Motor de combustão interna alternativo: definição, classificação e princípio de funcionamento

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

Por mais de cem anos no mundo, a principal unidade de força em veículos de todas as rodas tem sido um motor de combustão interna de pistão. Surgido no início do século XX e substituindo o motor a vapor, o motor de combustão interna do século XXI continua a ser o tipo de motor mais rentável em termos de economia e eficiência. Vamos dar uma olhada em como funciona esse tipo de motor de combustão interna, como funciona, descobrir o que são outros motores a pistão.

Definição, recursos ICE

No processo de desenvolvimento da ciência e tecnologia, o projeto de motores de combustão interna tem sido constantemente aprimorado. Os motores conseguiram provar sua eficácia. Assim surgiram os motores de combustão interna de pistão e, como subespécie, os motores de carburador e injeção. Motores a diesel, pistão rotativo e turbinas a gás podem ser distinguidos.

Gelos a gasolina

Motor de pistão tradicional está equipado com uma câmara de combustão interna. Este é o cilindro dentro do bloco do motor. Quando o combustível queima, a energia é liberada, que é então convertida em movimento mecânico do virabrequim. Devido ao movimento de translação dos pistões, que atuam no sistema de bielas e no virabrequim, o volante é girado. Você pode aprender mais sobre o projeto no motor de combustão interna de pistão GOST correspondente.

O motor de combustão interna do carburador é diferente porque a mistura de trabalho de combustível e ar é preparada em um dispositivo especial - um carburador. A mistura é injetada nos cilindros por vácuo. É então inflamado pela vela de ignição.

Injection ICE tem um design mais moderno. Aqui, em vez do dispositivo mecânico tradicional, o sistema de energia possui bicos eletrônicos. Eles são responsáveis por injetar quantidades precisas de combustível diretamente nos cilindros do motor.

Gelos Diesel

O motor de combustão interna de pistão a diesel tem certas diferenças estruturais e fundamentais dos motores de combustão interna a gasolina.

Se uma faísca de uma vela é usada para ignição em uma unidade a gasolina, então um princípio diferente funciona em motores a diesel e não há velas, exceto brilho. O combustível diesel entra nos cilindros por meio de injetores, mistura-se com o ar e, em seguida, toda a mistura é comprimida, aquecendo até a temperatura de combustão.

Pistão do rotor

Motor de pistão rotativo essencialdifere do ICE tradicional. Os gases atuam em peças e elementos especiais. Assim, sob a influência de gases, o rotor móvel se move em uma câmara especial na forma de um oito. A câmara desempenha as funções de pistões, temporização e virabrequim. A câmera tem a forma de um oito.

Unidades combinadas

Nos motores de combustão interna de turbina a gás, a energia térmica é convertida em energia mecânica devido à rotação de um rotor especial com pás especiais. Este rotor aciona o eixo da turbina.

Especial pistão e motores de combustão interna combinados (e estes são motores de turbina a gás e motores rotativos) podem ser inseridos com segurança no livro vermelho. Hoje, apenas a Mazda japonesa fabrica um motor de pistão rotativo. A Crysler já produziu uma série experimental de motores de combustão interna de turbina a gás, mas isso foi nos anos 60 e nenhuma das montadoras voltou a esse problema até hoje.

Na União Soviética, motores de combustão interna de turbina a gás foram instalados em tanques e navios de desembarque, no entanto, mesmo lá foi decidido mais tarde abandonar unidades deste projeto.

dispositivo ICE

O motor é um mecanismo único. Consiste em um bloco de cilindros, peças do mecanismo de manivela, mecanismo de distribuição, sistemas de injeção e exaustão.

A câmara de combustão está localizada dentro do bloco de cilindros, onde a mistura ar-combustível é acionada diretamente e os produtos da combustão acionam os pistões. Por meio de uma manivelamecanismo, a energia da combustão do combustível é transferida para o virabrequim. O mecanismo de temporização é necessário para garantir a abertura e fechamento oportunos das válvulas de admissão e escape.

