Estudando os Motores de Combustão Interna

Em nossa postagem de hoje vamos abordar um tema que é comum nosso cotidiano e até mesmo em alguns exercícios de física, mas que normalmente não é tratado diretamente. Vamos falar sobre os motores de combustão interna. Para isso, ilustraremos alguns exemplos de utilização dos motores de combustão interna, além de explicar o funcionamento de um motor de 4 tempos.

Como mencionamos no início da postagem, os motores de combustão interna estão presentes em diversas questões de física, principalmente nas que calculam a quantidade de calor transmitida pelo mecanismo ou ainda a dinâmica de seu movimento. Podemos ainda encontrar este tipo de motor em questões relacionadas à química, analisando quimicamente os componentes da reação de combustão e ainda os diagramas de pressão e temperatura.

Além disso, os motores de combustão interna se encontram nos mais diversos aparelhos que utilizamos no dia a dia. A grande maioria dos carros que circulam atualmente fazem o uso dos motores 4 tempos, podemos ainda explorar as motos com motores de dois tempos, ou ainda turbinas a gás e outros aparelhos, tais como geradores, máquinas de jardinagem em geral, e assim por diante.

Deste modo, vamos hoje analisar as etapas de um motor de 4 tempos. As etapas que estudaremos são, nesta ordem: Admissão, compressão, combustão e escape. Uma breve esquematização das etapas está indicada a seguir:

 

Admissão

A admissão é a primeira etapa do ciclo dos motores de 4 tempos. No início, o pistão encontra-se posicionado na parte de cima, o que é denominado ponto morto superior. Na etapa de admissão, assim que a válvula de admissão é aberta o pistão é puxado pelo virabrequim e desce. Em seguida, uma mistura composta por ar e gasolina é aspirada pela câmara de combustão através de uma válvula, já que a câmara se encontra em uma condição de baixa pressão. A primeira etapa do ciclo destes motores de combustão interna é encerrada quando o pistão chega ao ponto morto inferior, fechando a válvula de admissão.

Compressão

Na etapa de compressão, a mistura entre ar e combustível é comprimida, utilizando-se da energia cinética do motor já em movimento. A energia cinética adquirida é convertida em trabalho o qual é utilizado para deslocar o êmbolo, com a finalidade de diminuir o volume do cilindro. Nesta etapa, as válvulas são fechadas e ocorre a compressão adiabática, ou seja, uma compressão onde não ocorre a troca de calor entre o cilindro e o meio externo.

Combustão

A combustão é a etapa principal dos motores de combustão interna. Nesta etapa, que também recebe o nome de explosão, é liberada sobre a mistura comprimida uma descarga elétrica, que se dá através da vela de ignição. A faísca gerada pela vela desloca o pistão para baixo, até atingir o ponto morto inferior e gerando a energia para a movimentação do motor.

Escape

Na fase de escape os resíduos que possam ter sido originados da combustão são expulsos da câmara de combustão. Isso ocorre quando o pistão sobe a válvula de escape é aberta, expulsando os produtos da câmara.

Portanto, estudamos as quatro etapas dos motores de combustão interna com quatro tempos. Como dito anteriormente, este é um assunto complexo, então tratamos de simplificá-lo de modo a entender as suas principais características, uma vez que os motores são normalmente utilizados na contextualização dos exercícios, muito comuns em provas como as do Enem!

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