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Motor
à ExplosãoÉ
um motor que utiliza a gasolina como combustível. Realiza trabalho queimando
uma mistura de vapor de gasolina e ar dentro de um cilindro. Por esta razão,
é também chamado motor de combustão interna. Quando a mistura de ar com combustível
queima formam-se gases quentes. Estes expandem-se rapidamente e empurram as
partes interiores do motor, levando-as mover-se. Este movimento pode rodas e
hélices, ou operar máquinas. A potência de um motor à explosão, isto é, o trabalho
que pode produzir, é geralmente expressa em cavalos-vapor ou watts.
Existem
dois tipos principais de motores à explosão: motores de movimento alternado
ou motores alternativos e motores rotativos. Os motores alternativos possuem
êmbolos que se movem para cima e para baixo ou para frente e para trás. Uma
parte chamada virabrequim transforma este movimento alternado em movimento circular,
giratório, que aciona rodas. Um motor rotativo, conhecido também como motor
Wenkel, utiliza rotores no lugar de êmbolos. Os rotores produzem diretamente
o movimento giratório.
Os
motores à explosão operam em um ciclo de dois tempos ou de quatro tempos. Um
ciclo, ou modo de funcionamento do motor, significa os passos que devem ser
repetidos par combustão da mistura ar - combustível nos cilindros. Os tempos
são os movimentos de vaivém dos êmbolos. Um motor de quatro tempos tem um ciclo
composto dos tempos de admissão ou de aspiração; compressão; combustão ou explosão;
e expulsão ou escapamentos dos gases. Em um motor com ciclo de dois tempos,
o ciclo se opera combinando os tempos de admissão e compressão ao da explosão
ao fim do tempo de explosão. Ainda que os motores de dois tenham baixa eficiência,
são mais simples de construir e de menor custo do que os quatros tempos. São
empregados onde abaixo custo é importante, com por exemplo em um cortador de
grama. Um motor de dois tempos se desenvolve mais potência em relação ao peso
e dimensão do que o motor de quatro tempos. Cada cilindro, em um motor de dois
tempos, produz uma explosão a cada volta do virabrequim. Mas em um motor de
quatro tempos, um cilindro produz uma explosão, uma volta sim, outra não do
virabrequim.
Quando
um êmbolo se move de baixo para cima em um cilindro, comprime a mistura de ar
e gasolina na câmara de combustão. Um número conhecido como razão de compressão,
indica proporção da mistura comprimida. Um motor de alta compressão pode Ter
uma razão de compressão de dez par um. Tal motor comprime a mistura a 1/10 do
seu volume original. Um motor de baixa compressão tem uma razão de oito para
um.
Os motores de alta compressão queima a gasolina com mais eficiência que
os de baixa compressão. Entretanto, os motores de alta compressão necessitam
de gasolina com alto índice de octana. A maioria das gasolinas de alto índice
de octana contém, aditivos de chumbo, que danificam os aparelhos denominados
conversores catalíticos, colocados no sistema de exaustão a fim de remover poluentes.
No início da década de 1970, por esta e outras razões , os fabricantes reduziram
as razões de compressão - e as
necessidades de octanagem - dos motores de veículos.
Os motores também são classificados pelo número e disposição dos cilindros. Os tipos mais comuns são motores em linha (no qual os cilindros estão dispostos em uma só fila), em V (em que os cilindros se dispõem em dois grupos iguais e formam um V), radial e horizontal oposto. Os motores radiais, nos quais os cilindros estão radialmente em torno do eixo de rotação, possuem um número ímpar de cilindros, três, cinco, sete ou nove. A maioria dos demais motores tem um número par de cilindros, quatro, seis, oito ou doze.
O combustível pode ser enviado aos cilindros por um carburador ou por uma bomba de injeção. Assim, os motores alternativos classificam-se em carburador ou de injeção. Como a combustão depende do ar e do combustível, a potência de um motor é limitada pela quantidade de ar que chega aos cilindros. Para aumentar a potência, um motor pode ser supercomprimido. Um supercompressor é uma bomba que força a entrada de ar adicional nos cilindros. O ar necessário para queimar uma unidade de gasolina pesa cerca de 15 vezes mais que a gasolina.
O bloco dos cilindros é uma estrutura rígida que mantém os cilindros em um alinhamento apropriado. Se o motor é refrigerado a líquido, o bloco é provido de camisa de água, isto é, possui passagem para o líquido em torno de cada cilindro. Em motores de automóveis, o bloco dos cilindros do motor formam uma única unidade. Em sua maior parte, os blocos dos cilindros são de ferro fundido ou de alumínio.
Os cilindros são tubos nos
quis podem deslizar os êmbolos para cima e para baixo no seu interior. Sua superfície
bem polidas possibilitam um encaixe perfeito entre o êmbolo e o cilindro e evitam
o escapamento dos gases no êmbolo. Os cilindros, na maioria dos motores de automóvel,
são parte do bloco. Alguns motores têm uma manga de cilindro, de aço ou de ferro
fundido especialmente endurecidos.
A cabeça do cilindro é uma
peça fundida na parte superior do bloco do cilindro. A cabeça de cilindro, a
face superior do cilindro e o opo de êmbolo formam a câmara de combustão, o
local onde ocorre a queima da mistura ar- combustível. A cabeça do cilindro
e bloco também podem constituir
uma única unidade.
O cárter do motor é onde
uma estrutura rígida que suporta o virabrequim e o seu mancal. Nos motores,
parte do virabrequim, ou o próprio virabrequim, pode integrar-se no bloco de
cilindro. Um coletor de óleo aparafusado no fundo do cárter do motor contém
o óleo de lubrificação do motor.
Êmbolos e bielas. Quando a
mistura ar - combustível queima, os gases em expansão exercem uma força sobre
o êmbolo. Esta força transmite-se, através de um biela, ao virabrequim. O êmbolo
contém três a seis ou mais anéis com a finalidade de evitar que os gases escapem
para seu exterior e para não deixa que o óleo lubrificante entre na câmara de
combustão.
O virabrequim transforma o
movimento alternativo de vaivém dos êmbolo em movimento giratório. O virabrequim
possui diversas manivelas, formando ângulos entre si. Por exemplo, um motor
de quatro tempos, em linha e com seis cilindros perfaz seis tempos de explosão
em duas revoluções do virabrequim. As manivelas são dispostas em ângulos de
120º uma em relação a outra, de modo que os tempos de explosão são uniformemente
espaçados nas duas revoluções.
O volante armazena energia
durante a explosão do combustível e a libera durante os outros tempos, os que
contribui para o virabrequim gire a velocidade constante.
Válvulas. Em um motor de quatro tempos, cada cilindro tem
uma válvula de admissão, e uma válvula de expulsão, para deixar que os gases
já queimados escapem. Estas são as chamadas válvulas de gatilho. Em muitos motores
de dois tempos, o movimento de êmbolo toma o lugar das válvulas separadas. Quando
o êmbolo se move, fecha e abre os orifícios.
Os
primeiros motores de combustão interna utilizavam gases em vez de gasolina como
combustível. O reverendo W. Cecil leu ante a sociedade Filisófica de Combridge,
na Inglaterra, em 1820, a descrição de suas experiências com um motor acionado
pela explosão de um mistura de hidrogênio e ar. Credita-se a ele a obtenção
do primeiro motor à gás em funcionamento.
William Barnett, Inventor inglês, patenteou em 1838 a invenção de um
motor à gás que comprimia uma mistura de combustível, O motor de Barnett tinha
um único cilindro; as explosão ocorria primeiro na parte acima e depois embaixo
do êmbolo.
