Libertando a energia que impulsiona os nossos veículos e abastece o nosso mundo, o motor de combustão interna é uma maravilha da engenharia. Ao aproveitar explosões controladas de combustível, este motor de quatro tempos converte perfeitamente energia em poderoso movimento mecânico, impulsionando-nos para a frente com uma eficiência sem precedentes.

Do estrondo emocionante de um carro esportivo ao estrondoso estrondoso de um avião em vôo, esta invenção transformou o transporte, moldando a própria estrutura do nosso modo de vida moderno. O seu impacto ressoa por toda parte, através das estradas e dos céus que nos conectam a todos.


Conteúdo

1. O que é um motor de combustão interna?
2. Mecânica e Componentes
3. O ciclo de quatro tempos
4. Tipos de motores de combustão interna
5. Motores Combustíveis e a Revolução Industrial
6. Motores de combustão interna versus externa

O que é um motor de combustão interna?

Um motor de combustão interna é um tipo de motor térmico amplamente utilizado em diversas aplicações, principalmente em transporte. Este motor atua como fonte primária de energia para automóveis, motocicletas, aviões, barcos e muitas outras máquinas.

O motor funciona transformando a energia armazenada no combustível em energia útil que faz essas máquinas se moverem. Ele faz isso controlando cuidadosamente as explosões que criam força, que então alimenta as peças do motor e faz com que tudo funcione em conjunto.



Imagine o motor de combustão interna como um músculo poderoso que converte a energia armazenada no combustível em movimento, conduzindo veículos e máquinas. Assim como os nossos músculos utilizam a energia dos alimentos para mover os nossos corpos, o motor utiliza explosões controladas para transformar a energia do combustível em energia mecânica, impulsionando as máquinas para a frente.

Esta conversão vigorosa de energia a partir do combustível ajuda os veículos e as máquinas a fazer o seu trabalho e a levar-nos para onde precisamos de ir.

Mecânica e Componentes

O motor de combustão interna consiste em vários componentes principais que trabalham juntos para produzir energia:

• O cilindro fornece uma câmara selada onde a combustão ocorre ativamente.
• O pistão move-se para cima e para baixo com um movimento alternativo gracioso.
• O virabrequim assume o controle, convertendo o movimento linear do pistão em movimento rotacional ativo.
• As válvulas , incluindo válvulas de admissão e escape, controlam ativamente o fluxo da mistura ar-combustível e a expulsão dos gases de escape.
• Finalmente, a vela de ignição gera ativamente uma faísca para inflamar a mistura ar-combustível, colocando todo o desempenho em movimento. Esses componentes trabalham juntos, produzindo ativamente o desempenho poderoso e coordenado do motor.

O ciclo de quatro tempos

A maioria dos motores de combustão interna usa um ciclo de quatro tempos, que inclui os tempos de admissão, compressão, combustão e escape para converter combustível em energia mecânica de forma eficiente.

1. Durante o curso de admissão , o pistão se move para baixo, criando um vácuo que puxa a mistura ar-combustível para dentro do cilindro.
2. No curso de compressão , ambas as válvulas fecham e o pistão se move para cima, comprimindo a mistura.
3. A vela de ignição acende a mistura comprimida no curso de combustão , resultando em uma explosão rápida. Os gases de alta pressão da combustão empurram o pistão para baixo no curso de potência, gerando trabalho mecânico.
4. Finalmente, a válvula de escape abre no curso de escape , permitindo que o pistão expulse os gases gastos.

Para entender melhor esse processo, pense no ciclo de quatro tempos do motor de combustão interna como uma performance musical.



O curso de admissão atua como um condutor que traz a mistura ar-combustível. O movimento de compressão aumenta a excitação, assim como a crescente expectativa do público. O golpe de combustão cria uma explosão explosiva, semelhante ao clímax da música. Por último, o curso do escapamento libera gases gastos, como o fade-out suave da música.

Juntos, esses golpes trabalham em harmonia para impulsionar os veículos, criando uma sinfonia de movimento.

