Em um artigo anterior do Auto for Dummies, explicamos a diferença entre um motor a diesel e um motor a gasolina. Hoje nos concentramos especificamente e ao mesmo tempo geralmente no operação do motor de combustão interna em suas partes principais. Esse tipo de motor, usado nas primeiras máquinas térmicas do final do século XIX, permite aplicar uma cadeia de transformação de energia por meio de vários componentes bem projetados em sinergia entre si.
Uma das visões que ajudam a compreender o funcionamento de um carro e seu coração pulsante, o motor, se dá ao imaginar cada componente como um elemento capaz de desempenhar uma função específica. Graças a esta premissa, será muito fácil conceber como o motor de combustão interna é capaz de transformando a energia química do combustível em energia mecânica transmitido às rodas.
Bloco do motor e deslocamento
Conforme antecipado na introdução, antes de entender como na prática o motor é capaz de transformar o combustível, seja ele a diesel ou a gasolina, em movimento, vamos analisar os principais elementos com que funciona o motor de combustão interna. O bloco do motor ele representa a parte mais maciça e robusta do que é encontrado sob cada capô. A base desta "caixa", feita de ferro fundido ou alumínio, tem orifícios cilíndricos óbvios nos quais os pistões estão alojados. Os últimos são livres para se mover para cima e para baixo, para serem mais precisos do que o movimento recíproco, graças à química da combustão que discutiremos mais tarde. Mas o que regula o movimento dos pistões dentro da chamada câmara de combustão?
Vamos começar dando algumas definições imediatas. Quando você ouve sobre V6, V8 o V12 refere-se ao número de cilindros presentes dentro do bloco do motor. Portanto, se formos analisar um motor de 4 cilindros, um dos mais comuns nos carros do dia-a-dia, teremos que lidar com quatro furos acoplados a quatro pistões em movimento. Lá deslocamento em vez disso, representa o tamanho, em litros ou cm3, dos orifícios cilíndricos que contêm os pistões - para ser preciso, seria o volume varrido pelo pistão dentro do cilindro ao longo de seu curso, mas nos limitamos a analisar os conceitos principais. Um quatro cilindros de 1000 cm3, correspondendo a 1 litro, será, portanto, um motor em que cada cilindro poderá conter aproximadamente ¼ de litro, o equivalente a um copo cheio de água, da mistura explosiva de ar e combustível. .
Vamos analisar um único pistão para simplificar. Na parte superior do cilindro existem dois orifícios: um por onde entra a mistura e outro por onde saem os gases queimados no final do ciclo termodinâmico. É aqui que o válvulas, elementos mecânicos capazes de fechar e abrir esses buracos com um tempo fundamental. Dentro da câmara de combustão de um motor de quatro tempos, as fases de admissão, compressão, expansão e exaustão. Exatamente na primeira e última dessas fases as válvulas, respectivamente de entrada e saída, abrem e fecham permitindo a entrada da mistura e o escape dos gases de exaustão. Técnicas como o tempo de ignição permitem otimizar tudo.
A árvore de cames e válvulas
Você entende bem que ajustar essas diferentes fases para todos os cilindros presentes não é nada fácil. Essa magia, além da configuração eletrônica, é regulada peloeixo de comando: um longo cilindro que corre ao longo de toda a cabeça do motor e mecanicamente "puxa" e empurra o válvulas para abrir e fechar os orifícios de admissão e escape no momento perfeito. A rotação deste eixo, pequena em comparação com o virabrequim que discutiremos mais tarde, é dada pelo cinto . A árvore de cames é colocada em rotação por este componente que explora o movimento do próprio motor em rotação constante.
Parece complicado, mas pense assim: o objetivo do motor é girar as rodas. Os pistões geram um movimento alternativo ("para cima e para baixo") que é transformado por meio de cinemática adequada (uma palavra complicada para definir elementos mecânicos em movimento) na rotação de uma "roda" (pêndulo) Esta roda é conectada ao eixo de acionamento que, girando sobre si mesmo, carrega o movimento para as rodas em todo o difundir sobre o qual não falaremos neste artigo.
Parte da rotação é "roubada" do movimento das rodas para fazer o eixo de comando girar à direita por meio de uma correia, corrente ou conjunto de engrenagens. Agora você sabe como nosso motor, uma vez que o movimento "vertical" foi gerado, carrega a rotação para oalbero motors e ao mesmo tempo abre e fecha as válvulas que regulam a entrada e saída dos gases de mistura e exaustão.
A parte térmica: como o movimento é gerado
Mecanicamente, o motor de combustão interna deve ser bem projetado em termos de dimensões (geometria) e resistência dos componentes: cada elemento deve funcionar em sinergia. Mas como é produzido o movimento alternativo do pistão? A questão, sempre em parte mecânica no que diz respeito ao deslocamento físico deste componente, avança ainda mais sob um plano de energia. Cada cilindro é capaz de acomodar uma quantidade precisa de mistura ar-combustível e literalmente fazê-lo explodir imediatamente após a fase de compressão. O movimento do pistão é dado precisamente por este esplosione que ao expandir a mistura gera um efeito de pressão na própria cabeça do pistão, empurrando-o para baixo.
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No caso de um motor a gasolina, a explosão é gerada por velas, componentes pequenos e resistentes, capazes de produzir faísca e de inflamar a mistura. Em relação a um motor a combustível diesel, a explosão é dada pela própria compressão dentro da câmara de combustão. Para obter mais detalhes sobre isso, consulte um artigo anterior do Auto for Dummies. Assim como a pólvora empurra uma bala no cano de uma arma, a explosão de combustível empurra o pistão para baixo. Mas como ele volta a "subir"? Aí vem um pouco de mecânica e antecipação mecanismo de manivela de biela (cinemática).
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Você tem que saber disso os cilindros não estão todos alinhados; ou seja, se considerarmos um motor de quatro cilindros, no mesmo instante dois ainda estão no topo ainda em fase de compressão enquanto os outros dois acabam de atingir o chamado ponto morto inferior. A inércia desses componentes móveis (com uma massa específica) e as diferentes posições dos pistões ajudam a retornar naturalmente os pistões ao seu ponto inicial. O ciclo termodinâmico quatro vezes pode assim recomeçar aspirando, comprimindo, expandindo e descarregando tudo o que entra nos cilindros. Componentes adicionais, como dutos de admissão e exaustão, injetores, sistema de refrigeração e turbocompressione esses são apenas alguns dos outros componentes sinérgicos do motor de combustão.
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