Motores

Os motores de automóveis trabalham com base num princípio químico que realiza energia térmica (trabalho) e que, por sua vez, transforma essa energia térmica em energia mecânica (trabalho mecânico).

O que é isso de energia química, mecânica, etc...? É simples!

Imagine que agarra num jarricão de gasolina e o coloca em cima de uma fogueira. Espera um uquinho e .... Pumm!!!

Está a ver, acabou de transformar energia química (a gasolina) em térmica (Pumm !!! - quando a gasolina, no seio do oxigénio proveniente do ar que está na atmosfera, realizou uma combustão e explodiu) e por sua vez em mecânica - a altura em que o jarricão deu dois pulos no ar.

Acabou de realizar um trabalho à custa de energia térmica. Não foi lá grande trabalho, mas pronto ...!

Pegando no exemplo anterior, vamos agora ver o que acontece num motor de automóvel.

Os motores de automóvel têm umas peças "esquisitas" para poder aproveitar este fenómeno que vimos anteriormente.

Uma das formas de poder imaginar o princípio de funcionamento de um motor de automóvel é olhar para uma seringa (sim, sim ! exactamente ! dessas que nos perseguem o "fundo das costas" e nos fazem ter tanto medo).

 

 

Então agarre lá na seringa e siga comigo esta experiência. Ponha o dedo indicador na parte superior (a que tem o buraquinho para levar a agulha) e puxe a haste (pistão) para trás.

O que é que está a sentir ?

Parece que a carne do dedo está a ser sugada, não é verdade ?!

Agora faça o movimento contrário. Empurre o pistão da seringa para cima. Há-de reparar que sente pressão no dedo. Firme bem o dedo e empurre mais ainda. Se reparar melhor, o pistão da seringa consegue avançar para a frente sem deixar escapar o ar.

 

Conclusão

O ar dentro da seringa foi comprimido, isto é, contraído num espaço mais pequeno.

Agora vamos avançar combinando os dois exemplos anteriores.

Puxe o pistão da seringa (sem pôr o dedo, para deixar entrar o ar para dentro dela) até ao fim.

 

1ª FASE - Sucção do ar - ADMISSÃO

Agora ponha o dedo no buraquinho superior para não deixar o ar escapar. Empurre para cima o pistão mantendo o dedo bem firme.

 

2ª FASE - Compressão do ar - COMPRESSÃO

Imagine agora que a parte de cima da seringa está ligada a um pequeno depósito de combustível e esse mesmo combustível cai, em pequenas gotas, para dentro (entre o pistão e o buraquinho que tapou com o dedo).

Como o combustível vai introduzir-se no seio do oxigénio (componente sempre presente no ar da nossa atmosfera) e a pressão do ar dentro da seringa é bastante grande, aumentando muito a sua temperatura, vai ter que haver combustão (queima do combustível). Essa queima pode surgir espontaneamente ou ser provocada por uma faísca - mas isso veremos mais à frente quando falarmos dos sistemas diesel, gasolina e suas diferenças.


Continuando... dá-se a combustão do combustível dentro da seringa e PUMM !!!

Se houve um PUMM!, o que é que será que acontece a seguir ?

Ficou com o dedo queimado ...? (humm?!) Isso seria o mais normal.

Vamos imaginar que o seu dedo é muito forte e resistente à temperatura.

Se assim fôr, quem é que cede ao PUMM! ???

Por exclusão de partes, o pistão da seringa, não é verdade ?Por conta do PUMM!, o que vai acontecer é que o pistão da seringa desloca-se com violência para baixo.

 

3ª FASE - Expansão dos gases e arremesso do pistão – EXPANSÃO

Bom ! E agora ?

Era bom transformarmos esta energia em movimento, não é verdade?

Então vamos criar uma outra "engenhoca". Vamos imaginar que a parte inferior do pistão da seringa está ligada a uma manivela. Com a violência da descida do pistão, a manivela vai ter que rodar.

A manivela, ao rodar, acaba por impulsionar o pistão para cima, pelo facto de estarem mecânicamente ligados.

