09/07/2010 20:19

Introdução

Alguma vez você abriu o capô do seu carro e ficou imaginando o que acontece lá dentro? Para quem não entende do assunto o motor de um carro pode parecer uma salada de metal, tubos e fios.

Pode ser só curiosidade, ou você talvez queira comprar um carro novo e tenha ouvido algo como "3.0 V6", "duplo comando no cabeçote" ou "injeção multiponto". Que coisas são essas?

 

 

 

Foto cortesia da DaimlerChrysler Motor do Jeep Grand Cherokee 2003

Não pare de ler este artigo, que explica o conceito básico de um motor e depois mostra em detalhes como todas as peças se ajustam, o que pode dar errado e como melhorar o desempenho.

O propósito do motor de um carro a gasolina (ou álcool, ou gás) é transformar em movimento o combustível - isso vai fazer o carro andar. O modo mais fácil de criar movimento a partir da gasolina é queimá-la dentro de um motor. Portanto, o motor de carro é um motor de combustão interna - combustão que ocorre internamente. Duas observações:

• há vários tipos de motores de combustão interna, também chamados de motores a explosão. Motores a diesel são um tipo e turbinas a gás são outro. Leia também os artigos sobre motores Hemi, motores rotativos e motores 2 tempos. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens;

   

• também existem motores de combustão externa. O motor a vapor de trens antigos e navios a vapor é o melhor exemplo de motor de combustão externa. O combustível (carvão, madeira, óleo ou outro) é queimado fora do motor para produzir vapor, e este gera movimento dentro do motor. A combustão interna é muito mais eficiente (gasta menos combustível por quilômetro) do que a combustão externa, e o motor de combustão interna é bem menor que um motor equivalente de combustão externa. Isso explica por que não vemos carros da Ford e da GM usando motores a vapor.

Quase todos os carros atuais usam motor de combustão interna a pistão porque esse motor é:

• relativamente eficiente (comparado com um motor de combustão externa)
• relativamente barato (comparado com uma turbina a gás)
• relativamente fácil de abastecer (comparado com um carro elétrico)

Essas vantagens superam qualquer outra tecnologia existente para fazer um carro rodar.

Para compreender o funcionamento básico de um motor de combustão interna a pistão é útil ter uma imagem de como funciona a "combustão interna". Um bom exemplo é um antigo canhão de guerra. Você provavelmente já viu em algum filme soldados carregarem um canhão com pólvora, colocarem uma bala e depois o acenderem. Isso é combustão interna - mas o que isso tem a ver com motores?

Um exemplo melhor: digamos que você pegue um pedaço comprido de tubo de esgoto, desses de PVC, talvez com 7,5 cm de diâmetro e uns 90 cm de comprimento e feche uma das extremidades. Então, digamos que você espirre um pouco de WD-40 dentro do tubo, ou jogue uma gotinha de gasolina e em seguida empurre uma batata para dentro do cano. Assim:

 

Eu não estou recomendando fazer isso! Mas digamos que você tenha feito... Esse dispositivo é conhecido como canhão de batata. Com uma centelha é possível inflamar o combustível.

O interessante aqui, e a razão para falarmos de um dispositivo como esse, é que um canhão de batata pode arremessar uma batata a cerca de 150 metros de distância! Um pingo de gasolina armazena um bocado de energia.

 

Combustão interna
O canhão de batata usa o princípio básico de qualquer motor de combustão interna convencional (motor a pistão). Pôr uma pequena quantidade de combustível de alta energia (como a gasolina) em um reduzido espaço fechado e gerar uma centelha libera uma quantidade inacreditável de energia, na forma de gás em expansão. Essa energia pode ser usada para fazer uma batata voar 150 metros. Nesse caso, a energia é transformada em movimento da batata. Isso também pode ser usado para fins mais interessantes. Por exemplo, ao se criar um ciclo que permita provocar centenas de explosões por minuto e torne possível empregar essa energia de forma útil estará feita a base de um motor de carro!

