da mistura ar-combustível, e pela saída da fumaça resultante da queima.
A abertura e o fechamento das válvulas é controlado pela Árvore de Cames, ou comando de válvulas, conectado por correias ao Virabrequim.

Diferenças entre o Motor Diesel e motor à gasolina

Os dois tipos de motores possuem diversas diferenças de construção e de funcionamento, entretanto, basicamente, é possível enumerar duas distinções:

I - Enquanto o motor ciclo Otto utiliza na admissão a mistura ar-combustível para ocorrer a explosão, o motor Diesel admite na câmara de combustão apenas ar. O combustível é injetado próximo ao momento em que o pistão está em seu ponto mais alto;
II - Para ocorrer a explosão na câmara de um motor ciclo Otto,  é utilizada a vela, que emite uma centelha elétrica, que, consequentemente, causa a explosão da mistura. No motor Diesel, a explosão ocorre devido a alta temperatura, que é causada pela enorme pressão no interior da câmara;

As diferenças expostas acima, são apenas algumas das peculiaridades de cada motor, ou seja, as divergências entre os dois tipos de motor é bem maior. Confira mais detalhes sobre estas diferenças no vídeo abaixo:



A Cilindrada

Compreende-se por "cilindrada", o volume de mistura ar/combustível suportado naturalmente em todas as câmaras de combustão somadas (ver figura na cor laranja).
O cálculo da cilindrada é baseado em uma equação matemática que depende do diâmetro do pistão e da distância que ele percorre dentro do cilindro. A unidade utilizada para a cilindrada é o litro ou cm³.

Na prática, o volume de mistura total implica em mais potência e torque, mas isso não quer dizer que motores com cilindradas maiores são obrigatoriamente mais potentes.

Os motores com baixa cilindrada conseguem alta potência graças a sobrealimentação. E este será o tema em uma das próximas edições de "Técnica". Não perca!

Fonte: MOB Ceará