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 ABC dos motores de combustão interna

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zeca4x4

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MensagemAssunto: ABC dos motores de combustão interna   Qui Dez 21, 2006 3:33 pm

Para os mais curiosos por estes assuntos deixo aqui uma explicação simplificada do funcionamento dos motores.

Não se trata de nenhum curso de mecânica nem de uma descrição demasiado técnica sobre funcionamento de motores. É apenas uma pequena descrição dos principios básicos de funcionamento dos motores.

Motor a dois tempos



Funcionamento

Normalmente um motor a 2 tempos não usa o cárter como depósito de óleo. A lubrificação obtém-se adicionando uma percentagem de óleo directamente à gasolina durante o abastecimento. Durante o ciclo de funcionamento, o óleo contido no combustível lubrifica o cilindro, permitindo depois a lubrificação do êmbolo e restantes partes móveis.

O motor possui duas janelas para comunicar com o exterior e uma entre o cilindro e o cárter.

A janela de escape, colocada na parte inferior do cilindro, faz a comunicação deste com o exterior, permitindo a saída dos gases queimados provenientes da explosão.

A janela de comunicação entre o cilindro e o cárter,é a janela, por onde vai ser introduzida a mistura gasosa formada pelo ar e pelo combustível.

Ao ser iniciado o movimento ascendente do êmbolo, este obstrui todas as janelas, sendo comprimida a mistura gasosa existente na parte superior do cilindro durante esta parte do passeio do êmbolo.

Ultrapassando a janela de admissão, esta fica a descoberto, permitindo a admissão da mistura gasosa no cárter.

Quando o êmbolo atinge o PMS (ponto morto superior) dá-se a explosão, devido à inflamação dos gases produzida pela libertação da faísca na vela, pelo que estes empurram o êmbolo em direcção ao PMI (ponto morto inferior), produzindo assim trabalho e movimentando o veio de manivelas(cambota).

Durante esta parte do passeio, o êmbolo vai obstruindo a janela de admissão, enquanto vai libertando a de escape possibilitando a saída dos produtos provenientes da combustão.

Até chegar ao PMI, o êmbolo liberta completamente a janela de passagem entre o cárter e o cilindro permitindo que a mistura gasosa seja direccionada para o cilindro, acabando de empurrar os gases queimados, que ainda aí se encontrem, para o exterior.

Após a expulsão dos gases o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita.


Motor a quatro tempos



Funcionamento

Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltos de árvore de cames, uma designada por válvula de admissão (à direita na animação), que permite a introdução no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustível e outra designada como válvula de escape (à esquerda na animação), que permite a expulsão para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combustão a 4 tempos é o seguinte:

Com o êmbolo (também designado por pistão) no PMS (ponto morto superior) é aberta a válvula de admissão, enquanto se mantém fechada a válvula de escape. A dosagem da mistura gasosa é regulada pelo sistema de alimentação, que pode ser um carburador ou um sistema de injecção.

O êmbolo é impulsionado para baixo pelo veio de manivelas (cambota), move-se então até ao PMI (ponto morto inferior). A este passeio do êmbolo é chamado o primeiro tempo do ciclo, ou tempo de admissão.

Fecha-se nesta altura a válvula de admissão, ficando o cilindro cheio com a mistura gasosa, que é agora comprimida pelo pistão, impulsionado no seu sentido ascendente em direcção à cabeça do motor pelo veio de manivelas até atingir de novo o PMS. Na animação observa-se que durante este movimento as duas válvulas se encontram fechadas. A este segundo passeio do êmbolo é chamado o segundo tempo do ciclo, ou tempo de compressão.

Quando o êmbolo atingiu o PMS, a mistura gasosa que se encontra comprimida no espaço existente entre a face superior do êmbolo e a cabeça do motor, denominado câmara de combustão, é inflamada devido a uma faísca produzida pela vela e explode. O aumento de pressão devido ao movimento de expansão destes gases empurra o êmbolo até ao PMI, impulsionando desta maneira o veio de manivelas e produzindo a força rotativa necessária ao movimento do eixo do motor que será posteriormente transmitido ao exterior. A este terceiro passeio do êmbolo é chamado o terceiro tempo do ciclo, tempo de expansão ou explosão, tempo motor ou tempo útil, uma vez que é o único que efectivamente produz trabalho, pois durante os outros tempos, apenas se usa a energia de rotação acumulada no volante (solidário com o veio de manivelas), o que faz com que ele ao rodar permita a continuidade do movimento do veio de manivelas durante os outros três tempos.

O cilindro encontra-se agora cheio de gases queimados. É nesta altura, em que o êmbolo impulsionado pelo veio de manivelas retoma o seu movimento ascendente, que a válvula de escape se abre, permitindo a expulsão para a atmosfera dos gases impelidos pelo êmbolo no seu movimento até ao PMS, altura em que se fecha a válvula de escape. A este quarto passeio do êmbolo é chamado o quarto tempo do ciclo, ou tempo de exaustão ou de escape.

Após a expulsão dos gases o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita.