Quase todos os carros atualmente usam o que é chamado de ciclo de combustão de 4 tempos para converter a gasolina em movimento. Ele também é conhecido como ciclo Otto, em homenagem a Nikolaus Otto, que o inventou em 1867. Os 4 tempos estão ilustrados na Figura 1. Eles são

• Admissão
• Compressão
• Combustão
• Escapamento

 

 

Figura 1

Como são os tempos

Na figura você percebe que uma peça chamada pistão substitui a batata no canhão de batata. O pistão está ligado ao virabrequim por uma biela. Conforme gira, o virabrequim "arma o canhão." Eis o que acontece à medida que o motor passa por esse ciclo:

1. A válvula de admissão se abre enquanto o pistão se move para baixo, levando o cilindro a aspirar e se encher de ar e combustível. Essa fase é a admissão. Somente uma pequena gota de gasolina precisa ser misturada ao ar para que funcione. (Parte 1 da figura)
2. O pistão volta para comprimir a mistura ar-combustível. É a compressão, que torna a explosão mais potente. (Parte 2 da figura)
3. Quando o pistão atinge o topo do seu curso, a vela de ignição solta uma centelha para inflamar a gasolina. A gasolina no cilindro entra em combustão, aumentando rapidamente de volume e empurrando o pistão para baixo. (Parte 3 da figura)
4. Assim que o pistão atinge a parte de baixo do seu curso, a válvula de escapamento se abre e os gases queimados deixam o cilindro através do tubo existente para esse fim. (Parte 4 da figura)

Agora o motor está pronto para o próximo ciclo, aspirando novamente ar e combustível.

Observe que o movimento que resulta de um motor de combustão interna é rotativo, embora os pistões se movam de forma linear, da mesma forma que o canhão de batata. Em um motor o movimento linear dos pistões é convertido em movimento rotativo pelo virabrequim. É esse movimento rotativo que permite fazer as rodas dos carros girarem.

Vamos ver agora todas as partes que trabalham juntas para fazer isso acontecer.

 

Cilindros e outras peças do motor

O coração do motor é o cilindro, dentro do qual um pistão se move para cima e para baixo. O motor descrito acima tem apenas um cilindro, típico de cortadores de grama e de motocicletas de pequeno porte, mas a maioria dos carros tem mais de um cilindro (geralmente quatro, seis ou oito cilindros). Em um motor com vários cilindros, eles são dispostos de diversas maneiras. As principais configurações são em linha, em V ou plano (conhecido também como horizontal oposto ou boxer), como mostram as figuras abaixo.

 

Figura 2. Em linha - Os cilindros são alinhados em uma única bancada

 

Figura 3. V - Os cilindros são dispostos em duas bancadas, formando um ângulo entre si

 

Figura 4. Plano - Os cilindros são dispostos em duas bancadas, em lados opostos do motor

Há vantagens e desvantagens de cada configuração de motor em termos de suavidade, custo de fabricação e características diretamente ligadas à sua forma. Essas vantagens e desvantagens tornam cada um mais apropriado a certos tipos de veículo.

Tamanho do motor (cilindrada ou deslocamento volumétrico)

Desde os primórdios dos motores, convencionou-se classificá-los em tamanho por meio da cilindrada ou deslocamento volumétrico. Por se tratar de volume, ele é medido em litros ou cm³ (centímetros cúbicos; 1.000 centímetros cúbicos - ou 1.000 cm³ - equivalem a um litro).

Veja aqui alguns exemplos:

• uma motosserra pode ter um motor de 40 cm³;
• uma motocicleta pode ter um motor de 500 cm³ ou de 750 cm³;
• um carro esportivo pode ter um motor de 5 litros (5.000 cm³).

