O MOTOR
Falou-se em veículo, falou-se em movimento. E movimento depende de alguma coisa que produza esse movimento. Nos veículos em geral o movimento é proporcionado pelo motor.
O motor é o que os engenheiros mecânicos chamam de máquina térmica ou motor de combustão interna, ou seja, uma máquina que utiliza o calor como fonte de energia, a térmica, transformando-o em energia mecânica. Tudo isso baseado nos princípios da Termodinâmica (Parte da Física que estuda as transformações térmicas) e da Mecânica (Parte da Física que estuda os movimentos).
Mas não se preocupe com essas nomenclaturas acadêmicas. O que importa é que você saiba que o calor é a fonte de energia que faz o motor funcionar e mover o seu veículo, e que esse motor se liga às rodas do veículo fazendo com que todo ele se movimente. Mas sobre o que existe entre o motor e o resto é matéria de outro tema a ser exposto nesta seção: A TRANSMISSÃO.
Muito bem. Existem vários tipos de motor. Mas o tipo que estamos abordando, existente em nosso veículo terrestre, em nosso carro, é o que é classificado como de fluxo alternativo. Ele se baseia em um funcionamento cíclico que pode ser de dois ou quatro tempos.
MAS QUE HISTÓRIA É ESSA
DE FUNCIONAMENTO CÍCLICO
DE DOIS OU QUATRO TEMPOS?
Vamos tentar explicar da maneira mais fácil possível. E essa explicação é para os leigos mesmos.
Se você é conhecedor do assunto, não perca o seu tempo...
VAI PROCURAR SUA TURMA (a dos especialistas).
Mas se você não é, continue por aqui mesmo e preste bastante atenção.
Tudo se baseia em um elemento básico chamado cilindro e outro chamado pistão. São dois elementos de formato cilíndrico que funcionam em conjunto, aos pares. O pistão desliza, com uma pequena folga, de uma extremidade à outra, no interior do cilindro. Uma das extremidades do cilindro, onde acontece toda a transformação térmica que vai gerar o movimento, é fechada e é chamada de câmara de combustão. Apesar de ser fechada, ela possui válvulas que permitem a entrada e saída de substâncias que tomam parte na transformação térmica e outras conexões necessárias para o funcionamento. A outra extremidade é aberta.
MAS, AFINAL, COMO É QUE ISSO ACONTECE?
Vamos entender o funcionamento do motor alternativo de ciclo de quatro tempos, que é o usado em nossos automóveis. Imagine o cilindro na posição vertical, com a câmara de combustão para cima e o pistão situado na posição mais próxima da câmara de combustão, ou seja, em cima, no topo, parado.
PRIMEIRO TEMPO è Imagine que uma válvula existente na câmara de combustão esteja aberta e esteja permitindo a sua comunicação com uma fonte de substância geradora de calor (mistura combustível => ar + combustível). Começa então o ciclo de funcionamento: o pistão começa a descer e a sugar essa mistura combustível para o seu interior, como se fosse uma seringa de injeção sugando um medicamento injetável de sua ampola. Para garantir uma boa vedação e separação entre o que está acima e o que está abaixo do pistão, ele, o pistão, possui dois ou mais anéis inseridos em duas canaletas circunferenciais próximas do seu topo, na sua extremidade superior, instaladas de forma muito justa tanto na canaleta, quanto no cilindro. Quando o pistão chega na parte mais baixa do seu deslocamento no interior do cilindro, também chamado de PONTO MORTO INFERIOR - PMI - a válvula, que chamamos válvula de admissão, se fecha num momento próprio. É o fim do primeiro tempo, chamado de ADMISSÃO.
SEGUNDO TEMPO è Com as válvulas fechada (a de admissão e outras) o pistão começa a subir comprimindo essa mistura. Em dado momento, com o pistão quase no topo, um dispositivo conhecido como vela de ignição, instalada numa outra conexão da câmara de combustão, recebe energia elétrica de alta tensão proveniente de um outro sistema auxiliar - SISTEMA DE IGNIÇÃO - e dá início à queima da mistura combustível comprimida no interior do cilindro, agora confinada no topo, na câmara de combustão. Ah! Antes que eu me esqueça, saiba que estamos tratando de um motor de ciclo OTTO.
QUE COMPLICAÇÃO!!!
Vamos tentar descomplicar.
Os motores de ciclo de quatro tempos podem ser de CICLO OTTO, que admitem mistura combustível que queimam sob estímulo de centelha, ou do ciclo DIESEL, que admitem ar puro e recebem injeção de combustível que queima à medida em que entram na câmara de combustão, mais ou menos no mesmo tempo em que seria disparada a centelha pela vela de ignição no motor de ciclo OTTO. Os motores de ciclo DIESEL são comumente empregado nos veículos pesados, embarcações, locomotivas e outros, por causa de algumas características que possui e que são próprias para o serviço pesado.
Voltemos ao segundo tempo do ciclo OTTO. Essa queima é muito rápida e por isso, antigamente, algum era costume denominar o motor de motor a explosão, o que não é verdade. Nada explode, apesar dessa queima ser muito rápida. Já com a queima iniciada, o pistão chega ao topo do cilindro, também chamado de PONTO MORTO SUPERIOR - PMS - e termina o segundo tempo, chamado de COMPRESSÃO.
