Você vira sua chave na ignição e o motor acende. Você aperta o acelerador e o carro avança. Você tira a chave e o motor desliga. É assim que o seu motor funciona, certo? É muito mais detalhado do que a maioria de nós percebe, com processos por trás dos bastidores acontecendo a cada segundo.
Funcionamentos internos do seu motor
O motor do seu carro é composto por dois componentes principais: o bloco do motor e a cabeça do cilindro.
O bloco do motor
O bloco é a maior parte do tamanho e peso do seu motor. É mais provável que seja uma peça sólida de ferro fundido ou alumínio. Um motor em linha tem todos os seus cilindros dispostos em uma linha reta, mais comumente em motores de quatro cilindros e em algumas configurações de seis cilindros. Um bloco em V é usado em alguns motores de seis cilindros e praticamente em todos os motores de oito cilindros. Esse design divide o número de cilindros em dois bancos que formam uma forma em V.
O bloco do motor abriga o virabrequim. O virabrequim é uma peça sólida de metal usinado com precisão que gira. Tem etapas chamadas canais que correspondem ao número de cilindros no mecanismo. Estes são os locais onde as bielas do pistão se fixam ao virabrequim. A energia gerada no motor força o virabrequim a girar, iniciando o processo de envio de energia para as rodas do carro.
Os pistões são encaixados nos cilindros do bloco do motor. Eles se movem para cima e para baixo nos cilindros durante a operação do motor para transferir energia para o virabrequim. Os anéis do pistão criam uma vedação no cilindro para evitar a perda de energia no bloco do motor. Vamos olhar um pouco mais para a operação dos pistões.
A cabeça do cilindro
A parte superior do motor é chamada cabeça do cilindro. Ele contém válvulas que abrem e fecham para controlar o fluxo da mistura ar-combustível e gases de exaustão dos cilindros individuais. Deve haver pelo menos duas válvulas por cilindro: uma para a entrada (deixando a mistura ar-combustível não queimada no cilindro) e outra para a exaustão (permitindo que a mistura ar-combustível usada saia do motor). Muitos motores empregam várias válvulas tanto para entrada quanto para exaustão.
Uma árvore de cames é fixada através do meio ou no topo da cabeça do cilindro para controlar as operações das válvulas. A árvore de cames tem saliências chamadas lóbulos que forçam as válvulas a abrir e fechar com precisão.
A árvore de cames e o virabrequim estão intimamente relacionados. Eles precisam operar em um tempo perfeito para o motor funcionar. Eles são conectados usando uma corrente ou correia de distribuição para manter esse tempo. A árvore de cames precisa girar duas voltas completas para cada rotação do virabrequim. Uma rotação completa do virabrequim é duas pancadas de um pistão no seu cilindro. Um ciclo de energia - o processo que realmente produz a potência necessária para mover seu carro - requer quatro cursos do pistão. Vamos dar uma olhada mais de perto na operação do pistão dentro do motor e nos quatro diferentes passos:
Entrada: Para começar um ciclo de energia, a primeira coisa que o motor precisa é que a mistura ar-combustível entre no cilindro. A válvula de admissão abre na cabeça do cilindro quando o pistão começa a se deslocar para baixo. A mistura ar-combustível em uma proporção aproximada de 15: 1 entra no cilindro. Quando o pistão chega ao fundo de seu curso, a válvula de admissão se fecha e veda o cilindro.
Compressão: O pistão sobe no cilindro, comprimindo a mistura ar-combustível. Os anéis de pistão vedam os lados do pistão no cilindro para evitar perda de compressão. Quando o pistão atinge o topo deste curso, o conteúdo do cilindro está sob extrema pressão. A compressão normal é de 8: 1 a 10: 1. O que isto significa é que a mistura no cilindro é espremida para cerca de um décimo do seu volume original, não comprimido.
Poder: Quando o conteúdo do cilindro é comprimido, a vela inflama a mistura ar-combustível. Uma explosão controlada ocorre, o que força o pistão para baixo. Isso é chamado de golpe de força porque esta é a força que gira o virabrequim.
Escape: Quando o pistão está na parte inferior do seu curso de força, a válvula de escape na cabeça do cilindro se abre. À medida que o pistão se desloca para cima novamente (acionado por ciclos de potência simultâneos que ocorrem em outros cilindros), os gases queimados no cilindro são forçados para cima e para fora do motor através da válvula de escape. Quando o pistão atinge o topo deste curso, a válvula de escape se fecha e o ciclo recomeça.
Considere isto: se o seu motor estiver em marcha lenta a 700 RPM, ou rotações por minuto, isso significa que o virabrequim está girando completamente 700 vezes por minuto. Como o ciclo de energia ocorre a cada outra rotação, cada cilindro tem 350 explosões em seu cilindro a cada minuto em marcha lenta.
Como o motor é lubrificado?
O óleo é um fluido essencial na operação do motor. Nos componentes internos do motor, há pequenos canais chamados passagens de óleo pelas quais o óleo é forçado. Uma bomba de óleo suga o óleo do motor do cárter de óleo e força-o a circular pelo motor, permitindo que os componentes do motor de metal compactado funcionem suavemente. Este processo faz mais do que lubrificar componentes. Ele evita o atrito que produz calor excessivo, resfria as partes internas do motor e cria uma vedação justa entre as peças do motor, como entre as paredes do cilindro e os pistões.
Como é criada a mistura de ar-combustível?
O ar é sugado para dentro do motor pelo vácuo criado quando o motor funciona. Quando o ar entra no motor, um injetor de combustível atomiza o combustível que se mistura com o ar em uma proporção aproximada de 14,7: 1. Essa mistura é arrastada para o motor durante cada ciclo de admissão.
Isso explica o funcionamento interno básico de um motor moderno. Dezenas de sensores, módulos e outros sistemas e componentes estão em operação durante esse processo, o que permite que o mecanismo funcione. A grande maioria dos carros na estrada tem motores operando da mesma maneira. Quando você considera a precisão necessária para permitir que as centenas de componentes em seu mecanismo operem de maneira suave, eficiente e durável por milhares de quilômetros ao longo de anos de uso, você pode começar a apreciar os engenheiros de trabalho e mecânicos para chegar onde você precisa ir.