Motores de Combustão Interna

Você sabe como funcionam os motores de combustão interna? Vou tentar explicar o seu funcionamento, para que, empiricamente, cada um possa decidir o tipo de "veneno" a utilizar.

 

Não sou mecânico, fui estudante de Electrotecnia e Maquinas no Inst.Ind.Coimbra antes de ir para a Guiné. Mas sempre gostei

de tudo o que é técnica, mecânica, eletrônica, etc.

 

Há cerca de 30 anos tive um Mini 1000 (British Leyland) que nunca foi à oficina, tendo sido sempre "tratado" por mim. Foi

com esse saudoso carrinho que aprendi mecânica sozinho, com a ajuda de bons livros.

 

Um motor é constituído basicamente por:

 

carburador - por onde vai entrar o ar - através do filtro de ar - e o combustível - através de uma abertura regulável para

permitir mais ou menos entrada de carburante, e permitir regular a mistura para mais rica ou mais pobre.

 

-cilindro - forrado (coberto) pela camisa (metal duro) onde o pistão (piston, êmbolo, etc) anda para cima e para baixo,

"empurrado" pela cambota e pela biela (a cambota é o veio onde se parafusa a hélice no exterior (no caso de aviões), e a biela é

que faz a ligação entre a cambota e o pistão.

 

-bloco do motor - dentro do qual foi(foram) aberto(s) o(s) "cilindro"(s) (buracos de secção cilíndrica "escavados" no bloco

onde o pistão circula para cima e para baixo, como digo acima).

 

-cabeça do motor - que é parafusada e vedada com junta na parte superior do bloco, no interior da qual se situa a câmara de

combustão e onde é parafusada a vela de incandescência.

 

-câmara de combustão - situada no topo do cilindro (será o espaço entre o pistão no PMS-Ponto morto superior - e a

concavidade interior da cabeça, onde o pistão vai comprimir (empurrar para cima) a mistura entretanto introduzida pela sucção

do próprio pistão. É aqui que se vai dar a explosão da mistura entretanto comprimida pelo pistão (vou explicar mais abaixo). A

câmara de combustão é ligeiramente côncava no interior (dependendo da sua "altura" a relação de compressão de que falaremos

mais abaixo).

 

-válvulas de admissão e escape - (em motores de 4 tempos) por onde entra a mistura de combustível sugada pelo pistão e por

onde saem os gases após a combustão empurrados pelo pistão, para o tubo de escape.

Quando o pistão vai descendo, vai sugando (chupando) a mistura e enche o cilindro. Quando vai começar a subir (empurrado

pela biela e pelo girar da cambota) vai comprimir a mistura entretanto admitida, até chegar ao cimo do dito cilindro (P.M.S.),

ficando aquela quantidade de combustível comprimida num espaço bem inferior ao volume que tinha quando foi sugado pelo

pistão até à base do cilindro, isto é, está comprimida na "câmara de compressão" (e não vaza pelo espaço entre o pistão e a

camisa, porque o pistão tem segmento [anilha metálica de vedação bem adaptada à camisa (daí o amaciamento quando novo)] ou é em ABC (metais de dilatações diferentes que se vão adaptando e vedando o espaço entre o pistão e a camisa, não deixando

"vazar" a mistura novamente para o cilindro, com a conseqüente perda de potência (menor quantidade de mistura na câmara)

além de outros problemas que não vêm para o caso).

 

Imaginem por exemplo uma granada de mão. Tem uma quantidade de explosivo que está confinada àquele pequeno espaço.

Quando incendiada, tem de partir o invólucro, para expandir os gases entretanto criados.

Se colocássemos a mesma quantidade de explosivo dentro de um bidon de 200 litros completamente fechado, e detonássemos

o explosivo, naturalmente o bidon só ficaria mais "barrigudo" ou abriria umas pequenas fissuras, porque o espaço é muito

superior.

 

Na câmara de combustão é precisamente o mesmo. Quanto mais mistura for comprimida, maior será a explosão e maior será a

velocidade com que o pistão desce e volta a subir, com o conseqüente aumento de rotação da cambota (à qual estará ligada uma

roda/automóvel - ou hélice/avião, ou outros acessórios). Mas a cambota, biela, apoios do pistão sofrem um "esforço" maior.

