Quinta, 18 de Abril de 2024

©2024 CJDinfo®

Motor a Combustão de Quatro Tempos

A peça principal do Motor a Combustão é o Cilindro. É nele que se processa a queima do combustível e a transformação da energia termo-química em mecânica.

Os motores de quatro tempos são assim chamados porque o cilindro se movimenta em quatro ciclos repetidos. O cilindro, neste caso, é composto por um êmbolo que se movimenta dentro de um cilindro metálico (camisa), transmitindo o movimento através de um braço (biela) à árvore de manivelas. Em adicional ao conjunto, duas válvulas, uma de admissão e outra de exaustão trabalham em sincronia ao cilindro, permitindo que o mesmo execute os quatro ciclos abaixo descritos:

Admissão: O êmbolo inicialmente está na parte mais alta. A Válvula de admissão é aberta. O êmbolo desce e a mistura ar-combustível entra no cilindro. No caso de motores a Diesel apenas o ar entra nesse momento.
Compressão: A válvula de admissão se fecha e o cilindro sobe, comprimindo a mistura ar-combustível. No caso de motores Diesel, apenas o ar é comprimido, porém numa taxa de compressão muito mais elevada.
Explosão: Este é o único ciclo ativo do motor. Toda energia mecânica é gerada aqui. Ainda com as válvulas fechadas a vela de ignição gera uma faísca, com potência suficiente para queimar a mistura ar-combustível comprimida no cilindro. Devido a taxa de compressão da mistura, essa queima se processa com grande violência (explosão), gerando grande energia, empurrando o cilindro para baixo. No caso do motor a Diesel, não existe vela de ignição. Ao invés disso existe uma bomba de injeção trabalhando em paralelo que, através de válvula apropriada, injeta o Diesel puro no cilindro. Devido a alta taxa de compressão do ar, o Diesel queima automaticamente (auto-detonação), sem a necessidade de faiscas.
Aqui entra em cena uma das regulagens mais importantes do motor que é o Ponto de Ignição. Entre a Ignição elétrica da vela e a queima propriamente dita existe um pequeno retardo. Se a ignição fosse gerada no ponto máximo de subida (ou Ponto Morto Superior - PMS), a geração de energia ocorreria com o cilindro já na descida, o que provocaria uma perda de potência. Para isso o ponto do motor é ajustado adiantado de alguns graus em relação ao PMS, de forma a conseguir a máxima performance possível, sem que ocorra pré-detonação e conseqüente "batida de pino".
Exaustão: O êmbolo inicialmente está na parte mais baixa. A Válvula de exaustão é aberta. O êmbolo sobe e os gases resultantes da queima da mistura ar-combustível saí pelo cano de escape.

Em paralelo ao conjunto dos cilindros vários componentes providenciam o ambiente necessário para o funcionamento do motor. São eles:

BOMBA DE COMBUSTÍVEL:

Responsável pelo transporte do combustível do Tanque até o carburador ou injetor. Pode ser mecânica (acionada pela própria rotação do motor) ou elétrica. A primeira é utilizada normalmente nos motores carburados e a segunda nos motores com injeção.

CARBURADOR:

Nos motores sem injeção eletrônica é o elemento responsável por gerar a mistura Ar + Combustível e dosá-la convenientemente.

O combustível é entregue pela bomba a uma cuba, cujo nível é regulado por uma bóia.

A própria admissão do motor consegue misturar o combustível com o ar através de um dispositivo chamado "venturi".

A válvula borboleta controla a vazão da mistura e portanto a rotação do motor.

DISTRIBUIDOR:

Nos motores sem injeção eletrônica é o elemento responsável pela distribuição da centelha elétrica das velas dos cilindros.
Basicamente ele é um interruptor rotativo. Um contato rotativo, sincronizado com a rotação do motor, apelidado de "cachimbo" entrega a cada uma das velas os pulsos de alta tensão gerados pela BOBINA DE IGNIÇÃO.
Para esta conseguir gerar estes pulsos ela é estimulada por um platinado, que nada mais é do que um interruptor rotativo, também localizado no distribuidor.
O platinado pode ser substituído por um sensor eletromagnético de uma IGNIÇÃO ELETRÔNICA que conseguirá estimular a bobina de forma mais eficaz.

