MOTORES DE COMBUSTÃO-ADELMO SANTOS

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BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA
ADELMO DOS SANTOS 
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
ADELMO DOS SANTOS
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
1. EXPLIQUE DE FORMA SUCINTA OS CICLOS MOTORES DE 4 E 2 TEMPOS. DIZENDO O QUE ACONTECE DURANTE ESSES CICLOS
Ciclo motor de 4 tempos (4T) 
Os motores de combustão interna funcionam em estágios os quais são chamados de ciclos termodinâmicos. Esses ciclos são separados em estágios (tempo) aos quais chamamos de admissão, compressão, combustão e escape (necessariamente nessa ordem). “Entende-se por tempo o curso do pistão, e não se deve confundir tempo com processo, pois, ao longo de um tempo, poderão acontecer diversos processos...” (BRUNETTI, 2012, p.36).
Nos motores com ciclo de 4T, no primeiro tempo (admissão) o pistão se desloca do ponto morto superior-PMS (posição do pistão mais próxima do bloco do motor) até o ponto morto inferior-PMI (posição do pistão mais próxima ao eixo de manivelas). Neste momento a válvula de admissão está aberta e justamente nessa etapa ocorre a admissão que é quando o cilindro é “cheio” de uma mistura ar-combustível (ou somente ar no caso de alguns motores). No segundo tempo, o da compressão, tanto a válvula de admissão como também a válvula de escape estão fechadas, então o pistão desloca-se do PMI até o PMS, realizando assim a compressão da mistura ar-combustível admitida no estágio da admissão.	
No tempo da combustão ou expansão, após a compressão e com as duas válvulas fechadas, próximo ao PMS, a vela de ignição solta uma faísca (centelha) que acarreta na explosão (combustão) da mistura o que empurra o pistão para baixo, a saber para o PMI. 
No quarto tempo (escape), a válvula de admissão fica fechada e a válvula de escape se encontra aberta. Nesse tempo o pistão sobe do PMI ao PMS eliminando para fora do cilindro os gases que foram queimados no tempo anterior. Terminado esse tempo, o motor volta ao seu primeiro estágio que é o da admissão. Dizemos então que se iniciou outro ciclo. A cada ciclo no motor 4T, o virabrequim dá duas voltas completas.
Ciclo motor de 2 tempos (2T)
Os motores que funcionam com 2 tempos realizam as mesmas etapas dos motores de 4 tempos, entretanto, eles apresentam algumas diferenças. Enquanto nos motores 4T temos quatro cursos do pistão e em cada curso temos um tempo (admissão, compressão, combustão e escape), nos motores 2T, esses tempos são realizados em apenas dois cursos do pistão. “Normalmente esses motores não têm válvulas, eliminando-se o uso de tuchos, hastes e outros mecanismos, ou seja, todo o aparato do comando de válvulas” (TILLMANN, 2013, p. 117).
No primeiro tempo o pistão está no PMS e a mistura ar-combustível está comprimida. Quando a centelha é acionada e ocorre a combustão, o pistão desce para PMI. Quando o pistão desce (segundo tempo) ele descobre a passagem pela qual sai o fluido queimado, a qual chamamos de janela de escapamento ou janela de escape. Após isso o pistão libera a janela de admissão pela qual entra a nova mistura a ser comprimida.
Nesse processo tivemos a admissão e a compressão no primeiro tempo e no segundo tempo tivemos a combustão e o escape.
 
2. EXPLIQUE O PORQUE ALGUNS MOTORES POSSUEM ALETAS EM SEU CILINDROS. QUAL A FUNÇÃO DESSAS ALETAS? COMO PODEMOS MELHORAR A AÇÃO DAS ALETAS?
Alguns motores possuem aletas em seus cilindros e isso se deve ao fato de que as aletas propõem um aumento da superfície de contato com o ar. Com isso, a troca de calor com o meio externo é maior e possibilita maior arrefecimento.
3. COMO SE FORMA A MISTURA AR-COMBUSTÍVEL DENTRO DO MOTOR? COMO ESSA MISTURA É ADMINISTRADA NOS CILINDROS? COMO O CARBURADOR FUNCIONA? COMO A INJEÇÃO ELETRÔNICA FUNCIONA? COMO O MOTOR “SABE” A QUANTIDADE EXATA DE CADA COMPONENTE DA MISTURA AR-COMBUSTÍVEL?