A maioria dos motores dos carros comuns tem entre 1,5 litro (1.500 cm³) e 4 litros (4.000 cm³)

A cilindrada é obtida por simples cálculo. Toma-se a área correspondente ao diâmetro do cilindro (Pi x diâmetro elevado ao quadrado e dividido por 4) e multiplica-se pelo curso do pistão. Deve-se ter o cuidado de sempre considerar centímetros e não milímetros, pois estamos buscando centímetros cúbicos. Uma vez que se tenha a cilindrada de um cilindro, é só multiplicar o resultado pelo número de cilindros para obter a cilindrada do motor (desnecessário caso o motor seja de um cilindro apenas).

Se você tiver um motor de 4 cilindros e cada cilindro comportar meio litro, o motor inteiro é um "motor de 2 litros" - também se diz motor 2.0. Se cada cilindro tem capacidade de meio litro e há seis cilindros dispostos em V, você tem um "V6 de 3 litros", ou V6 3.0.

Geralmente a cilindrada dá idéia da potência que o motor pode produzir. Um cilindro que desloca meio litro pode comportar o dobro da mistura ar-combustível que um cilindro que desloca 1/4 de litro - pode-se esperar o dobro de potência no cilindro maior (caso todos os outros parâmetros sejam iguais). Um motor de 2 litros tem, em termos gerais, a metade da potência de um motor de 4 litros.

Para ampliar a cilindrada de um motor aumenta-se o número de cilindros ou o seu tamanho (ou as duas coisas). Outra maneira, junto com as providências acima ou não, é aumentar o curso dos pistões.

Outras partes de um motor

 

Motor de combustão interna

Vela de ignição
A vela de ignição fornece a centelha que provoca a ignição da mistura ar-combustível, para que ocorra a combustão. A centelha precisa ocorrer no momento exato para que as coisas funcionem bem.

Válvulas
As válvulas de admissão e de escapamento abrem no momento certo e deixam respectivamente entrar o ar e o combustível e sair os gases queimados. Observe que ambas as válvulas são fechadas durante a compressão e a combustão, mantendo vedada a câmara de combustão.

Pistão
O pistão é uma peça metálica cilíndrica, de liga de alumínio, que se move dentro do cilindro.

Anéis de segmento
Os anéis de segmento são uma vedação deslizante entre a borda externa do pistão e a parede interna do cilindro. Os anéis servem para:

• impedir que a mistura ar-combustível e os gases de escapamento vazem da câmara de combustão para dentro do cárter de óleo durante a compressão e a combustão, respectivamente;
• impedir que o óleo do cárter passe para dentro da zona de combustão, onde seria queimado e desperdiçado.

Na maioria dos carros que "queimam óleo" (e precisam ter seu nível completado - por exemplo a cada 1.000 km ou menos) o óleo queima porque o motor está desgastado e os anéis não vedam direito.

Biela

É uma haste que liga o pistão ao virabrequim. As duas pontas da biela podem girar, permitindo a mudança de ângulo à medida que o pistão se move e o virabrequim gira.

Virabrequim
O virabrequim transforma o movimento retilíneo do pistão em um movimento circular, como faz a manivela no brinquedo jack-in-the-box (boneco na caixa).

Cárter
O cárter envolve o virabrequim e também age como reservatório de óleo, que fica armazenado em seu fundo.

 

O que pode dar errado?
Ao sair certa manhã, seu motor gira, mas não dá pega... O que pode estar errado? Agora que você sabe como funciona um motor, é possível compreender o que pode impedir um motor de funcionar. Três problemas fundamentais podem acontecer: mistura inadequada de ar e combustível, falta de centelha ou falta de compressão. Outras centenas de pequenos problemas podem ocorrer, mas os citados acima são os "Três Grandes". Com base no motor simples que estamos discutindo, veja aqui um levantamento rápido de como esses problemas afetam seu motor:

Mistura inadequada - uma mistura inadequada ar-combustível pode ocorrer de várias maneiras:

• a gasolina acabou e o motor recebe ar, mas não combustível;
• a entrada de ar pode estar entupida, de modo que há combustível, porém não entra ar suficiente;
• o sistema de combustível pode estar fornecendo combustível a mais ou a menos à mistura, significando que a combustão não poderá ocorrer de forma apropriada;
• pode haver impurezas no combustível (como água no tanque de combustível) fazendo com que não seja possível a sua queima.

