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Para que o motor do seu automóvel funcione em pleno, tem que entender os diversos componentes e sistemas que o compõe.

 

Se tiver paciência leia atentamente este manual e ganahrá muito com isso!

 

VAMOS LÁ!

 

1. iDEFINIÇÃO SUCINTA DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA VOLUMÉTRICO ALTERNATIVO O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA é uma máquina térmica na medida em que transforma energia térmica em energia mecânica. 

 

A energia térmica provém da queima (combustão) de uma mistura combustível-comburente (o ar é o comburente) libertando-se deste modo a energia química do combustível. 

 

A energia térmica libertada pela queima do combustível é transferida ao fluido motor que, por sua vez, a transmite ciclicamente aos órgãos mecânicos do motor. Nas máquinas alternativas o fluido motor trabalha dentro de um cilindro de volume variável e transmite a sua energia à parede móvel desse cilindro, que é êmbolo, cujo movimento de vaivém impulsiona o veio motor através do mecanismo biela - manivela. 

 

Resumindo, o MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA é, no caso em questão, uma MÁQUINA TÉRMICA VOLUMÉTRICA ALTERNATIVA que vulgarmente designamos por motor a pistão. 

 

 

 

 

O motor é constituído por cilindros no interior dos quais deslizam os êmbolos. 

 

Os êmbolos estão ligados à árvore de manivelas (cambota) através das respetivas bielas. 

 

O mecanismo biela - manivela transforma o movimento retilíneo de vaivém do êmbolo em movimento circular (rotação do veio motor). O aumento de pressão do fluido motor no interior do cilindro devido à combustão da mistura de ar – combustível submete o êmbolo a uma força fazendo-o descer (deslocar-se do ponto morto superior para o ponto morto inferior) transmitindo assim movimento de rotação à árvore de manivelas (cambota). 

 

2. ALGUNS PARÂMETROS BÁSICOS DOS MOTORES A especificação de um motor é geralmente dada pelos valores da sua cilindrada, potência e binário máximos.

 

 Vamos explicitar os conceitos subjacentes aos parâmetros referidos.

 

 a) CILINDRADA (V) Quando o êmbolo desce desde o Ponto Morto Superior (PMS) até ao Ponto Morto Inferior (PMI) varre o volume correspondente a um cilindro cuja base é a sua área circular, de DIÂMETRO D, e a altura é o CURSO do êmbolo C. Este volume é denominado VOLUME VARRIDO ou CILINDRADA. A soma da cilindrada de todos os cilindros é designada CILINDRADA DO MOTOR (V) 

 

 

 

 

A figura 2 representa a cilindrada de um cilindro do motor Manivela (cambota) Êmbolo (pistão) Biela Figura 2 V = n * C * D2 * (π / 4), em que: π ≈ 3,14 n - número de cilindros do motor. 

 

C - curso do êmbolo 

 

D - diâmetro do cilindro A cilindrada é normalmente expressa em centímetros cúbicos (cm3 ) ou em litros (L). 

 

No caso de um motor com 4 cilindros, se cada um deles tiver 400 cm3 , a sua cilindra será: V = 4* 400 = 1600 cm3 = 1,6 L b) POTÊNCIA (P) Para a compreensão do conceito de POTÊNCIA, vamos introduzir primeiro a noção de TRABALHO. O TRABALHO (W) é uma forma de transferência de energia associada à ação de uma força ao longo de uma distância. A sua equação de definição é: W = F * d, em que F é a força aplicada e d a distância percorrida pelo ponto de aplicação da força. Por exemplo, se aplicarmos uma força de tração de 100 N (≈ 10 kg) a um móvel e o deslocarmos de 20 metros, o trabalho efetuado é expresso pelo produto da força pela distância que o seu ponto de aplicação, neste caso o móvel, percorreu, ou seja: W = 100 N * 20 m = 2000 Nm (W = 10 kg * 20 m = 200 kgm)1 Tomando em consideração esta nota, temos: W = 2000 J (W= 200 kgm) Feita esta introdução, passamos ao conceito de POTÊNCIA. Um determinado trabalho pode ser desenvolvido em mais ou menos tempo. O conceito de potência é usado para descrever a quantidade de trabalho que foi realizado num determinado intervalo de tempo. Ou seja: POTÊNCIA = TRABALHO / TEMPO = (FORÇA * DISTÂNCIA) / TEMPO = FORÇA * VELOCIDADE Tomando o exemplo anterior, vamos supor que o trabalho foi realizado em 5 segundos. Então, temos: 1 NOTA Nm significa o produto “Newton * metro”, em que Newton (N) é a unidade de força no Sistema Internacional de unidades (SI). O produto de (1 N * 1 m) representa 1 J (Joule), que é a unidade de energia no SI, dado que estamos a falar de energia. kgm significa o produto de kg por m, em que kg é a unidade de força do sistema métrico gravitatório (MKS). O produto (1 kg * 1 m) representa 1 kgm (quilogrâmetro) que é a unidade de energia neste sistema de unidades, dado que estamos a falar de energia. C C D Potência = 2000 J / 5 s = 400 J/s (Potência = 200 kgm / 5 s = 40 kgm/s) Joule por segundo (J/s) é então a unidade de potência no Sistema Internacional de unidades. Esta unidade é denominada por Watt (W). Na especificação da potência dos motores dos automóveis, usa-se o QUILOWATT (kW) 1 kW = 1000 W Kgm/s é então a unidade de potência no sistema métrico gravitatório. Da mesma forma, na especificação dos motores dos automóveis, usa-se (por enquanto) o cavalo-vapor (cv). 1 cv = 75 kgm/s Daqui se infere que: 1 kW ≈ 1,36 cv ou 1 cv ≈ 0,736 kW c) BINÁRIO (T) Chama-se binário a um conjunto de duas forças paralelas, com a mesma intensidade (F) e com sentidos opostos, aplicadas a um sistema rígido fixo por um ponto central (A) (fulcro). As forças são aplicadas à mesma distância (r) do fulcro. O mesmo binário pode ser aplicado de duas formas: T = F*d T = 2F*r O binário pode então ser definido como sendo o esforço (através da aplicação de uma força) que tende a movimentar um determinado corpo, ou sistema rígido, em torno de um eixo de rotação. O binário motor é o binário responsável pela rotação da árvore de manivelas (cambota) do motor. No caso concreto de um motor em funcionamento tem-se o seguinte: A pressão criada devido ao processo de combustão no interior do cilindro, produz uma força sobre a coroa do êmbolo. Esta força durante o tempo de expansão (tempo motor) é aplicada à biela e transmitida por esta à manivela da cambota fazendo-a rodar. Ao esforço de rotação assim criado dá-se o nome de binário motor. O binário (T) é medido por um freio dinamométrico e produto deste valor pela velocidade de rotação dá-nos a potência útil. PU = (2*π *N * T) / 60 → T = (60*PU) / (2πN) PU – potência útil (W) F F d r A 2F d r A N – número de rotações por minuto (rpm) T – Binário (Nm) No Sistema Internacional o binário é expresso em Nm (Newton * metro).