A quantidade de ar que será mistura com combustível é definida pela estequiometria química. É necessário que a massa do combustível seja colocada com uma certa quantidade de massa de ar. Isso ajuda também a expansão dos gases a produzirem a pressão e o trabalho desejado. 
O ar antes de chegar ao cilindro (câmara de combustão) ele passa por um filtro para que sejam removidas o máximo possível de impurezas. O ar é admitido dentro do cilindro por meio da diferença de pressão com a atmosférica. Depois do filtro ele passa pelo coletor de admissão e posteriormente para câmara de combustão. Para motores de ciclo Diesel, o combustível é injetado nos cilindros no instante correto, e sem a presença de impurezas. Nos motores de ciclo Otto, a mistura combustível-ar é inserida na câmara de combustão. Existe um sistema responsável por “transportar” o combustível até o cilindro e ele é conhecido como Sistema de Alimentação de Combustível e no caso do ar, Sistema de Alimentação de Ar. 
O combustível é bombeado do tanque ao tubo distribuidor onde são expelidas nos eletroinjetores sob forma de jatos. Quando pulverizadas no interior do coletor de admissão, ficam juntas com o ar filtrado. O combustível reage com o oxigênio do ar. O nitrogênio presente no ar normalmente não participa da reação. Quando há excesso de combustível temos então a mistura rica. Quando acontece o contrário, o oxigênio do ar estar em excesso, temos a mistura pobre. 
A função do carburador constitui-se em misturar homogeneamente uma porção de gasolina com outra quantidade de ar formando uma mistura gasosa com proporção conveniente desta mistura pulverizada a cada cilindro para sua combustão. O ar é aspirado pelo pistão e logo após ele transita em alta velocidade por um estreitamento (difusor). Quando o ar circula pelo difusor, ele leva uma quantidade de combustível de um reservatório (cuba).
Já os sistemas de injeção eletrônica de combustível possuem um microprocessador eletrônico (módulo de injeção) que é responsável pelo controle de todo o sistema. O módulo analisa as informações vindas dos vários sensores distribuídos pelo motor, processa e retorna ações de controle nos diversos atuadores, de modo a manter o motor em boas condições de consumo, desempenho, dirigibilidade e emissões de poluentes. Alguns sistemas “avisam” o motorista se há defeito em algum sensor ou atuador do sistema de injeção eletrônica. A injeção eletrônica controla a quantidade de combustível injetada pelos bicos injetores, para todas as condições de trabalho do motor, através do módulo de comando. Através de informações recebidas ajusta a relação ar/combustível bem próxima da relação ideal
4. CITE OS COMPONENTES PRINCIPAIS DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA, EXPLICANDO SUA FUNÇÃO.
CABEÇOTE
O cabeçote é instalado no bloco do motor formando a câmara de combustão nos cilindros do motor. O cabeçote serve de fixação para as velas de ignição, válvulas, guias de válvulas e mancais de apoio do conjunto dos balancins ou comando de válvulas.
PISTÃO
O pistão é responsável por transmitir a força da expansão dos gases no cilindro para a árvore de manivelas. Em suas laterais, ficam as canaletas que comportam os anéis. O pistão também se caracteriza por ser cônico pois quando é aquecido, se torna cilíndrico e suas laterais completamente retas, ocasionando a vedação da mistura ar-combustível.
ANÉIS DE SEGMENTO
Os anéis de segmento são instalados na cabeça do pistão. Os anéis exercem as funções de vedação (impede a saída da mistura na compressão e dos gases na combustão), dissipação do calor (faz com que o calor passe do pistão para os cilindros e posteriormente para o sistema de arrefecimento.
BIELAS
Componente do motor que transmite os movimentos retilíneos do pistão às manivelas da árvore de manivelas.
No pé da biela está preso um pino, que também é ligado ao pistão. Nele é colocada uma bucha de bronze que se ajusta ao pino quando o conjunto é montado. 
CASQUILHOS
Estes componentes contêm em suas superfícies um tipo de material antifricção, para diminuir o atrito, deterioração das peças e possíveis grimpamentos.