Falta de centelha - a centelha pode não ocorrer ou ser fraca por diversas razões:

• se a vela de ignição ou o fio que chega à vela estiverem gastos, a centelha será fraca;
• se o cabo estiver cortado ou faltando - ou se o sistema que manda a corrente de alta tensão pelo cabo não estiver funcionando corretamente - não haverá centelha;
• se a centelha ocorre muito cedo ou muito tarde no ciclo (ou seja, se o ponto de ignição estiver muito fora do padrão), o combustível não sofrerá ignição no tempo certo e isso poderá causar vários tipos de problemas.

Muitos outros problemas podem acontecer. Por exemplo:

• se a bateria estiver descarregada, o motor de partida não poderá girar o motor para fazê-lo funcionar;
• se os mancais que permitem que o virabrequim gire livremente estiverem prendendo, ele não irá girar, impedindo o funcionamento do motor;
• se as válvulas não abrirem e fecharem no momento correto ou simplesmente não abrirem, o ar não poderá entrar ou os gases de escapamento não poderão sair - e o motor não funcionará;
• se alguém enfiar uma batata na ponta do cano de escapamento, os gases não poderão sair dos cilindros e o motor não funcionará;
• se o óleo acabar e o motor vier a travar, os pistões não poderão se mover livremente, impedindo o funcionamento do motor.

Falta de compressão - se a carga de ar e combustível não puder ser comprimida de maneira apropriada, o processo de combustão não acontecerá corretamente. A falta de compressão pode ocorrer pelas seguintes razões:

• os anéis de segmento estão gastos (permitindo que a mistura ar-combustível vaze pelos lados do pistão durante a compressão);
• as válvulas de admissão ou de escapamento não estão vedando apropriadamente, permitindo o vazamento durante a compressão;
• há um grande vazamento em um ou mais cilindros.

O vazamento mais comum em um cilindro ocorre onde a parte acima do bloco do motor (onde ficam as válvulas e as velas de ignição, e às vezes o comando de válvulas, também conhecida como cabeçote) se prende ao bloco. Geralmente, o bloco e o cabeçote são mantidos juntos com uma junta fina entre eles para assegurar uma boa vedação. Se a junta se rompe, desenvolvem-se pequenas fugas entre bloco e cabeçote.

Em um motor funcionando corretamente, todos esses fatores estão dentro da tolerância. Como você pode ver, um motor tem inúmeros sistemas que o ajudam a cumprir seu papel de converter combustível em movimento. A maioria desses subsistemas pode ser implementado usando tecnologias diferentes e melhores para aumentar o desempenho do motor. Nas próximas seções, abordaremos todos os subsistemas diferentes usados nos motores modernos.

 

O trem de válvulas e outros sistemas

O trem de válvulas é constituído pelas válvulas e por um mecanismo para abri-las e permitir que fechem, chamado de árvore de comando de válvulas ou simplesmente comando de válvulas. Ele tem ressaltos (perfis geralmente ovalados) que movem as válvulas, ficando para as molas de válvulas a responsabilidade de fechá-las, como mostra a Figura 5.

Figura 5. O comando de válvulas

A maioria dos motores modernos tem o que se chama de comando de válvulas no cabeçote. Isso significa que o comando de válvulas está localizado nessa parte do motor, geralmente acima das válvulas, como se vê na Figura 5. Os ressaltos na árvore atuam sobre as válvulas diretamente (na verdade há uma peça chamada tucho entre o ressalto e elas) ou indiretamente por meio de uma alavanca bem curta (motores mais antigos têm o comando de válvulas localizado no bloco, perto do virabrequim. Nesse tipo de desenho, varetas apoiadas em tuchos unem o movimento dos ressaltos aos balancins no cabeçote, que por sua vez acionam as válvulas. Há mais partes móveis nesse sistema e também maior defasagem entre o acionamento da válvula pelo ressalto do comando e o seu movimento efetivo, além da maior massa de movimento alternado constituir obstáculo a rotações mais altas do motor). Uma correia dentada ou uma corrente de distribuição conecta o virabrequim ao comando de válvulas, mantendo as válvulas sincronizadas com os pistões. O acionamento do comando de válvulas é calculado para que ele gire à metade da rotação do virabrequim. A maioria dos motores de alto desempenho tem quatro válvulas por cilindro (duas para admissão e duas para escapamento), normalmente com dois comandos de válvulas por bancada de cilindros - daí o termo duplo comando no cabeçote.