Tipos de motores de combustão interna

Existem três tipos principais de motores de combustão interna, cada um com características e aplicações únicas:

• Motores a gás , também conhecidos como motores a gasolina, são comumente encontrados em carros. Eles funcionam acendendo uma mistura ar-combustível com uma vela de ignição. O curso de admissão cria um vácuo, absorvendo a mistura. Durante o curso de compressão, a mistura é comprimida e, ao ser acesa, ocorre a combustão, gerando energia. Às vezes chamado de motor de ignição por centelha, um motor a gasolina é conhecido por sua resposta rápida do acelerador, natureza de alta rotação e operação suave.
• Motores diesel , por outro lado, são cavalos de carga pesados ​​encontrados em caminhões e ônibus. Eles operam de forma diferente dos motores a gás. Em um motor diesel, o ar é altamente comprimido e o combustível é injetado diretamente no ar comprimido quente. Isso cria uma combustão controlada sem a necessidade de vela de ignição. Os motores diesel oferecem excepcional eficiência de combustível, alto torque e durabilidade robusta, tornando-os ideais para tarefas exigentes.
• Turbinas são usados ​​em motores de aeronaves, usinas de energia e navios. Eles não têm pistões como os motores a gasolina e diesel. Em vez disso, eles usam um fluxo contínuo de ar ou gases de combustão. O processo de admissão comprime o ar e, quando o combustível é adicionado e aceso, ocorre uma combustão rápida. Os gases de alta pressão resultantes fluem através das pás da turbina, girando-as rapidamente. Este movimento giratório é aproveitado para alimentar o motor ou gerar eletricidade. As turbinas oferecem uma alta relação potência/peso, rápida aceleração e confiabilidade, o que as torna essenciais para a aviação e a geração de energia.

Motores Combustíveis e a Revolução Industrial

A invenção do motor de combustão interna impactou significativamente a Revolução Industrial. Vários inventores desempenharam papéis no desenvolvimento do motor, mas Nikolaus Otto foi creditado pela criação do primeiro motor de combustão interna em 1876. Mas isso só pode ter sido possível com os avanços do engenheiro belga Jean Joseph Étienne Lenoir décadas antes.

Em 1859, Lenoir criou um motor que utilizava uma mistura de carvão, gás e ar, acionado por faísca elétrica. Seu motor foi o primeiro motor de combustão interna comercialmente bem-sucedido, usado principalmente em aplicações estacionárias.



Embora tivesse eficiência limitada, foi um trampolim crucial no avanço da tecnologia de motores. O trabalho pioneiro de Lenoir lançou as bases para inovações subsequentes de inventores como Otto, levando aos motores de combustão interna mais eficientes e práticos que temos hoje.

Antes da invenção de Otto, o cenário industrial dependia principalmente da energia a vapor. Os motores a vapor eram pesados, exigiam grande infraestrutura e eram predominantemente estacionários. Então surgiu o motor de combustão e introduziu uma fonte de energia portátil e eficiente, revolucionando completamente o transporte.

O tamanho compacto e a portabilidade do motor permitiram que ele fosse incorporado em veículos, como automóveis e locomotivas, levando a uma mobilidade sem precedentes e ao rápido transporte de mercadorias e pessoas. Este avanço no transporte facilitou muito o comércio, expandiu os mercados e contribuiu para o crescimento das cidades e da urbanização.

No mundo da manufatura, a ampla adoção do motor em máquinas e equipamentos industriais revolucionou processos trabalhosos. Impulsionou máquinas e ferramentas, aumentando a produtividade e a eficiência e impulsionando todo o setor industrial.

Motores de combustão interna versus externa

A combustão interna e a combustão externa são dois métodos diferentes de aproveitar a energia do combustível.

A combustão interna refere-se ao processo em que a combustão do combustível ocorre dentro do próprio motor. O combustível, normalmente uma mistura de ar e hidrocarboneto, é inflamado dentro de uma câmara de combustão, resultando em explosões controladas. Essas explosões geram alta pressão e temperatura, que impulsionam o movimento dos pistões, acabando por converter a energia em trabalho mecânico.



Por outro lado, a combustão externa envolve a queima de combustível fora do motor para produzir calor. Esse calor é então transferido para um fluido de trabalho, como vapor ou gás, que se expande e aciona um pistão ou turbina. Exemplos de motores de combustão externa incluem motores a vapor e motores Stirling.

Este artigo foi criado em conjunto com a tecnologia de IA, depois verificado e editado por um editor do HowStuffWorks.