ÁRVORE DE MANIVELAS
É um dispositivo mecânico que permite fazer a rotação de um eixo usando menor esforço através de uma alavanca. A árvore possui diversasmanivelas, dispostas em ângulos diferentes, para que possa manter o equilíbrio do componente quando está em rotação. A árvore de manivelas é posta nos casquilhos, para proporcionar o mínimo de desgaste possível.
BLOCO DO MOTOR
É um dos componentes principais do motor e tem a função de acomodar a grande parte dos componentes e de ser suporte ao motor. Nos motores que têm os cilindros em linha, a quantidade de moentes é a mesma quantidade de cilindros. Nos motores em V, existem duas bielas para cada moente. Os cilindros podem ser usinados diretamente no bloco do motor, ou separados.
VELA DE IGNIÇÃO
Sua função é levar uma corrente elétrica até a câmara de combustão, e transformá-la em centelha, onde teremos a combustão, ou seja, a queima da mistura ar/combustível.
VOLANTE DO MOTOR
É um componente que fica preso ao flange traseiro da árvore de manivelas. Tem as seguintes funções: acoplar a embreagem, dar impulso ao motor para partida, compensar os tempos improdutivos do motor.
CÁRTER
Componente que serve de reservatório de óleo e de elemento de proteção aos órgãos internos do motor
 BOMBA D’ÁGUA
É o elemento responsável por manter o fluido de arrefecimento em circulação forçada, através dos dutos do motor, mangueiras e radiador. Este componente está sempre acoplado ao motor, em alguns casos na frente e em outros na lateral.
BOMBA DE COMBUSTÍVEL 
Instalada no motor do veículo, é acionada pelo comando auxiliar ou pelo comando de válvulas. Tem a função de sugar o combustível do tanque e enviá-lo para o carburador.
VÁLVULAS
São hastes que possuem uma das extremidades sem relevo e saliências (achatadas), em forma de disco. São instaladas no cabeçote, no interior das câmaras de combustão. Existem dois tipos de válvulas conforme suas funções: válvulas de admissão e válvulas de escapamento. Elas têm a função de controlar a entrada de mistura gasosa no cilindro do motor e permitir a saída dos gases após a explosão.
5. EXPLIQUE QUAIS SISTEMAS ESTÃO PRESENTES NO BLOCO DO MOTOR.
No bloco do motor encontram-se os cilindros e os mancais do virabrequim, no qual estão ligadas as bielas que, por sua vez, estão ligadas aos pistões. O bloco do motor pode ainda alojar a árvore de comando qual comanda o abrir e o fechar das válvulas.
Serve de base para bomba de combustível e também para a bomba de água de arrefecimento (sistema de arrefecimento). Os mancais de apoio do virabrequim estão alojados no bloco, situando-se os da biela nas cabeças das mesmas. O cárter é outro componente presente no bloco do motor
6. EXPLIQUE A FUNÇÃO DO VIRABREQUIM E DA ÁRVORE DE MANIVELAS, QUAL A RELAÇÃO ENTRE ESSAS DUAS PEÇAS?
Virabrequim é o nome comum dessa peça citada acima, porém é também conhecida por outros nomes e um deles é árvore de manivelas. Sua função é receber a força produzida pela energia gerada na explosão da mistura ar-combustível nas câmaras de combustão. Essa detonação gera uma enorme quantidade de energia, que empurra os pistões para baixo. Para que o pistão possa enviar essa energia, agora em forma de movimento, ele precisa de um braço que vá até esse eixo chamado virabrequim. Daí se dá a importância da biela e então é formado um conjunto de manivelas que gira a árvore, transmitindo assim a força da descida do pistão após a explosão.
BIBLIOGRAFIA
BRUNETTI, F. MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA. 3. ed. São Paulo: Blucher, v. 1, 2012.
COSTA, P. G. A Bíblia do Carro. [S.l.]: [s.n.].
OLIVEIRA, C. A. D.; ROSA, A. D. Mecânica de Automóveis Motores de Combustão Interna - Álcool e Gasolina. SENAI-RS. Santa Maria. 2003.
TILLMANN, C. A. D. C. Motores de Combustão Interna e seus Sistemas. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense. Pelotas. 2013.
VARELLA, C. A. A. SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO. Seropédica. 2012.