Combustão em um Motor

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Combustão em um Motor

Combustão em um MotorFUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Motor de Combustão Interna : Aparelho capaz de transformar diretamente energia térmica em energia mecânica. Nos motores de combustão interna, a transformação de energia calorífera resultante da queima ou da explosão de uma mistura de ar - combustível é feita no interior de um dos órgãos da maquina, a câmara de explosão. Podem ser a gás, a gasolina, a álcool, a diesel, a metanol, a benzina, etc. Desses todos, os mais usados são os a gasolina, álcool e diesel.

Os motores de combustão interna são baseados no princípio de que os gases se expandem quando aquecidos. Controlando-se essa expansão dos gases, pode-se obter pressão, a qual será utilizada para movimentar algum órgão da maquina, tendo-se assim a transformação da energia calorífera do combustível em energia mecânica no órgão motor da maquina. Há motores a combustão interna capazes de trabalhar com combustíveis líquidos voláteis diversos: gasolina, querosene, bensol, e com gases como: butano e propano. Os de combustão interna, são usados numa quantidade imensa de serviço. Assim, os motores a gasolina tem como característica principal baixo peso pôr potência, a capacidade de fornecer acelerações rápidas e trabalhar com altas velocidades. Os motores diesel são usados na propulsão de navios, locomotivas, tratores, grandes caminhões, automóveis, ônibus, lanchas e outros tipos de embarcações ; enfim na propulsão de veículos pesados.

PISTÃO
Peça de forma cilíndrica, oca, geralmente de liga de alumínio ou ferro fundido, fechada na parte superior e aberta na parte inferior, adaptando-se perfeitamente ao diâmetro do cilindro ou camisa do motor, podendo movimentar-se alternadamente ao longo do eixo. O pistão transmite a força devido à pressão dos gases em expansão, através do pino do pistão e da biela, para o virabrequim. O pistão serve de suporte e guia para os anéis.

A - Cabeça - parte superior do pistão, situada acima da saia, onde estão localizadas todas ou quase todas as canaletas para anéis.

A1 - Topo - superfície superior da cabeça, contra a qual os gases de combustão exercem pressão. Podem ser côncavo, convexo, possuir rebaixos para válvulas, câmaras de combustão, etc.

A2 - Zona de Anéis - parte da cabeça, onde estão localizadas as canaletas para os anéis.

A3 - Zona de Fogo - parte da zona dos anéis compreendida entre o topo e a primeira canaleta. Nesta zona poderão existir sulco ou sulcos de barreira térmica e ressaltos ou rachaduras para a redução do atrito com a parede do cilindro.

A4 - Canaletas para anéis de compressão - Canaletas situadas ao longo da circunferência do pistão, na parte superior na zona dos anéis.

A5 - Canaletas para anel de óleo - Canaletas ao longo da circunferência do pistão, na parte mais baixa na zona dos anéis e em alguns casos também na saia do pistão. São geralmente mais largas do que para anéis de compressão e tem orifícios ou fendas no fundo para passagem de óleo lubrificante.

MOTORES DE QUATRO TEMPOS E DOIS TEMPOS
Os carros utilizam, em maior parte, o motor cíclico de 4t. No tempo de admissão, o pistão desce e absorve uma mistura de ar e combustível, através da válvula de admissão. Na compressão, ambas as válvulas ficam fechadas, e a mistura fica comprimida. Quando o pistão se aproxima do topo da câmara, a faísca da vela incendeia a mistura, que impede o pistão e faz girar o eixo de manivela. A válvula de exaustão abre-se no quarto tempo ( tempo de escape ), e os gases queimados são expulsos, deixando o cilindro livre para a admissão do ciclo seguinte. Nos motores dois tempos mistura-se óleo 2T com o combustível para que o motor seja lubrificado, pois não possui cárter. Seu ciclo é feito por admissão e explosão. No tempo de admissão admite ar e combustível e no tempo de explosão, ocorre explosão por faísca elétrica, os gases saem por um orifício localizado na camisa do motor e o pistão desce para a admissão do novo ciclo.

