Motor combustão Interna e externa

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INTRODUCAO 
No final do século XVI o homem ainda utilizava de tração animal para execução de trabalhos que dependiam de força e para se locomover a certas distâncias, disso veio a necessidade da criação de algo que viesse a substituir a tração animal capaz de levá-lo a grandes distâncias com uma velocidade maior que as de seus passos e capaz de gerar força para erguer determinadas cargas. No século XVII o homem começou a desenvolver técnicas e conceitos para a construção de um mecanismo para geração de força de maneira automática.
Os motores se conceituam como o conjunto mecânico com capacidade de transformar uma energia térmica em energia mecânica.
Os motores térmicos baseiam-se em características térmicas das substâncias combustivas, tanto o aumento do volume quanto a pressão gerada produzem um movimento linear que se transforma em movimento de rotação por meio do conjunto biela-manivela.
Os motores térmicos de combustão dividem-se em externos e internos.
MOTOR DE COMBUSTAO EXTERNA 
Os motores de combustão externa são aqueles onde a queima de combustível ocorre fora do motor. Um motor de combustão externa, ou ECE (do inglês external combustion engine), é uma máquina térmica cujo fluido de trabalho interno é aquecido pela combustão de uma fonte externa por meio de uma das paredes do próprio motor ou de um permutador de calor. O motor a vapor é um exemplo típico. Nesse caso, a queima do combustível ocorre externamente para o aquecimento da caldeira, que produz o vapor que movimenta os pistões do motor. Tipicamente usados em locomotivas do século XIX. 
MÁQUINA DE HERON 
Os registros descritivos mais antigos sobre a utilização da energia térmica em motores, parecem ser os de Heron de Alexandria. O seu tratado sobre Mecânica, que tem recebido publicações consecutivas até datas recentes, versa sobre vácuo, vapor e descreve uma esfera movida a reação de vapor, a "Esfera de Aeorus também citada como Aeolopito ou ainda Eolípila. 
O Aeolopito, ao que consta, era uma esfera que girava centralizada por dois semieixos horizontais ocos que desembocavam nela transferindo o vapor vindo de um recipiente fechado com água em ebulição. Perpendicular ao eixo de rotação da esfera, saiam, em lados opostos, dois tubos curvados e abertos em suas extremidades, de modo a permitir descarga livre do vapor numa linha tangencial ao eixo de rotação da esfera, provocando seu movimento circular. 
MÁQUINAS A VAPOR
Após a criação da máquina eolípila, outros motores a vapor surgiram. 
Em 1698, Thomas Savery, engenheiro militar inglês, criou um motor que leva seu nome que poderia ser utilizado dentro das fábricas, sendo considerado uma das evoluções iniciais da revolução industrial.
Em 1712, Thomas Newcomen projetou uma nova máquina que poderia ser utilizada dentro de minas de carvão, a qual, apesar de mais lenta que as anteriores, podia tanto elevar água quanto cargas mais pesadas e tinha um custo de capital muito menor (uma vez que substituía os cavalos que eram usados no trabalho). 
Em 1769, Joseph Cugnot criou um triciclo movido a vapor, que é considerado o primeiro carro a vapor construído. O veículo de Cugnot envolveu-se naquele que é tido como o primeiro acidente rodoviário motorizado da história.
Todavia, foi no ano de 1777 que o motor a vapor mais importante foi criado, quando James Watt, fabricante de instrumentos londrino, aperfeiçoou o motor a vapor de Newcomen. O motor a vapor de James Watt era muito parecida com a de Newcomen, todavia existia uma segunda câmara ("câmara da condensação"), onde era criado o vácuo. Esta modificação foi muito eficaz, pois permitia que o pistão ficasse à mesma temperatura que o vapor, logo não haveria troca de calor entre eles, fazendo com que não houvesse perda de energia. Com esse aperfeiçoamento de James Watt foi possível começar a projetar uma locomotiva a vapor. 
MOTOR STIRLING 
O motor de Stirling foi inventado em 1816 por Robert Stirling com o auxílio de seu irmão. Eles buscavam substituir os motores a vapor, que causavam diversos acidentes entre os seus funcionários. Esse motor é de combustão externa – a combustão ocorre fora do motor – e utiliza como fluido de trabalho somente o ar aquecido pela combustão.
O motor de Stirling, como um motor de calor, é um dispositivo que funciona em um ciclo fechado – sem a saída dos gases para o exterior do motor. O ciclo é considerado simples, pois funciona basicamente com a alternância entre o aquecimento e o resfriamento, expansão e contração do gás, em dois níveis de temperatura.