Para mais detalhes leia Como funcionam as árvores de comando.

Sistemas de ignição e arrefecimento
O sistema de ignição (Figura 6) produz uma corrente elétrica de alta tensão e transmite-a para a vela de ignição pelos cabos de vela. A corrente flui primeiro para um distribuidor, facilmente identificável embaixo do capô da maioria dos carros. Um cabo chega ao centro do distribuidor, e quatro, seis ou oito cabos (dependendo do número de cilindros) saem dele, para cada vela de ignição. O motor é sincronizado de modo que somente um cilindro receba uma corrente do distribuidor de cada vez. Em muitos motores modernos não existe mais o distribuidor físico, substituído por sistema eletrônico.

 

 

­ Figura 6. O sistema de ignição

Veja Como funciona o sistema de ignição de um automóvel para mais detalhes.

Sistema de arrefecimento
Na maioria dos carros o sistema de arrefecimento tem um radiador e uma bomba d'água. A água circula por passagens ao redor dos cilindros e das câmaras de combustão e depois por tubos no radiador, para ser resfriada. Em poucos carros (o Fusca, por exemplo), assim como na maioria das motocicletas e cortadores de grama, o motor é refrigerado a ar (uma característica desse tipo de refrigeração é a presença de aletas nos cilindros e cabeçote para ajudar a dissipar o calor). Os motores resfriados a ar são mais leve, mas trabalham mais quentes, o que diminui sua durabilidade e seu desempenho geral.

 

Diagrama de um sistema de arrefecimento mostrando como todas as mangueiras estão conectadas

Para mais detalhes leia Como funcionam os sistemas de arrefecimento dos carros.

Admissão de ar e partida
A maioria dos carros tem motores de aspiração natural, o que significa que o ar flui por si só para os cilindros pela depressão criada pelos pistões no curso de admissão, depois de passar pelo filtro de ar. Motores de alto desempenho são ou turbocomprimidos, ou comprimidos, o que significa que o ar que se dirige aos cilindros é pressurizado antes (de modo que mais mistura ar-combustível possa ser introduzida nos cilindros) para melhorar o desempenho. A quantidade de pressurização é chamada de sobrepressão. O turbocompressor possui uma pequena turbina acoplada ao coletor de escapamento faz girar a turbina de compressão que recebe o ar de admissão. Os compressores (há vários tipos) são acionados diretamente pelo motor.

 

 

Foto cortesia da Garrett

Mais detalhes em Como funcionam os turbocompressores.

Aumentar a potência do seu motor é ótimo, mas o que acontece quando você gira a chave para colocá-lo em funcionamento? O sistema de partida consiste de um motor elétrico e um solenóide de partida. Quando você vira a chave de ignição, o motor de arranque faz o virabrequim dar algumas voltas, o que propicia o início do processo de combustão. É preciso um motor potente para girar um motor frio. O motor de arranque precisa vencer:

• o atrito interno provocado pelos anéis de segmento
• a pressão de compressão de qualquer cilindro(s) que esteja no curso de compressão
• a energia necessária para abrir e fechar as válvulas
• todas as "outras" coisas diretamente ligadas ao motor, como bomba d'água, bomba de óleo, alternador, etc.