Motores de múltiplas válvulas

Esses motores são apenas aperfeiçoamentos para o ciclo otto ou quatro tempos e sua única diferença é que existe pelo menos duas válvulas para cumprir uma única funcão ao mesmo tempo. Num motor convencional, existe uma válvula para admissão e uma para exaustão.

Actualmente existem 3 configurações mais comuns para motores multiválvulas, são os modelos com 3, 4 ou 5 válvulas por cilindro.

No caso do motor com 3 válvulas por cilindro, 2 são para admissão e uma para exaustão, com 4 válvulas, 2 são para admissão e 2 para exaustão e no caso de 5 válvulas são 3 para admissão e 2 para exaustão.

A principal função de um motor de múltiplas válvulas é maximizar o fluxo de gases que entram e saem do motor, obtendo assim uma maior eficiência da combustão.

A utilização de sistemas multivalvulas é motivada pelas limitações geométricas e funcionais impostas ao diametro máximo admitido para as valvulas. Como os cilindros são circulares a sua secção pode ser aproveitada de uma forma mais eficiente utilizando várias válvulas.
Por outro lado, válvulas maiores levantam problemas de equilibrio e resistência de materiais.


Motor 16 Válvulas

Este tipo de motor a explosão é idêntico ao ciclo otto, sua pricipal diferença é a adoção de mais duas válvulas por cilindro, que trabalham simultaneamente as duas ja existentes, cada cilindro possui 4 válvulas (4cilindros x4válvulas = 16válvulas), aumentando o fluxo de gases do motor, assim desenvolvendo maior potência.
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gattopretto

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MensagemAssunto: motor   Qui Dez 21, 2006 5:40 pm

Bela explicação...
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LouZuki

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MensagemAssunto: Wankel   Qua Dez 27, 2006 11:42 am

A explicação está óptima e os bonecos excepcionais.

Só falta aqui a explicação do outro tipo de motores, que são os "Rotativos", ainda hoje usados pela Mazda, também chamados "Wankel", ou "3 tempos".

Sei +- como são, mas é difícil explicar sem um "boneco" como estes. Têm um triângulo central que anda à roda, numa camâra com 3 compartimentos, onde se processam os tempos necessário ao seu funcionamento.

Depois podemos também falar sobre os "Diesel" e vantagens e desvantagens de todos estes tipos de motores.

Esta parte teórica é importante conhecer, para se ter, minimamente, ideia como as coisas funcionam debaixo do capot dos nosso "bixos"
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zeca4x4

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MensagemAssunto: Re: ABC dos motores de combustão interna   Qua Dez 27, 2006 12:12 pm

Os motores Wankel são pouco usados e há razões para isso.
Embora tenha sido inventado em 1955 foi usado pela NSU e abandonado em pouco tempo.
À alguns anos atrás a Mazda recuperou a ideia e tem vindo a usar este tipo de motores em carros desportivos.
Os novos materiais permitem alguma durabilidade embora se mantenha muito abaixo do que um motor tradicional proporciona.
Sendo mais compacto,produzindo menos vibrações e com capacidade para funcionar a regimes mais elevados este é um motor interessante para um carro desportivo.

A titulo de curiosidade, e a pedido de várias familias (leia-se louzuki) aqui fica o boneco e uma explicação do funcionamento.

Motor Wankel




Esse motor consiste essencialmente numa câmara cujo formato interno se aproxima da forma de um oito. Dentro dela, um rotor mais ou menos triangular - o pistão - gira excentricamente com relação ao eixo principal, que equivale ao veio de manivelas (cambota) dos motores alternativos. As formas destes dois elementos são tais que enquanto os cantos do pistão estão sempre equidistantes das paredes da câmara - e muito próximos a elas, formando uma vedação - eles sucessivamente aumentam e diminuem o espaço entre os lados convexos do triângulo - o rotor - e as paredes da câmara.






O ciclo de Wankel: admissão (azul), compressão (verde), explosão (vermelho)e exaustão (amarelo)Assim, se uma mistura for injetada numa das câmaras, quando está aumentando de tamanho, será comprimida na redução subsequente de volume, enquanto o rotor, ou pistão, gira. Deste modo, o ciclo clássico de quatro tempos - admissão, compressão, explosão e escape - é produzido e, além disso, as três faces do rotor estão em três fases diferentes do ciclo, ao mesmo tempo.

Cada rotor equivale a três cilindros de um motor alternativo.

PS: isto foi cabulado de uma publicação brasileira e, embora já tenha traduzido os temos principais, não é uma explicação muito clara.
Não me parece que justifique alongarmo-nos mais sobre este tipo de motores mas se alguem tiver duvidas posso tentar responder.


Última edição por zeca4x4 em Seg Fev 12, 2007 10:52 am, editado 3 vez(es)
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LouZuki

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MensagemAssunto: Re: ABC dos motores de combustão interna   Qua Dez 27, 2006 12:15 pm

Mas onde é que tu arranjas estas coisas tão bem feitinhas? E ainda por cima tão depressa! scratch
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zeca4x4

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MensagemAssunto: Re: ABC dos motores de combustão interna   Qua Dez 27, 2006 12:23 pm

Laughing Laughing Laughing

são muitos anos de study
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MensagemAssunto: Re: ABC dos motores de combustão interna   

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