As Máquinas Endotérmicas

  INTRODUÇÃO

Máquinas endotérmicas, também conhecidas como motores de combustão interna são máquinas onde se produz um trabalho gerado por meio de combustão que ocorre no interior do cilindro, produzindo uma energia que se transforma em movimento mecânico.

O motor a combustão interna foi o grande responsável pelo surgimento dos meios de transportes como automóveis, aeronaves e veículos militares.

O primeiro motor a combustão interna foi criado por Ettiene Lenoir em 1860, sendo que este obteve a primeira patente de motor à combustão, porém o ciclo realizado era o ciclo 2 tempos, em 1862 o engenheiro francês Alphonse Beau de Rochas foi o detentor do sistema  4 tempos que na época não chamou a atenção dos fabricantes de veículos automotores. Em 1976 Nikolaus Otto juntamente com Eugen Langen desenvolveram e conseguiram a patente do sistema 4 tempos.

Como funcionam os motores de combustão interna, quais seus componentes e funções?

O motor a combustão interna (Figura1) absorve o ar atmosférico e o combustível que lhe é fornecido por meio de um sistema de injeção de combustível, estes dois componentes ar – combustível são misturados proporcionalmente e esta mistura é comprimida em um local chamado câmara de combustão. Nos motores ciclo Otto o sistema de ignição sincronizado com o funcionamento do motor produz uma centelha que é fornecida pela vela gerando assim uma explosão interna na câmara de combustão, Diesel (1900) mostrou ao publico da época sua invenção: o sistema de motor com ignição por compressão chamado ciclo Diesel, sendo que o que provoca a explosão é a compressão do ar atmosférico juntamente com o combustível fornecido chamado óleo diesel. O resultado desta explosão é o deslocamento de massa, que empurra o êmbolo para baixo gerando força, torque transformando isso em movimento rotativo, após esta etapa na câmara de combustão ficam os gases resultantes desta queima, e para que o ciclo se complete é necessário que os gases saiam da câmara de combustão deixando-a livre para que se inicie o ciclo novamente.

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(Figura1) Motor de combustão interna, fonte: : Acesso em 28/04/2018

Componentes internos dos motores a combustão interna e suas funções:

- Cabeçote: É o responsável por conduzir a entrada e saída de ar atmosférico e combustível nos cilindros.

- Válvula de admissão: A válvula de admissão é a responsável por fazer com que o ar admitido da atmosfera entre na câmara de combustão. Por meio do sincronismo do virabrequim com o comando de válvulas, no momento da partida a válvula se abre permitindo com que se encha a câmara de combustão com o ar atmosférico.

-Válvula de escape: Esta é a válvula de descarga do motor, após o motor realizar o trabalho de admissão, compressão e explosão chega a hora de limpar a câmara para que se possa realizar novamente o ciclo, é ai que a válvula de escape entra, ela se abre através do sincronismo do motor igual a válvula de admissão, porém esta tem a função de permitir que saiam os gases resultantes da queima.

- Bloco do motor: É onde encontram-se alojados os cilindros do motor, nele também são fixados os mancais que dão sustentação ao virabrequim do motor.

- Embolo ou pistão: É quem faz a compressão da mistura ar- combustível ele trabalha em um movimento “sobe - desce”.

- Biela: Tem a função de transmitir o movimento do pistão ao virabrequim.

- Virabrequim: Também conhecido como árvore de manivelas, é o eixo que recebe a força vinda dos êmbolos e é o responsável em transmitir esta força a transmissão dos veículos automotores.

Rocha (2009) descreveu o funcionamento dos 4 tempos dos motores, são eles:( Figura 2).

Admissão: vamos entender que o motor encontra-se desligado, acoplado ao motor está o motor de partida que tem a função de dar a partida no motor. Neste momento o pistão que se encontra ligado à biela e a biela por sua vez ligada ao virabrequim entram em movimento, este movimento é realizado pelo pistão até que ele atinja o P.M.S (ponto morto superior) que é o ponto máximo que o pistão pode chegar dentro do cilindro. Para isto temos que entender também que há um sincronismo entre virabrequim e comando de válvulas que é feito por meio de uma correia dentada ou corrente de comando, já com o motor em funcionamento o pistão desce até seu P.M.I (ponto morto inferior) ponto mais baixo que o pistão pode chegar dentro do cilindro, quando o pistão realiza este trabalho de descida dentro do cilindro ele faz a sucção do ar atmosférico que passa pelo coletor de admissão, passa também pelos dutos de entrada do cabeçote chegando até a válvula de admissão que neste momento se abre fazendo com que o ar atinja a parte interna do cilindro.

Compressão: Quando o pistão parte do P.M.I para o P.M.S iniciando o segundo tempo do motor o virabrequim vai girando e empurrando o pistão em direção ao P.M.S a mistura ar combustível vai sendo comprimida, e neste momento as válvulas de admissão e escape encontram-se fechadas, sendo assim a compressão não passa pelas válvulas, consequentemente todo o ar admitido e todo o combustível injetado encontra-se comprimido e totalizando 360º de giro no virabrequim.

Explosão: Com o final do segundo tempo o pistão não tem outra saída a não ser retornar ao P.M.I, porém agora ele tem uma ajuda extra da centelha produzida pela vela, sendo assim agora tem-se: ar atmosférico + combustível + centelha, tudo isso resulta em uma explosão dentro do cilindro que faz com que o pistão desça até o P.M.I. já que as válvulas ainda continuam fechadas no cabeçote fazendo com que esteja completamente vedadas, nesta etapa o virabrequim completa 540º de giro.