TERCEIRO TEMPO è A queima já iniciada gera uma grande quantidade de calor que provoca uma grande expansão dos gases queimados e não queimados na câmara de combustão e estupendo aumento de pressão. Essa pressão começa então a empurrar o pistão para baixo. Esse é o tempo realmente efetivo do ciclo. Antes de continuar, devemos lembrar que o pistão não está solto dentro do cilindro. Ele possui um pino que se acha instalado em um furo transversal ao seu eixo longitudinal, um pouco abaixo dos anéis de segmento, no qual se articula a cabeça de um componente muito importante do motor: A BIELA. Essa biela, que na verdade é uma haste de ligação, tem o seu pé articulado em uma das manivelas do EIXO DE MANIVELAS, que transforma o movimento alternativo do pistão em movimento rotativo. É nesse terceiro tempo que toda a energia térmica da combustão é transferida para o eixo de manivelas, para a transmissão e finalmente para as rodas dos veículos. Continuando o seu deslocamento, o pistão vai chegando ao ponto morto inferior. Antes disso, uma outra válvula começa a abrir, a válvula, e termina o terceiro tempo, o de EXPANSÃO. Um pouco antes do pistão chegar ao ponto morto inferior, uma outra válvula, a de descarga, começa a abrir.
QUARTO TEMPO è O pistão começa a subir, com a válvula de escapamento aberta, e empurra os gases queimados para fora do cilindro, em direção ao sistema de escapamento. Esse é o tempo de DESCARGA.
Ao final do quarto tempo, o pistão se encontra no ponto morto superior e começa outro ciclo igual, e sempre um depois do outro, ininterruptamente. E enquanto o pistão fica nesse movimento de vai e vem, vai transmitindo ininterruptamente energia ao eixo de manivelas, fazendo-o girar.
Linguagem muito técnica para você?
Perdão mas não posso usar termos que não sejam os corretos,
em respeito à sua inteligência
Um motor comum de automóvel possui muitos cilindros, em geral 4, 6 ou 8. Os de 4 cilindros são a maioria esmagadora, pelo menos no Brasil.
E AS VÁLVULAS QUE EXISTEM NA CÂMARA DE COMBUSTÃO?
Ah, essas válvulas podem ser de admissão ou de escapamento. As de admissão controlam a entrada de mistura combustível (ciclo Otto) ou de ar puro (ciclo Diesel) para o interior dos cilindros, no tempo de seu próprio nome - admissão, vindos do coletor de admissão que, no caso de motores de ciclo Otto, é alimentado por carburador ou por sistema de injeção (mecânica ou eletrônica). Já as de escapamento controlam a saída dos gases queimados dos cilindros para o coletor de seu próprio nome - escapamento , e daí para o respectivo sistema, tubos, conversor catalítico, silenciosos, abafadores etc.
E AS PEÇAS INTERNAS DO MOTOR?
O funcionamento do motor também passa por uma etapa de transformação do movimento alternativo do pistão para o movimento rotativo que ocorre em todo o restante do mecanismo de tração do veículo.
Através da extremidade aberta do cilindros, os pistões se comunicam com o eixo de manivelas, ou árvore de manivelas. Cada pistão possui um furo transversal, abaixo das canaletas dos anéis, onde se apoia um pino de aço que serve de apoio também para a articulação da cabeça da biela, a qual é provida de uma bucha anti-fricção.
A biela é um braço que transfere para o eixo de manivelas, a energia recebida pelo pistão. O pé da biela é bi-partido e aloja dois elementos anti-fricção, denominados de casquilhos, que ficam em contato com o respectivo munhão do eixo de manivelas.
O eixo de manivelas que é o elemento que recebe a energia produzida na câmara de combustão e transmitida pelo pistão, transfere a energia produzida pelo motor para o sistema de transmissão através da embreagem. O eixo de manivelas também transfere movimento para o eixo de comando, que pode ser lateral ou no cabeçote, fazendo abrir as válvulas no seu respectivo tempo de sincronização, a bomba de óleo, na maioria dos motores, e a bomba de combustível mecânica. Os distribuidores de ignição também recebem movimento dos eixos de comando, direta ou indiretamente. Todos esses pontos internos de articulação são lubrificados pelo chamado sistema de lubrificação.
CARAMBA!
VOCÊ ESTÁ CONSEGUINDO ACOMPANHAR EXPLICAÇÕES?
Em tempo: na verdade, o cilindro é aberto nas suas duas extremidades. O que faz com que uma delas seja fechada é um componente chamado CABEÇOTE. Já ouviu falar nele? Ele fica na parte mais alta do motor e nele se acham acoplados os coletores de admissão e escapamento. Ele também possui conexões para instalação das velas de ignição e furos de alojamento das guias de válvulas. Nos motores dotados de eixo de comando no cabeçote, como o próprio nome já diz, existem também mancais no topo do cabeçote para apoiar o eixo de comando.
Os cilindros estão localizados no corpo do motor, oficialmente denominado de BLOCO DO MOTOR, o qual possui mancais na sua parte mais baixa para apoiar o eixo de manivelas. Essa parte baixa também é aberta, por construção, e é vedada por uma grande panela chamada CÁRTER, no qual fica acumulado o lubrificante do motor.
Bem, existem outras muitas miçangas em um motor mas, para não complicar mais a sua cabeça, ficamos com essas, que são básicas. Se você quiser entrar mais fundo no conhecimento de um motor de combustão interna, busque um bom livro a respeito ou me dirija perguntas pelo meu endereço eletrônico que está na página de abertura.
Devo informar, também, que tanto o bloco de cilindros quanto o cabeçote são dotados de câmaras internas para a circulação de líquido de refrigeração pois se não existir um sistema de refrigeração, o motor se danificará. Nem toda a energia térmica fornecida pela combustão é aproveitada para produzir energia útil. Isso será abordado no tema REFRIGERAÇÃO.