Como é necessária muita potência e um carro usa um sistema elétrico de 12 volts, centenas de ampères de eletricidade precisam fluir para dentro do motor de arranque (lembre-se: potência é o produto da corrente multiplicada pela tensão). O solenóide de partida é essencialmente um grande interruptor elétrico que pode lidar com toda essa corrente. Quando você vira a chave de ignição, ela ativa o solenóide para fazer chegar energia elétrica de alta intensidade (amperagem) ao motor de arranque.

Sistemas de lubrificação
O sistema de lubrificação assegura que cada parte móvel do motor seja suprida de óleo, para diminuir o atrito e evitar o engripamento. As duas partes que mais precisam de óleo são os pistões (para deslizar facilmente em seus cilindros) e todos os mancais que permitem que o virabrequim e o comando de válvulas, e as bielas nas suas articulações, se movimentem livremente. Na maioria dos carros, o óleo é sugado do reservatório pela bomba, passando pelo filtro de óleo para remover qualquer impureza antes de ser esguichado sob pressão nos mancais e depois atingir as paredes internas dos cilindros. O óleo então escoa para o cárter, onde é coletado, e o ciclo se repete.

A alimentação
O sistema de alimentação bombeia combustível do tanque e o mistura com o ar, de modo que a mistura ar-combustível correta seja admitida nos cilindros. Existem três maneiras comuns de enviar o combustível: carburação, injeção de combustível no coletor de admissão e injeção direta de combustível na câmara de combustão.

• Na carburação, um dispositivo chamado carburador mistura o combustível com o ar conforme este flui para dentro do motor.
• Em um motor com injeção a quantidade correta de combustível é injetada individualmente em cada cilindro - antes da válvula de admissão (injeção de combustível multiponto) ou diretamente dentro do cilindro (injeção direta de combustível).

Para mais detalhes leia Como funcionam os sistemas de injeção de combustível.

Escapamento
O sistema de escapamento inclui a tubulação e o silenciador (peça que abafa o som - sem o silenciador, você ouviria o som de milhares de pequenas explosões vindo do cano de escapamento). O sistema de escapamento inclui um conversor catalítico, também chamado de catalisador.

Controle de emissões
No sistema de controle de emissões nos carros modernos há um conversor catalítico, um conjunto de sensores e acionadores e um computador para monitorar e ajustar todos os sistemas. Por exemplo, o conversor catalítico usa um agente catalisador e oxigênio para queimar todo o combustível que não foi utilizado, assim como outras substâncias químicas dos gases de escapamento. Um sensor de oxigênio no fluxo de gases monitora permanentemente a relação ar-combustível e informa a situação ao computador de controle do motor para que este efetue as correções necessárias.

Para mais detalhes leia Como funcionam os conversores catalíticos.

Sistema elétrico
Uma bateria e um alternador compõem o sistema elétrico. O alternador é conectado ao motor por uma correia e gera eletricidade para recarregar a bateria. A bateria fornece eletricidade com tensão de 12 volts para todos os dispositivos elétricos do carro (o sistema de ignição, rádio, faróis, limpadores de pára-brisa, vidros elétricos, computadores de bordo, etc.).

 

Como obter mais potência dos motores

Cavalos-vapor (cv)Clique aqui para ver uma explicação completa do que são cavalos-vapor e o significado do termo: Como funcionam os cavalos-vapor!

Com base em todas as informações é possível perceber que existem modos diferentes de melhorar o desempenho de um motor. Os fabricantes de carro estão sempre combinando, de diversas maneiras, as variáveis a seguir, para tornar os motores mais potentes e/ou mais eficientes.

Aumentar a cilindrada - mais deslocamento volumétrico significa mais potência porque permite queimar mais combustível durante cada rotação do motor. É possível aumentar a cilindrada usando cilindros maiores ou acrescentando mais cilindros (o limite prático é o de 16 cilindros). A cilindrada também pode ser aumentada por meio de maior curso dos pistões.