O Ponto de Ignição, já citado anteriormente, é regulado alterando a posição do distribuidor, o que altera a sua sincronia em relação ao motor.

Neste equipamento também se processa um sistema de avanço do ponto da ignição. Além do ponto ser adiantado alguns graus iniciais em relação ao PMS, ele será adiantado dinamicamente conforme a rotação do motor, através de avanços centrífugos e a vácuo.

INJEÇÃO ELETRÔNICA:

Nos motores com injeção eletrônica as funções do carburador e distribuidor ficam por conta do módulo eletrônico de controle do motor, apelidado de Centralina.

Abaixo temos o esquema básico de uma injeção monoponto (apenas um Bico Injetor):

A bomba de combustível elétrica (B), localizada normalmente dentro do tanque, eleva o combustível até o regulador de pressão (P). Este entrega o combustível ao Bico Injetor, devolvendo o excedente ao tanque.

O Bico Injetor nada mais é do que uma válvula de combustível elétrica. É como uma "torneira" controlada eletricamente. Com energia elétrica a torneira está aberta e o combustível passa. Sem energia a torneira está fechada.

O Módulo eletrônico controla esta "torneira" permitindo dosar a quantidade exata de combustível pedida pelo motor num dado momento.

A válvula borboleta controla a vazão da mistura e portanto a rotação do motor, como no sistema carburado.

O Módulo eletrônico também controla toda a geração das centelhas das velas eletronicamente. Ao invés de existir uma bobina central e um distribuidor, existe uma bobina eletrônica para cada vela do motor.

Para que ele consiga fazer todo esse controle, ele dispõe de um conjunto de sensores esparramados ao longo do motor, desde a admissão até a exaustão. A quantidade de sensores varia conforme o modelo da injeção, mas podemos relacionar os mais básicos:

Sensor de ponto: Registra a posição da árvore de manivelas, de modo a saber qual posição cada cilindro está num dado momento.
Sensor de pressão negativa: Mede a pressão negativa (vácuo) da admissão do motor.
Sensor de temperatura: Mede a temperatura do bloco do motor.
Sensor de acelerador: Registra a posição do acelerador do veículo.
Sensor de gases de Exaustão: Conhecido como Sonda Lambda, analisa os gases emitidos pela exaustão do motor, verificando como a queima da mistura está se processando.

Se o sistema de injeção for multiponto existirá um bico injetor para cada cilindro do motor. A válvula borboleta controlará somente a passagem do ar, ao invés da mistura. Os bicos injetam o combustível diretamente no cano de admissão, próximo ao cilindro.

BOMBA DE ÁGUA:

Nos motores refrigerados a água, a Bomba de Água é responsável pela circulação do Fluido Refrigerante (Água + Aditivo) pelo interior das Camisas ou paredes dos cilindros, com o objetivo de extrair o excesso de calor produzido.
Ela é acionada pela própria rotação do motor. Para não haver perda de potência por excesso de resfriamento uma Válvula Termostática controla a vazão da bomba, impedindo a circulação do fluido pelo Radiador em temperaturas baixas (menor de 90°C, normalmente).

RADIADOR:

Nos motores refrigerados a água o radiador é responsável pelo resfriamento do Fluido Refrigerante. Quando a válvula termostática está aberta o Fluido circula através dele perdendo calorias para o ambiente. Quando a temperatura do radiador se eleva muito, uma Ventoinha é acionada para extrair mais rapidamente o calor do mesmo.
Normalmente essa ventoinha é acionada por um motor elétrico. Em alguns motores ela pode ser acionada por Embreagem eletromagnética ou ser permanentemente acionada pela rotação do motor.

Nos motores refrigerados a Ar o radiador é responsável pelo resfriamento do óleo lubrificante do motor. Uma ventoinha extrai permanentemente o calor desse radiador e das camisas, pela circulação de ar através das Aletas das mesmas.

BOMBA DE ÓLEO LUBRIFICANTE:

Trata-se de uma bomba de engrenagens que força o óleo lubrificante, depositado no Carter do motor, a circular pelas tubulações apropriadas e lubrificar todos os pontos necessários. O óleo sob pressão consegue manter uma fina película entre os mancais e os eixos, impedindo o seu desgaste.

Retornar