Princípio de funcionamento

Quando o motor é ligado, uma mistura de combustível e ar é injetada nos cilindros através da válvula de admissão e inflamada por uma faísca na vela de ignição gerada pelo sistema de ignição. Durante a combustão, os gases são formados. Quando ocorre a expansão térmica, o excesso de pressão faz com que o pistão se mova, girando assim o virabrequim.

O funcionamento dos motores a pistão é cíclico. No ciclo de um motor de combustão interna de pistão, pode haver de dois a quatro ciclos. Os ciclos durante a operação do motor são repetidos várias centenas de vezes em um minuto. Assim, o virabrequim pode girar continuamente.

Gelo a dois tempos

Quando o motor dá partida, o pistão é acionado pela rotação do virabrequim. Quando o pistão atingir o ponto morto inferior e começar a se mover para cima, o cilindro será abastecido com uma mistura ar-combustível.

Ao subir, o pistão começará a comprimir a mistura. Quando o pistão atinge sua posição superior, uma faísca será gerada. A mistura ar-combustível acenderá. Expandindo, os gases empurrarão o pistão para baixo.

Neste momento, a válvula de exaustão se abrirá, através da qual os produtos da combustão poderão sair da câmara. Em seguida, novamente atingindo o ponto morto inferior, o pistão começará sua jornada para o TDC. Todos esses processos ocorrem em uma revolução do virabrequim.

Quandoo pistão começará um novo movimento, a válvula de admissão se abrirá e uma nova porção da mistura ar-combustível substituirá os gases de escape. Todo o processo será reiniciado. Um motor de combustão interna de pistão de dois tempos faz menos movimentos do que um de quatro tempos. Perda de atrito reduzida, mas gera mais calor.

O mecanismo de distribuição de gás é substituído por um pistão. À medida que o pistão se move, as portas de admissão e escape no bloco de cilindros abrem e fecham. Comparado a uma unidade de potência de quatro tempos, a troca de gases em um motor de dois tempos é uma grande desvantagem. A eficiência e a potência são perdidas quando os gases de escape são liberados.

Apesar dessa desvantagem dos motores de combustão interna de pistão de dois tempos, eles são usados em ciclomotores, scooters, como motores de popa, em motosserras.

Motor de combustão interna a quatro tempos

Gelo de quatro tempos não tem desvantagens de um motor de dois tempos. Esses motores são instalados na maioria dos carros e outros equipamentos. A admissão e exaustão dos gases de escape é um processo separado, e não é combinado com compressão, embora o motor de combustão interna de pistão funcione a partir da ignição da mistura. A operação do motor é sincronizada pelo mecanismo de distribuição de gás - as válvulas abrem e fecham de forma síncrona com a velocidade do virabrequim. A admissão da mistura combustível é realizada somente após a saída completa dos gases de escape.

Vantagens dos motores de combustão interna

Vale a pena começar com os motores mais populares - em linhaunidades de quatro cilindros. Entre as vantagens estão a compacidade, peso leve, um cabeçote de cilindro, alta capacidade de manutenção.

Entre todos os tipos de motores de combustão interna, os motores boxer também podem ser distinguidos. Eles não são muito populares devido ao design mais complexo. Eles são usados principalmente em carros de corrida. Entre as vantagens - excelente balanceamento primário e secundário e, portanto, o trabalho suave. Há menos estresse no virabrequim. Como resultado, há pouca perda de energia. O motor tem um centro de gravidade baixo e o carro se comporta melhor.

Os motores de seis cilindros em linha são perfeitamente equilibrados e a própria unidade funciona muito bem. Apesar do grande número de cilindros, o custo de produção não é muito alto. Você também pode destacar a capacidade de manutenção.

Desvantagens dos motores de combustão interna

A principal desvantagem dos motores de combustão interna alternativos ainda não é a toxicidade e o ruído, mas a baixa eficiência. Em um motor de combustão interna, apenas 20% da energia é gasta no trabalho mecânico real. Todo o resto é gasto em aquecimento e outros processos. Os motores também liberam substâncias nocivas na atmosfera, como óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e vários aldeídos.