Elevar a taxa de compressão - taxas de compressão mais altas produzem mais potência, até certo ponto. Entretanto, quanto mais se comprime a mistura ar-combustível, maior a possibilidade de que parte da mistura na câmara detone espontaneamente (depois de ocorrer a centelha da vela de ignição). A gasolina de alta octanagem, como a premium ou a Podium, diminui o risco ou evita essa detonação. É por isso que os carros de alto desempenho geralmente precisam de gasolina de alta octanagem - seus motores normalmente têm taxas de compressão mais elevadas para obter mais potência.

Colocar mais ar em cada cilindro - é possível empurrar mais ar (e portanto mais combustível) para um cilindro de determinado tamanho (do mesmo modo que se faria aumentando o tamanho do cilindro). Os turbocompressores e compressores pressurizam o ar que entra para que seja fornecido efetivamente mais ar aos cilindros. Para mais detalhes, leia Como funcionam os turbocompressores.

Resfriar o ar na admissão - comprimir o ar aumenta sua temperatura, mas é melhor ter o ar mais frio possível no cilindro (quanto mais quente o ar, menos denso ele se torna, menos oxigênio por volume). Assim, muitos carros equipados com turbocompressor ou compressor têm um intercooler. O intercooler é um radiador por onde o ar comprimido passa para ser resfriado antes de entrar nos cilindros. Para mais detalhes, leia Como funcionam os sistemas de arrefecimento dos carros.

Facilitar a entrada de ar - à medida que o pistão se move no seu curso de admissão, a resistência do ar pode roubar potência do motor. A resistência do ar pode ser fortemente diminuída colocando uma válvula maior ou, preferencialmente por questão de peso, duas passagnes de ar total. Alguns carros mais novos estão usando coletores de admissão polidos internamente para eliminar a resistência do ar. Filtros de ar maiores podem também melhorar o fluxo de ar.

Facilitar a saída dos gases queimados - se a resistência do ar dificultar a saída dos gases de queimados em um cilindro, ocorrerá roubo de potência do motor. A resistência do ar pode ser amenizada acrescentando-se uma válvula de escapamento em cada cilindro ou, preferencialmente, duas válvulas menores, mas que resulte em aumento total da área de passagem (um carro com duas válvulas de admissão e duas válvulas de exaustão tem quatro válvulas por cilindro, o que melhora o desempenho - quando você ouve um comercial dizer que o carro tem quatro cilindros e 16 válvulas, o que o comercial está dizendo é que o motor tem quatro válvulas por cilindro). Se o diâmetro do cano do escapamento é muito pequeno ou o silenciador oferece muita resistência ao ar, pode haver contrapressão, que terá o mesmo efeito de válvula de escapamento muito pequena. Sistemas de escapamento de alto desempenho usam coletores especiais (muitas vezes chamados de "dimensionados"), tubos de escape de grande diâmetro e silenciadores de alta vazão para diminuir a contrapressão no sistema de escapamento. Quando você ouve que um carro tem "duplo escapamento", o objetivo é melhorar o fluxo dos gases de escape tendo dois tubos de escapamento em vez de apenas um.

Diminuir o peso dos componentes - componentes leves ajudam o motor a ter um desempenho melhor. Cada vez que um pistão muda de direção ele utiliza energia para interromper o trajeto em uma direção e iniciá-lo em outra. Quanto mais leve o pistão, menos energia ele dissipa. Essa é também a razão de se usar duas válvulas menores em vez de apenas uma grande. 

Injeção de combustível - a injeção de combustível permite uma dosagem muito precisa de combustível em cada cilindro. Isso melhora o desempenho e reduz o consumo de combustível. Para mais detalhes, leia Como funcionam os sistemas de injeção de combustível.

Perguntas e respostas
Eis algumas dúvidas de leitores:

• Qual a diferença entre um motor a gasolina e um motor a diesel? No motor a diesel não há velas de ignição. O diesel é injetado dentro do cilindro e o ar bem aquecido durante o curso e de compressão provoca a ignição do combustível. O diesel tem uma densidade de energia mais alta que a gasolina e permite ao carro rodar mais quilômetros por litro de combustível. Mais informações em Como funcionam os motores a diesel.