MOTOR A DIESEL
É o motor a combustão interna no qual o ar que vai fornecer o oxigênio para a queima do combustível é comprimido dentro do cilindro da máquina até um ponto tal, que a sua temperatura suficiente para fazer queimar espontaneamente o combustível injetado pelo bico injetor.

Princípio de funcionamento: Em linhas gerais, o motor diesel funciona de maneira semelhante ao motor de explosão. No primeiro tempo o ar é aspirado, passando pela válvula de aspiração que está aberta entrando no cilindro. No segundo tempo, tendo fechado a válvula de aspiração, o ar, comprimido dentro do cilindro até a uma pressão de cerca de 500 psis, atinge temperatura da ordem de 649° C. Próximo do PMS, é injetado óleo combustível no cilindro. Este óleo, misturando-se com o ar altamente aquecido entra em ignição e a expansão dos gases resultantes força o êmbolo a realizar o terceiro tempo do ciclo, a expansão. Pouco antes de o êmbolo atingir o PMI, a válvula de descarga abre e os gases começam a ser descarregados do interior do cilindro. Antes de o êmbolo atingir o PMS, a válvula de aspiração abre e o ar que entra no cilindro faz aquilo que em linguagem técnica se chama lavagem do cilindro, expulsando quase a totalidade dos gases de descarga que ainda permaneciam no interior do motor. Ao atingir o PMS e fechando-se a válvula de descarga, inicia-se nova aspiração e, portanto, novo ciclo. O motor que trabalha da maneira acima é de quatro tempos. Há motores que trabalham a dois tempos.

CARBURADOR
Em qualquer motor de combustão interna, como os que são usados para propulsionar automóveis, caminhões e embarcações, o combustível líquido precisa ser misturado com quantidade certa de ar para poder formar a mistura combustível capaz de ser queimada dentro do cilindro do motor. Uma forma de misturar o ar e o combustível é fazer com que os cilindros aspirem ar puro no ciclo de sucção e injetar depois o combustível dentro do cilindro - seja através das aberturas de admissão, seja pôr meio de injetor. Isto é feito nos motores diesel, nos motores a injeção de combustível e nos motores de corrida. Maneira mais simples é usar um carburador, que nada mais é do que um aparelho que serve para misturar com precisão determinada quantidade de combustível com determinada quantidade de ar. Os motores a gasolina só queimam misturas de ar/gasolina compreendida entre 12 - 15 partes de ar e uma parte de combustível, de modo que o carburador é obrigado a medir a mistura com extrema precisão. O carburador é montado do lado de fora do motor e a mistura de ar/combustível é levada aos cilindros, no tempo de aspiração, através das múltiplas passagens do cano de admissão. Os carburadores vêm desempenhando este papel há mais de 60 anos.

INJEÇÃO ELETRÔNICA
O sistema de injeção eletrônica de combustível proporciona maior eficiência aos motores, desenvolvendo máxima potência e torque. Aproveita melhor a energia térmica do motor, economiza combustível e conseqüentemente, diminui a emissão de gases poluentes na atmosfera.

FUNCIONAMENTO BÁSICO DA INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL
Qualquer que seja o sistema de injeção eletrônica de combustível é este comandado ou controlado pôr uma unidade eletrônica”, a qual chamamos de Módulo de Controle Eletrônico ( ECM ). O ECM é o “cérebro” do sistema, ele comanda a injeção de combustível na quantidade ideal da mistura ar/combustível para cada situação ou condição. O motor ainda frio, desenvolve uma boa potência sem prejudicar a dirigibilidade do veículo; é preciso que a mistura ar/combustível seja enriquecida. Quanto mais aberta a borboleta de aceleração, maior será a rotação do motor. Quanto maior o aumento da rotação do motor, maior será a quantidade de ar/combustível admitida pelo motor. Esses controles são feitos automaticamente pelo computador, o ECM.

MISTURA DE ÓLEO E GASOLINA NO MOTOR 2T
A mistura de óleo junto com a gasolina no motor dois tempos é necessária pois o motor não tem cárter, ou seja, depósito de óleo localizado na parte inferior do motor, que serve para lubrifica-lo.

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