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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR
O motor de combustão interna transforma o aumento de pressão resultante da
combustão (calor) queima da mistura ar/combustível em força e movimento (trabalho)
transmitido pelo eixo central. O motor é constituído por cilindros, dentro dos quais se
movimentam os pistões conectados ao virabrequim pelas bielas (Fig. 1.1). O
movimento de sobe e desce do pistão (movimento retilíneo) é transformado em
(movimento rotativo) através da arvore de manivelas. Em um motor de 4 tempos, a
força resultando da expansão dos gases para um motor de um cilindro, é transmitida
durante 180º de giro do virabrequim alem de ser transmitida deve vencer os períodos
negativos do ciclo de funcionamento 540º de giro (admissão, escapamento e
principalmente a compressão) para vencer todo esse tempos que absorve energia, é
instalado na extremidade do virabrequim um volante de inércia, que acumula energia
cinética.
Fig. 1.1 – Componentes do Motor
Para iniciar a combustão é necessário combinar em proporções adequadas,
três elementos fundamentais que são: ar, combustível e calor.
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Classificação Dos Motores
Os motores de combustão interna são classificados de acordo com suas
características de construção e funcionamento, para classifica-los deve-se ser
observar os seguintes aspectos:
• Ciclo de operação e tipo de ignição do combustível
• Colocação ou desenho das válvulas
• Combustível usado
• Método de carga
• Tipo de injeção
• Preparação da mistura
• Tipo de ignição
• Arrefecimento
• Geometria dos cilindros
Motores De Quatro Tempos
São os motores que completam seu ciclo de trabalho com quatro movimentos
do pistão, ou seja, duas voltas do virabrequim. O motor de combustão interna pode ter
um ou mais cilindros. Entretanto, como todos têm o mesmo funcionamento, basta
explicar o que ocorre com um deles. Os motores quatro tempos possuem em sua
construção no mínimo duas válvulas:
• Válvula de admissão, que tem por finalidade, permitir a entrada da mistura
ar/combustível (ciclo Otto), ou apenas ar (ciclo Diesel);
• Válvula de escapamento, quando aberta permite a eliminação dos gases que
se formaram durante a combustão.
A abertura e o fechamento destas válvulas ocorrem de forma sincronizada com o
movimento dos pistões, que se repetem numa ordem determinada. Cada movimento
do pistão é chamado de tempo e corresponde a meia volta do virabrequim (180˚).
O motor de quatro tempos funciona pela repetição ordenada de quatro
movimentos: admissão; compressão; combustão; escapamento. As quatro
operações são realizadas em duas voltas do virabrequim (720˚).
Tanto os motores de ciclo Otto quanto os de ciclo Diesel realizam as quatro
operações de trabalho, porém cada um com suas particularidades de construção.
Os Quatro Tempos Do Motor Ciclo Otto
Primeiro tempo: admissão
A válvula de escapamento permanece fechada; a válvula de admissão abre-se
de maneira progressiva. O pistão desloca-se do ponto morto superior (PMS) ao ponto
morto inferior (PMI), aspirando assim à mistura ar/combustível formada pelo sistema
de alimentação para o interior do cilindro. (Fig. 1.2)
Segundo tempo: compressão
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A válvula de admissão se fecha; a de escapamento também se mantém
fechada. O pistão que se encontra no PMI inicia o deslocamento para o PMS,
comprimindo a mistura na câmara de combustão. (Fig. 1.3)
Terceiro tempo: combustão
As válvulas de admissão e de escapamento continuam fechadas. A mistura
comprimida é inflamada por uma centelha (faísca) que salta entre os eletrodos da vela.
Com a queima formam-se gases que se expandem, impulsionando o pistão de volta
para o PMI. O inicio da queima ocorre alguns graus antes PMS (APMS), a fim de se
obter a pressão máxima na câmara de combustão quando o pistão estiver em
aproximadamente 5˚ depois do PMS. (Fig. 1.4)
Quarto tempo: escape
A válvula de admissão permanece fechada e a de escapamento abre-se,
progressivamente à medida que o pistão vai do PMI ao PMS, expelindo os gases
resultantes da combustão. (Fig. 1.5)
Fig. 1.2 – Admiçao Fig. 1.3 – Compressão Fig. 1.4 – Combustão Fig. 1.5 – Escape
Os Quatro Tempos Motor Ciclo Diesel
Mecanicamente, quase não há diferença entre os motores Otto e Diesel, a
principal diferença está na forma em que ocorre a combustão: enquanto que no ciclo
Otto a combustão inicia-se por uma centelha, no ciclo Diesel a combustão se inicia
espontaneamente com a injeção de Diesel no ar superaquecido pela alta taxa de
compressão.
Observa-se que o combustível não é admitido com o ar como ocorre no ciclo
Otto e que para que haja um significativo aumento de temperatura do ar dentro da
câmara de combustão, a taxa de compressão dos motores ciclo Diesel é muito
superior ao ciclo Otto, além de que o bico injetor de combustível vem a substituir o
papel da vela de ignição.
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ADMISSÃO
COMPESSÃO
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EXPLOSÃO
ESCAPAMENTO
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