   

• Qual a diferença entre um motor 2 tempos e um motor 4 tempos? A maioria das motosserras e dos motores de barco usa motores 2 tempos. Um motor 2 tempos não tem válvulas que se movem, e a vela de ignição dispara centelha cada vez que o pistão atinge o ponto-morto superior. Uma abertura (chamada janela) na parte inferior da parede do cilindro permite a entrada de combustível e ar, por depressão, para a parte abaixo dos pistões e depois ocorre a transferência para a parte superior, para ser comprimida como num motor 4 tempos. A vela de ignição provoca a combustão e os gases de escape saem por outra janela no cilindro. Instantes depois é realizada a transferência. É necessário misturar óleo e gasolina em um motor 2 tempos porque não há o cárter contendo óleo, embora existam casos de fornecimento separado do lubrificante. Geralmente, um motor 2 tempos produz bastante potência considerando o seu tamanho, porque há o dobro de etapas de combustão em relação a um 4 tempos. Contudo, um motor 2 tempos consome mais combustível e queima muito mais óleo, sendo muito mais poluente. Mais informações em Como funcionam os motores 2 tempos.

   

• Você mencionou motores a vapor neste artigo - existe alguma vantagem nos motores a vapor em relação aos outros motores de combustão interna? A principal vantagem de um motor a vapor é que você pode usar como combustível qualquer coisa que queime. Por exemplo, um motor a vapor pode usar carvão, jornal ou madeira como combustível, enquanto um motor de combustão interna precisa de um combustível líquido ou gasoso puro e de alta qualidade. Mais informações em Como funcionam os motores a vapor.

   

• Existem outros ciclos além do ciclo de Otto usado nos motores dos carros? O ciclo do motor 2 tempos é diferente, assim como o ciclo do diesel descrito acima. O motor do Mazda Millennia usa uma modificação do ciclo Otto chamado Ciclo de Miller. Turbinas a gás usam o ciclo de Brayton. Motores rotativos Wankel usam o ciclo Otto, mas funcionam de um modo bastante diferente dos motores de 4 tempos a pistão de movimento linear.

   

• Por que ter oito cilindros em um motor? Por que não ter, em vez disso, um cilindro grande com as mesmas cilindradas dos oito cilindros? Existem várias razões para que um motor grande de 4 litros tenha oito cilindros de meio litro em vez de um cilindro grande de 4 litros. A principal razão é a regularidade. Um motor V8 é mais regular porque tem oito explosões espaçadas durante as duas voltas do ciclo realizadas pelo virabrequim em vez de uma grande explosão somente. Outra razão é o torque de partida. Quando você liga um motor V8, você está empurrando somente dois cilindros (1 litro) em seus cursos de compressão, mas com um cilindro grande você teria que comprimir 4 litros.

Aqui algumas vão perguntas adicionais - clique na pergunta para ler a resposta:

• Por que os carros de corrida têm potências tão diferentes?
• Como funciona um carburador?
• Como funciona um magneto?
• Qual a diferença entre um motor em linha e um motor em V?
• Por que alguns motores usam um sistema de cárter seco?
• O que dá a uma Harley-Davidson o seu ruído característico?
• Como o óxido nitroso melhora o desempenho de um motor?
• Como funciona o sensor de oxigênio de um carro?
• Qual a função do sistema VTEC em um motor Honda?
• Carros de corrida usam o mesmo combustível dos carros normais?
• Como funciona um motor de ciclo Miller?
• Como os coletores de escape melhoram o desempenho dos motores?
• O que significa o peso em uma lata de óleo de motor?
• É possível mover um carro a ar comprimido?
• Qual a diferença entre um turbocompressor e um superalimentador no motor de um carro?
• Qual a função do computador de bordo de um carro?
• Qual a diferença entre gasolina, querosene e óleo diesel?
• O que é octano?
• Por que é tão difícil dar partida no carro no inverno?
• O que é um conversor catalítico e como ele funciona?

Para mais informações sobre carros, motores e tópicos relacionados, acesse os links na próxima página.