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O motor à combustão interna é uma máquina capaz de transformar energia térmica em energia mecânica a partir da explosão de uma mistura de ar e combustível. Tal explosão movimenta um pistão acoplado a um sistema que transforma movimento linear em um movimento de rotação.

Essa tecnologia é amplamente utilizada na atualidade e permite a otimização de processos, facilitando significativamente a vida do ser humano.

Figura 1: Motor Mercedes AMG

Fonte: Revista Auto-Esporte

Surgimento

O primeiro motor a combustão interna foi inventado por Nikolaus August Otto em meados do século XIX, na Alemanha, como uma forma de substituir os motores a vapor. Entre outras vantagens merece destaque o fato do motor a combustão ser mais leve, mais eficiente e gerar maior potência que os motores a vapor existentes na época.

Estrutura Básica

Existe certa variação estrutural entre os diferentes motores a combustão existentes na atualidade, entretanto, há componentes que fazem parte da grande maioria das máquinas do tipo. A seguir estão listados alguns desses componentes:

• Bloco – é a base do motor, abriga as câmaras de combustão e os dutos de arrefecimento.

• Cabeçote – comporta as válvulas de admissão e exaustão, o eixo comando de válvulas e a vela de ignição.

• Carter – Reservatório de óleo usado para lubrificar o motor e as partes móveis.

• Conjunto Pistão-Biela – Componente responsável por comprimir o ar e gerar movimento linear a partir da explosão.

• Virabrequim – responsável por transformar o movimento linear do conjunto pistão-biela em movimento de rotação.

• Eixo comando de válvulas – Abre e fecha as válvulas de admissão e exaustão de acordo com os tempos do motor.

Figura 2: Representação da estrutura básica de um motor a combustão interna.

Fonte: Mundo Educação

Para que os motores funcionem de forma satisfatória é preciso que seus componentes sejam montados com extrema precisão, sem a presença de grandes folgas ou desalinhamentos. Cada elemento é crucial para o bom funcionamento do motor com um todo.

Tipos de ciclos

• Otto: É o tipo mais utilizado pelos automóveis. Divide-se em quatro etapas:

1. Admissão: Com a válvula de admissão aberta, o pistão desce enchendo a câmara de ar misturado com combustível (no duto de admissão) até chegar no ponto morto inferior.
2. Compressão: Depois de estar com a câmara cheia e com a válvula fechada, o pistão sobe até o ponto morto superior, pressionando a mistura contra o cabeçote.
3. Combustão: Uma centelha produzida pelo componente conhecido como vela é gerada dentro do cilindro, fazendo com que a mistura altamente inflamável exploda, deslocando o pistão linearmente para baixo, o que faz o virabrequim rotacionar.
4. Exaustão: Após a combustão, a válvula de exaustão se abre e o pistão sobe novamente, expelindo os gases produzidos pela queima do combustível. Feito isso, a válvula de admissão se abre e o ciclo recomeça.

• Diesel: Bastante parecido com o ciclo Otto, oferece maior torque e eficiência energética para o motor, embora seja mais poluente. É mais utilizado em máquinas que exigem grande esforço, como as que atuam na área agrícola e florestal.  Ele se diferencia do ciclo Otto nos seguintes aspectos:

1. Durante a admissão entra somente ar na câmara de combustão.
2. A combustão da mistura não se inicia a partir da centelha, mas sim pela injeção direta de combustível na câmara, entrando em contato com o ar comprimido e dando início à queima. Nesse tipo de motor, o ar fica mais comprimido do que no ciclo Otto, o que aumenta sua temperatura e torna mais fácil a combustão.
3. Outras diferenças entre esses tipos de ciclos é o fato dos motores a diesel não possuírem um controle de fluxo de ar (borboleta), não possuírem vela, utilizarem um combustível diferente e geralmente estarem associados a uma turbina.

Existem também outros tipos de motores a combustão interna, menos usuais, mas com suas vantagens e desvantagens. Entre eles vale citar os ciclos Wankel, Stirling e Atkinson.

A importância dos motores na atualidade

Mesmo depois de mais de um século de seu advento, os motores a combustão fazem parte do cotidiano da maioria das pessoas. Desde automóveis, geradores ou até mesmo grandes máquinas como as aeronaves e navios utilizam essa tecnologia para sua movimentação.

Figura 3: O maior motor do mundo: Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C, de um navio.

Fonte: Autovideos

Atualmente, existe grande preocupação com a eficiência dos motores no que se refere a diminuição dos impactos ambientais. A partir dessa ideia, tem-se construído motores cada vez menores e associados a tecnologias que proporcionam maior potência e eficiência que os de antigamente. Analisando ainda essa preocupação, é válido citar que os motores elétricos tem ganhado cada vez mais espaço no mercado, sendo possivelmente o futuro substituinte dos motores a combustão.