Mas, se mantiver o dedo em cima do buraquinho da seringa, isto não será possível porque, pela contracção dos gases, o pistão não consegue vencer essa oposição.

Então, largue lá o dedo de cima do buraquinho da seringa, se faz favor ...

O que é que sentiu ?

O pistão empurrou os gases para fora da seringa e ouviu-se um barulho provocado pela evacuação,

do tipo, SHEEEEFFF !!!

 

4ª FASE - Saída/evacuação dos gases para fora do cilindro da seringa, completando um ciclo

de funcionamento - ESCAPE

Já agora, lembrei-me de outra coisa ...

De cada vez que põe o dedo no buraquinho da seringa, há-de reparar que não deixa os gases "fugirem" de dentro do seu cilindro. Quando tira o dedo de cima do buraquinho, das duas uma: ou deixa que o pistão da seringa faça a

sucção do ar ou, pelo contrário, a evacuação dos gases resultantes da combustão, não é verdade ?

Então, o seu dedo está a fazer a função de VÁLVULA !!!

Já reparou também porque é que o pistão da seringa consegue empurrar o ar ou gases dentro dela ?

Porque tem uma borrachinha preta em seu redor, na parte superior do pistão, não é ? Essa borrachinha está lá para não deixar os gases passarem da parte superior para a inferior (e vice-versa) do pistão. Essa borrachinha veda. 

Então, essa borrachinha está a fazer de SEGMENTO !!!


Bem, continuando a nossa experiência.

Agora, de cada vez que repetirmos este processo, a manivela vai rodar mais vezes. Se o processo se mantiver contínuo, a manivela passa a rodar de forma constante.

Acabámos de transformar um movimento alternativo (para cima e para baixo - do pistão da seringa) em movimento circular (rotativo - por via da manivela).

Vamos imaginar que queremos acelerar o processo. Nesse caso, aumentamos a dose de combustível, para que o PUMM! seja mais violento e o pistão da seringa venha com mais velocidade para baixo e a manivela rode mais depressa.

É assim que se estabelece o princípio de funcionamento dos motores de automóvel. Fácil não é ?!

 

Vejamos agora os exemplos aplicados à realidade automóvel:

Os 4 tempos (do funcionamento do motor):

 

1º Tempo - Admissão

É durante este tempo que o motor admite a mistura (no caso de um motor a Gasolina) ou o ar (no caso de um motor Diesel). A válvula de admissão encontra-se aberta e o êmbolo encontra-se no percurso descendente entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior, criando o vácuo necessário à aspiração.

 

 

 


2º Tempo - Compressão

Ambas as válvulas se encontram fechadas e o êmbolo faz o percurso entre o ponto morto inferior e o ponto morto superior. Devido à estanquecidade do cilindro (pelo facto de as válvulas estarem fechadas e por efeito dos segmentos) a mistura é comprimida, aumentando a pressão e a temperatura.

 

 

 

3º Explosão/Expansão

A mistura é inflamada (combustão), expandindo-se violentamente e empurrando o pistão para baixo (ponto morto inferior). No caso do motor a gasolina (Otto) a inflamação é provocada por uma vela.

No caso do motor Diesel dá-se uma auto-inflamação do combustível (gasóleo) devido à elevada compressão e temperatura do ar (muito maior do que no caso do motor a gasolina).

 

 

 

 

4º Tempo - Escape

O êmbolo desloca-se do ponto morto inferior para o ponto morto superior, empurrando os gases de escape para fora do cilindro. Para que tal seja possivel a válvula de escape está aberta, permitindo a evacuação dos gases pelo escape.

 

 

 

 

 

Está todo contente porque percebeu tudo ? Então espere pelos próximos artigos que já vai ver o que são dificuldades !!! Eh, eh !!! Não, estou só a brincar consigo !

 Bom! No próximo artigo vamos ver que tipo de componentes tem de ter o motor para que as experiências anteriores possam ser realizadas a sério.

Para saber tudo sobre o funcionamento de um automóvel compre já o nosso livro “O A,B…Z do Automóvel” onde encontrará este e outros artigos!