VANTAGENS DE UM OTOR DE COMBUSTÃO EXTERNA 
Facilidade de manutenção. O motor Stirling é um motor de combustão externo, o que significa que o calor é transmitido para o fluido de trabalho através de um permutador; a ausência de contato direto entre a mistura de gás combustível e todas as peças mecânicas em movimento reduz o desgaste, a necessidade de lubrificação e o consequente manutenção do motor Stirling.
Menos ruído. O motor Stirling também não possui válvulas ou explosões, por isso é construtivamente mais simples. As vibrações geradas são mais fáceis de controlar e muito menos barulhentas do que um motor de combustão interna.
Melhor desempenho O motor Stirling é o único capaz de se aproximar do desempenho máximo teórico conhecido como desempenho Carnot, de fato, ele consegue teoricamente, no que diz respeito ao desempenho do motor térmico, é a melhor opção.
O motor Stirling oferece uma boa resposta a baixas temperaturas. Este mecanismo alternativo funciona melhor com temperaturas ambiente frias, em contraste com a combustão interna, que começam facilmente em uma temperatura quente, mas com problemas em temperaturas frias.
Versatilidade de combustível. O motor Stirling pode funcionar com qualquer fonte de calor, por exemplo, queima de madeira, carvão, gás, biogás, combustíveis líquidos e até energia solar, energia nuclear: existem exemplos comerciais que utilizam algumas das fontes mencionadas. Em contrapartida, os motores de combustão interna estão limitados ao uso de gasolina no motor Otto, ou diesel no motor diesel.
DESVANTAGENS DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO EXTERNA 
Mais volumoso e pesado. A combustão externa, que requer permutadores de calor em pontos quentes e frios, torna o motor Stirling geralmente mais volumoso e pesado do que um motor de combustão interna genérico com a mesma potência de saída.
Alto custo. Os motores Stirling requerem trocadores de calor de entrada e saída, que contêm o fluido de trabalho de alta temperatura e devem resistir aos efeitos corrosivos da fonte de calor e da atmosfera. Isso envolve o uso de materiais que abordem significativamente a máquina.
Início lento. A inércia térmica inerente de um motor de combustão externo torna mais lento o início. Por esta razão, o motor Stirling não é adequado para aplicações que requerem arranques rápidos ou mudanças rápidas na velocidade.
Mais perigoso. A mistura de ar e fluidos combustíveis lubrificantes dentro do motor pode produzir misturas explosivas devido ao oxigênio contida no ar, um perigo acentuado nos motores de alta pressão. O problema foi resolvido usando gases de trabalho de redução (hidrogênio) ou neutro (gás de hélio) ou sem o uso de lubrificantes convencionais.
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA 
MOTOR 4 TEMPOS 
Os motores de combustão interna de 4 tempos de hoje em dia se dão graças a dois engenheiros alemães que revolucionaram a época com seus inventos, eram eles, Nikolaus August Otto e Rudolf Diesel.
E foi em 1866 que um engenheiro alemão Nikolaus August Otto deu os primeiros passos para a criação do motor de combustão interna. Com o conceito de gerar força através da queima da mistura ar-combustível, Otto começa a desenvolver seu mecanismo para sua máquina térmica que seguia um ciclo composto por quatro tempos de operação. 
MOTOR 2 TEMPOS
Criado pelo engenheiro escocês Dugald Clerk, o produto foi patenteado em 1881. Pouco mais de 15 anos depois, a descoberta chegou ao mundo do motociclismo com o designer britânico Alfred Angas Scott, fundador da Scott Motorcycle Company. Scottregistou mais de 50 patentes entre 1897 e 1920 de motores dois tempos destinados a motos.
O motor é chamado de dois tempos porque executa em apenas um movimento de subida e descida do pistão o ciclo completo de admissão, compressão, combustão e escape, formato que faz com que o motor possa produzir mais potência com entrega mais instantânea.
Hoje em dia é mais comum serem usados em máquinas de cortar grama e alguns pequenos barcos.
O funcionamento ocorre conforme a seguinte sequência:
À medida que ocorre o movimento ascendente do êmbolo, este obstrui as janelas, e em seguida comprime a mistura gasosa existente na parte superior do cilindro; 
Ao mesmo tempo cria-se um vácuo no cárter, que força a admissão de ar atmosférico no interior do mesmo; 
Quando o êmbolo atinge o ponto morto superior dá-se a ignição, devido à libertação da faísca na vela. 
Os gases pressionam o pistão em direção ao ponto morto inferior, produzindo assim trabalho, movimentando o virabrequim. 
Durante esta etapa, o êmbolo libera a janela de escape possibilitando a saída dos produtos de combustão;
Próximo ao ponto morto inferior, o pistão abre a janela de transferência. Ao mesmo tempo, seu movimento descendente pressuriza o cárter, forçando a nova mistura a penetrar na câmara o que também contribui na exaustão de gases de combustão. Ao término desta fase o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita.