Como os veículos funcionam
Como funciona o motor de quatro tempos
Quatro movimentos do pistão, duas voltas do virabrequim e uma explosão controlada: é assim que a maioria dos carros a combustão transforma combustível em movimento.
O que é um "tempo"
No motor de quatro tempos, cada tempo é um curso do pistão: uma descida ou uma subida dentro do cilindro. Um ciclo completo tem quatro cursos, o que corresponde a duas voltas do virabrequim. Só um desses quatro cursos produz força; os outros três preparam o próximo.
As peças principais
- Cilindro
- O "tubo" onde tudo acontece. Motores de carro costumam ter de 3 a 6 cilindros.
- Pistão
- Peça que sobe e desce dentro do cilindro, vedada por anéis.
- Biela e virabrequim
- A biela liga o pistão ao virabrequim, que transforma o vai e vem em rotação, como os pedais de uma bicicleta.
- Válvulas
- Portas de entrada (admissão) e de saída (escape) do cilindro.
- Comando de válvulas
- Eixo que abre e fecha as válvulas na hora certa. É sincronizado com o virabrequim por correia ou corrente e gira na metade da velocidade dele.
- Vela de ignição
- Produz a centelha que inicia a queima nos motores a gasolina e a etanol.
- Bico injetor
- Pulveriza o combustível na quantidade calculada pela central eletrônica.
Os quatro tempos, passo a passo
- Admissão: o pistão desce com a válvula de admissão aberta e o cilindro se enche de ar. Na injeção indireta, o combustível já vem misturado ao ar; na injeção direta, ele é injetado dentro do cilindro.
- Compressão: as válvulas se fecham e o pistão sobe, comprimindo a mistura. Quanto mais comprimida, mais energia a queima consegue aproveitar.
- Combustão e expansão (tempo motor): pouco antes de o pistão chegar ao topo, a vela solta a centelha. A queima eleva a pressão de forma brusca e empurra o pistão para baixo. É o único tempo que gera trabalho.
- Escape: a válvula de escape se abre e o pistão sobe, expulsando os gases queimados para o escapamento. Em seguida, o ciclo recomeça.
Num motor de vários cilindros, os tempos são defasados: enquanto um cilindro está no tempo motor, os outros estão admitindo, comprimindo ou expulsando gases. Assim sempre há algum cilindro empurrando, e o funcionamento fica mais suave. O volante do motor, um disco pesado preso ao virabrequim, ajuda a manter o giro entre um impulso e outro.
Gasolina, etanol e diesel: o que muda
Ciclo Otto (gasolina e etanol)
Leva o nome de Nikolaus Otto, que construiu um motor de quatro tempos funcional em 1876. A queima começa com uma centelha da vela.
O etanol resiste mais à detonação (tem octanagem maior) do que a gasolina, o que permite taxas de compressão mais altas. Em compensação, libera menos energia por litro, por isso o consumo em litros costuma ser maior com etanol.
Ciclo Diesel
Desenvolvido por Rudolf Diesel na década de 1890, não usa vela. O ar é comprimido com tanta força que esquenta o suficiente para inflamar o diesel injetado logo em seguida: é a ignição por compressão. As taxas de compressão são bem mais altas, o que dá mais torque em baixa rotação e boa eficiência. Por isso o diesel domina caminhões, ônibus e máquinas.
E o motor flex?
Em 2003 chegou ao mercado brasileiro o primeiro carro flex produzido em série. O motor aceita etanol, gasolina ou qualquer mistura dos dois no mesmo tanque. A central eletrônica estima a proporção de combustível a partir dos sensores, principalmente a sonda lambda, que mede o oxigênio nos gases de escape. Com isso, ajusta a quantidade injetada e o momento da centelha.
Vale lembrar que a gasolina vendida nos postos brasileiros já contém etanol anidro misturado, em percentual definido pelo governo federal.
Cuidados de manutenção ligados ao ciclo
- Óleo do motor: lubrifica pistões, anéis, bielas e virabrequim. Troque no prazo e com a especificação do manual.
- Filtro de ar: se estiver sujo, prejudica a admissão, e o motor perde desempenho e gasta mais.
- Velas e bobinas: falhas na centelha causam trancos, perda de potência e aumento de consumo.
- Correia ou corrente do comando: se a correia romper, em muitos motores pistões e válvulas se chocam, com dano grave. Respeite o prazo de troca.
- Arrefecimento: o motor trabalha quente, mas o superaquecimento pode deformar peças. Verifique o nível do líquido de arrefecimento com o motor frio.
Os prazos variam entre modelos. Siga sempre o plano de manutenção do manual do proprietário.
Fontes
- Robert Bosch GmbH, Manual de Tecnologia Automotiva (Bosch Automotive Handbook).
- John B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill.
- Manual do proprietário do seu veículo: prazos de manutenção e especificações.