Na França, Jean Joseph Ëtienne Lenoir construir o primeiro motor à gás
realmente prático em 1860. O gás de iluminação de rua foi utilizada coma combustível.
Este motor de um cilindro possuía um sistema de ignição com acumulador elétrico.
Em 1865, quatro centenas desses motores, em Paris, energizavam máquinas impressora,
tornos e bombas de água. Lenoir instalou um motor à gás em um veículo à motor
rústico.
Em 1862, Beau de Rochas, engenheiro francês, desenvolveu teoricamente
um motor de quatro tempos. Mas não o construiu. Quatro anos depois Nikolaus
August Otto e Eugen Langen, da Alemanha, construíram um bem - sucedido motor
à gás de quatro tempos. Em 1876, Otto e Langrn obtiveram patentes nos EUA dos
motores de dois tempos e de quatro tempos.
O mais antigo veículo a motor, o Cugnot a vapor,
foi construído em 1770. Carros a vapor mais práticos, como o Bordino, já existiam
no início do século XIX, mas eram pesados e desajeitados. Leis restritivas e
o aparecimento dos trens, mais rápidos e capazes de transportar mais passageiros,
ocasionaram o declínio dos "carros" a vapor. Foi só em 1860 que a
primeira unidade motriz prática para veículos foi desenvolvida, com a invenção
do motor de combustão interna pelo belga Etienne Lenoir. Por volta de 1890,
Karl Benz e Gottlieb Daimler, na Alemanha, e Albert de Dion e Armand Peugeot,
na França, fabricavam automóveis para venda ao público. Esses primeiros carros
produzidos em número limitado, iniciaram a idade do automóvel.
Há mais de meio século atrás, quando dominava a máquina
a vapor e já era empregada a energia elétrica, surgiu o motor alimentado pela
gasolina. E quando as qualidades explosivas da gasolina ficaram definitivamente
estabelecidas, foi possível o aparecimento do automóvel. O aperfeiçoamento,
ao mesmo tempo, do motor de combustão interna, isto é, aquele que recebe o combustível
misturado c/ ar e que se faz explodir por faísca elétrica, movimentando o êmbolo
dentro de um cilindro, propiciou rápido desenvolvimento do automóvel.
Assim, em 1882, o engenheiro alemão DAIMLER começou
a construir os primeiros motores práticos de gasolina. Em 1885, montou um desses
motores numa espécie de bicicleta de madeira e, no ano seguinte, uma carruagem
de 4 rodas. Foi o primeiro automóvel que realizou, com êxito, viagens completas.
Desde então, surgiram novos modelos que passaram a ter rodas de borracha, faróis
e pára-choques.
Contam as crônicas da época, que logo que os primeiros
carros a motores de explosão começaram a circular nas estradas, muitos foram
apedrejados por serem considerados "inimigos da segurança pública, ruidosos
e fedorentos" e muito perigoso com sua velocidade de 18 km por hora...
Antes de 1900, pois, um passeio de automóvel era uma aventura. Por isso, muitos
governos chegaram a promulgar leis especiais que obrigavam os proprietários
dos carros e fazer os seus veículos serem precedidos por guardas com lanternas
coloridas ou bandeiras vermelhas.
Com a fabricação do primeiro carro Henry Ford, nos
Estados Unidos, iniciou-se a fabricação em massa de automóveis, barateando o
seu preço no mercado, propiciando assim oportunidade a milhões de pessoas possuírem
o seu próprio auto. A notável difusão do uso do automóvel, que tal forma de
produção permitiu, fez com que os fabricantes melhorassem a apresentação e forma
dos carros, de ano para ano, até chegarmos aos maravilhosos modelos aerodinâmicos
de nossos dias.
No nosso país, desde 1954, já estão instaladas e em pleno funcionamento, numerosas fábricas de automóveis, caminhões e caminhonetes, na região compreendida pelas cidades de Osasco, São Bernardo do Campo e Santo André, nas proximidades da cidade São Paulo.