Motor inline: tipos, dispositivos, vantagens e desvantagens

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

Motor de combustão interna em linha é um dos motores mais simples. Essas unidades são chamadas assim porque os cilindros estão dispostos em uma fileira. Os pistões fazem um virabrequim girar quando o motor está funcionando. O motor em linha foi um dos primeiros a ser instalado nos carros. Eles foram projetados e construídos no início da indústria automotiva.

Como tudo começou?

O ancestral do moderno motor de combustão interna em linha era um motor monocilíndrico. Projetado e construído por Etienne Lenoir em 1860. É geralmente aceito que assim seja, embora tenha havido tentativas de obter uma patente para este motor antes mesmo de Lenoir. Mas é precisamente o seu desenvolvimento que é o mais semelhante possível aos designs que estão atualmente instalados sob o capô da maioria dos carros de passeio de série econômicos.

O motor tinha apenas um cilindro, e sua potência era igual a 1,23 cavalos, enorme na época. Para efeito de comparação, o moderno "Oka" 1111 tem dois cilindros e sua potência é de 30 a 53 cavalos.

Maior e mais poderoso

A ideia de Lenoir acabou sendo brilhante. Muitos engenheiros e inventorespassou anos e esforço tentando melhorar o motor tanto quanto possível (claro, ao nível das capacidades técnicas que existiam na época). A ênfase principal foi colocada no aumento do poder.

No início, a atenção estava concentrada em um único cilindro - eles tentaram aumentar seu tamanho. Então pareceu a todos que, aumentando o tamanho, você pode obter mais potência. E o aumento de volume foi então o mais fácil. Mas um cilindro não foi suficiente. Eu tive que aumentar bastante o resto dos detalhes - biela, pistão, bloco.

Todos esses motores se mostraram muito instáveis, tinham uma grande massa. Durante a operação de tal motor, houve uma enorme diferença de tempo entre os ciclos de ignição da mistura. Literalmente, todos os detalhes em tal unidade chacoalharam e sacudiram, o que forçou os engenheiros a pensar em uma solução. E eles equiparam o sistema com um balanceador.

Beco sem saída

Logo ficou claro para todos que a pesquisa havia chegado a um beco sem saída. O motor Lenoir não podia funcionar normalmente e corretamente, pois a relação entre potência, peso e tamanho era terrível. Muita energia adicional foi necessária para aumentar o volume do cilindro novamente. Muitos começaram a considerar a ideia de criar um motor um colapso. E as pessoas ainda andariam a cavalo e em carroças, se não fosse por uma solução técnica.

Os designers começaram a perceber que é possível girar o virabrequim não apenas com um pistão, mas com vários ao mesmo tempo. O mais simples foi a fabricação de um motor em linha - eles adicionaram mais alguns cilindros.

O mundo pôde ver a primeira unidade de quatro cilindros no final do século XIX. É impossível comparar sua potência com um motor moderno. No entanto, em termos de eficiência, foi superior a todos os outros antecessores. A potência foi aumentada devido ao aumento do volume de trabalho, ou seja, pela adição de cilindros. Muito rapidamente, especialistas de várias empresas foram capazes de criar motores de vários cilindros até monstros de 12 cilindros.

Princípio de funcionamento

Como funciona o ICE? Além do fato de cada motor ter um número diferente de cilindros, um motor em linha com seis ou quatro cilindros funciona da mesma maneira. O princípio é baseado nas características tradicionais de qualquer motor de combustão interna.

Todos os cilindros do bloco estão dispostos em uma linha. O virabrequim, acionado por pistões devido à energia da combustão do combustível, é o único para todas as partes do grupo cilindro-pistão. O mesmo se aplica à cabeça do cilindro. É o único para todos os cilindros. De todos os motores em linha existentes, os projetos balanceados e desbalanceados podem ser distinguidos. Consideraremos as duas opções abaixo.

Saldo

É importante devido ao design complexo do virabrequim. A necessidade de balanceamento depende do número de cilindros. Quanto mais deles em um ICE em particular, maior deve ser o equilíbrio.

Um motor desbalanceado só pode ser aquele projeto, onde não há mais de quatro cilindros. Caso contrário, aparecerão vibrações durante a operação, cuja força poderá destruir o virabrequim. Mesmo motores de seis cilindros baratoscom um balanceador será melhor do que os quatros em linha caros sem eixos balanceadores. Assim, para melhorar o equilíbrio, um motor de quatro pistões em linha às vezes também pode exigir a instalação de eixos acalmadores.

Posição do motor

As unidades tradicionais de quatro cilindros geralmente são montadas longitudinalmente ou transversalmente sob o capô de um carro. Mas a unidade de seis cilindros só pode ser instalada longitudinalmente e nada mais (com exceção de alguns modelos Volvo e carros Chevrolet Epica).

O motor de combustão interna em linha, que possui desenho assimétrico em relação ao virabrequim, também possui características. Muitas vezes o eixo é feito com peças fundidas compensadoras - essas peças devem amortecer a força de inércia resultante do funcionamento do sistema de pistão.

Inline-six hoje já tem menos popularidade - tudo culpa do consumo significativo de combustível e grandes dimensões gerais. Mas mesmo com o bloco de cilindros comprido, o motor está perfeitamente equilibrado.

Vantagens e desvantagens da unidade

Além de algumas nuances, os motores de combustão interna em linha têm as mesmas vantagens e as mesmas desvantagens que a maioria dos motores V e motores de outros projetos. O motor de quatro cilindros é o mais comum, é o mais simples e confiável. A massa é relativamente leve, os custos de reparo são relativamente baixos. A única desvantagem é a f alta de eixos de equilíbrio no design. Este é o melhor motor de combustão interna para carros modernos, mesmo a classe média. Existem também motores em linha de pequena capacidade com menoso número de cilindros. Como exemplo, o econômico SeAZ Oka 1111 de dois cilindros.

As unidades de seis cilindros têm um equilíbrio perfeito e aqui a f alta de um "quatro" é compensada. Mas há um preço a pagar pelo equilíbrio. Portanto, apesar das características significativamente melhores em comparação com os "quatro", esses motores de combustão interna com um arranjo de cilindros em linha no motor são menos comuns. O virabrequim é longo, o custo de produção é bastante alto e as dimensões são relativamente grandes.

Limite técnico

Agora não é o século 19, mas as unidades de potência modernas ainda estão longe da perfeição técnica. E aqui até turbinas modernas e combustível de alta octanagem não ajudarão. A eficiência de um motor de combustão interna é de cerca de 20%, e todas as outras energias são gastas em atrito, inércia e detonação. Apenas um quinto da gasolina ou diesel irá para o trabalho útil.

Já desenvolveu as propriedades básicas dos motores com maior eficiência. Ao mesmo tempo, as câmaras de combustão e o grupo de pistão têm volumes e dimensões significativamente menores. Devido ao tamanho compacto, as peças têm menos inércia - isso reduz a probabilidade de danos devido à detonação.

As características de design dos pistões compactos apresentam certas limitações. Com um alto grau de compressão, devido ao pequeno tamanho, a transmissão da pressão do pistão para a biela é reduzida. Se os pistões tiverem um diâmetro maior, é impossível obter um trabalho equilibrado preciso devido à enorme complexidade. Mesmo um motor BMW moderno tem essesdeficiências, embora tenha sido desenvolvido por engenheiros alemães.

Conclusão

Infelizmente, a construção de motores atingiu seu limite tecnológico. É improvável que os cientistas façam descobertas técnicas sérias e alcancem maior eficiência de um motor de combustão interna. Portanto, todos esperamos que a era dos veículos elétricos chegue.