Agora vamos "rebaixar" a cabeça do motor (ou tiramos anilhas vedantes ou desbastamos mesmo o metal). A câmara de

combustão fica ainda mais pequena. Portanto, a explosão vai ser ainda mais "mortífera". Como diz o José Evangelista (Zevang), a

relação volumétrica é maior. A mesma quantidade (volume) de combustível ficou tão comprimida que, se o motor estiver bastante

quente, pode dar-se a auto-inflamação (explosão sem necessidade de vela), e é aqui que, muitas vezes, se partem os motores.

A título de exemplo, vamos retirar o filtro de ar a um motor de automóvel (normalmente, os aeromodelos não trazem filtro de

ar, senão a afinação teria de ser diferente). O que acontece é que o ar sugado pelo pistão não encontra nenhuma resistência e

entra no cilindro com muito maior facilidade. A mistura fica mais pobre (entrou mais ar do que carburante). Para "compensar" a

maior entrada de ar, vamos abrir o "gigleur" (ou outro tipo de entrada de combustível) a fim de manter a mesma relação de

ar-combustível.

 

Na prática obtém-se uma maior potência porque passou a entrar maior quantidade de mistura. Pra um cilindro que estava

preparado para receber, por exemplo 300cm³ de mistura, passaram a "entrar" 350cm³ ou mais. Essa quantidade maior de

mistura vai ser comprimida no mesmo espaço da câmara de compressão. A explosão vai ser mais forte com o conseqüente aumento de potência (descida mais rápida do pistão devido à força da explosão).

 

O princípio dos compressores é o mesmo. Existem diversos sistemas mas o princípio é sempre "injetar" (empurrar) mistura para

dentro do cilindro por intermédio de "ventoinhas" (espécie de "ducted fans"), por forma a aumentar o volume de mistura para

uma dada câmara de compressão. Quando o pistão vai a descer e sugar a mistura, o compressor ainda "empurra" mais mistura em

simultâneo.

 

Se um automóvel vem preparado para uma relação volumétrica de 1/8 e nós conseguimos 1/9 ou até 1/10 (dez volumes a

caberem numa câmara preparada para 8 volumes), é claro que obtemos maior velocidade, mas as bielas, bronzes, cabeça, etc,

vão "empenando" com o tempo, porque o fabricante calculou a resistência e resiliência dos materiais para um determinado

esforço, que foi ultrapassado.

 

Agora vamos ao escape. Já todos sabem porque é que os carros de Fórmula 1 não têm panelas de escape, não é verdade?

Pois! Fazem muito barulho e andam depressa (ainda bem, pois sou amante de automobilismo)! E os nossos carrinhos familiares

que têm um trabalhar tão certinho e tão silencioso! Pois! Têm panela de escape (que, para quem não sabe, é uma espécie de

"labirinto" por onde têm de "circular" os gases queimados); são diversos tubos esburacados e desalinhados dos outros, por

forma a travar a velocidade de saída dos gases (o barulho da explosão vai ficando pelo caminho, e quase não ouvimos o nosso

carrinho a trabalhar).

 

O que sucede na prática? O tal pistão empurra os gases queimados para o tubo de escape, mas o "raio" da panela de escapamento está sempre a por um travão na livre circulação dos gases!

 

Agora, experimentem tirar a panela de escape, ou simplesmente montar uma panela aberta (sem o "miolo" os tais tubos

esburacados), do tipo Speedwell ou outro. Que diferença! Faz um pouco mais de barulho, mas nota-se mais rendimento!

Ora aí está novamente a "livre circulação" dos gases.

 

O pistão já não encontra um entrave tão grande a expulsar os gases queimados então roda mais livremente já podendo

"aspirar" a mistura com maior fluidez, e assim por diante (trabalha mais "solto").

 

Portanto, se retirarmos o filtro de ar dos nossos automóveis (podemos colocar um filtro de lã de aço para que não entre areia)

aumentaremos ligeiramente a entrada de combustível e retiraremos a panela de escape!

 

E pronto! Espero que tenham compreendido o princípio da tal anilha em cone que vem nos escapes dos nossos queridos

motorzinhos para aeromodelismo. Como diz o nosso amigo Guilherme Bernardino: "Não vem grande mal ao Mundo se a retirarmos

para acelerações pontuais" (eu próprio fiz isso). Mas ainda continuo a pensar que se a retirarmos para andar sempre com o stick

do comando do acelerador no máximo! Bons Vôos!