Outras partes de um motor

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.

Funcionamento de motores de carros.

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?

Motor do Jeep Grand Cherokee 2003

Quer o melhor carro novo? Para avaliações de experts nos melhores carros novos, check out our partner site Consumer Guide Automotive. -->
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:

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 internaO 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.

Eles são :
Admissão
Compressão
Combustão
Escapamento

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:

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)
O pistão volta para comprimir a mistura ar-combustível. É a compressão, que torna a explosão mais potente. (Parte 2 da figura)
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)
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.

Motor híbrido

O automóvel híbrido é aquele que utiliza mais de um motor. A configuração mais utilizada é um motor a combustão e outro eléctrico assim o consumo de combustível é menor. No caso do Toyota Prius o motor a combustão é desligado quando o carro anda a uma velocidade baixa mas constante e quando a bateria tiver descarregada é ligado o motor a combustão para a recarregar.

Figura 2- Toyota Prius

Figura 1-HondaInsight

Um automóvel híbrido é um automóvel que possui um motor de o combustão interna, normalmente a gasolina e um motor eléctrico que permite reduzir o esforço do motor de combustão e assim reduzir os consumos e emissões.
Como exemplo, tem-se um automóvel que combine motor a combustão e motor elétrico na realidade é um veiculo elétrico alimentado pela energia cinética proveniente da queima de combustível. Este é o modelo mais difundido nas locomotivas e geradores Diesel-elétrico .
Embora o automóvel híbrido polua menos do que os automóveis somente com motor a combustão, seus custos são altos se comparados à diferença de emissão de poluentes. Por enquanto, apenas automóveis caros dispõem dessa tecnologia.
As autoridades buscam implantar essa tecnologia no transporte da população, como em ônibus (autocarros), para melhorar a qualidade do ar nos grandes centros urbanos, que é cada vez pior. Estes diferem dos Trólebus por não possuírem fiação aérea para fornecer energia, podendo circular em qualquer lugar; o trólebus só pode trafegar onde exista esse suporte.
Há três modos para a construção de um automóvel híbrido:
Nos primeiros automóveis híbridos o motor a explosão é responsável pela locomoção do automóvel e o elétrico era um auxílio extra para melhorar o desempenho do mesmo. Este tipo é bastante usado em automóveis de pequeno porte e é conhecido como híbrido-paralelo.
Outro método utilizado é o motor elétrico ser responsável pela locomoção do automóvel, sendo que o motor a explosão apenas movimente um gerador responsável por gerar a energia necessária para o automóvel se locomover e para carregar as baterias. Geralmente automóveis de grande porte utilizam esse sistema, conhecido como híbrido-série
O terceiro é o sistema híbrido misto, que combina aspectos do sistema em série com o sistema paralelo, que tem como objetivo maximizar os benefícios de ambos. Este sistema permite fornecer energia para as rodas do veículo e gerar eletricidade simultaneamente, usando um gerador, diferentemente do que ocorre na configuração paralela simples. É possível usar somente o sistema elétrico, dependendo das condições de carga. Também é permitido que os dois motores atuem de forma simultânea.

Motores Elétricos

Introdução

Motores elétricos estão por toda parte! Em sua casa, praticamente tudo que se move devido à eletricidade usa um motor elétrico CA (corrente alternada) ou CC (corrente contínua). Entender como funciona um motor elétrico ajuda a aprender muito sobre ímãs, eletroímãs e eletricidade em geral.Por dentro de um motor de corrente contínua
Vamos começar examinando o esquema geral de um simples motor elétrico CC de dois pólos. Um motor simples tem seis partes, conforme mostrado no esquema abaixo:

• armadura ou rotor
• comutador
• escovas
• eixo
• ímã de campo
• fonte de alimentação CC de qualquer tipo

Um motor elétrico funciona basicamente devido a ímãs e magnetismo: um motor usa ímãs para criar movimento. Se você já brincou com ímãs, conhece a lei fundamental de todos eles: pólos opostos se atraem e pólos iguais se repelem. Se você pegar duas barras de ímã com as extremidades marcadas "norte" e "sul", então a extremidade norte de um ímã atrairá a extremidade sul do outro. Por outro lado, a extremidade norte de um ímã repelirá a extremidade norte do outro (assim como a sul repelirá a sul). Dentro de um motor elétrico essas forças de atração e repulsão criam movimento de rotação.

No esquema acima, você pode ver dois ímãs no motor: a armadura (ou rotor) é um eletroímã, ao passo que o ímã de campo é um ímã permanente (o ímã de campo também pode ser um eletroímã, mas na maioria dos motores pequenos isso não acontece, para economizar energia).

Outras Peças de motores elétricos

O eixo sustenta a armadura e o comutador. A armadura é um conjunto de eletroimãs (neste caso, três). A armadura neste motor é um conjunto de finas placas de metal unidas, com fios de cobre enrolados em volta de cada um dos três pólos da armadura. As duas pontas de cada fio (um fio para cada pólo) são soldadas em um terminal e então cada um dos três terminais é ligado a uma das placas do comutador. As figuras abaixo facilitam a visão da armadura dos terminais e do comutador:

Eletroimãs e motores

Para entender como um motor elétrico funciona é importante entender como o eletroimã funciona.

Um eletroímã é a base de um motor elétrico. Você pode entender como um motor funciona imaginando a seguinte situação. Digamos que você tenha criado um eletroímã simples enrolando 100 voltas de fio em um prego e conectando os terminais do fio a uma pilha. O prego se transforma em um ímã e tem um pólo norte e um pólo sul enquanto a bateria estiver conectada.

Agora digamos que você pegue seu eletroímã feito com prego, atravesse um eixo no meio do prego e o suspenda no meio de um ímã tipo ferradura, conforme mostrado na figura abaixo. Se você ligar uma bateria ao eletroímã de modo que o pólo norte apareça conforme mostrado, a lei básica do magnetismo diz a você o que acontecerá: o pólo norte do eletroímã será repelido pelo pólo norte do ímã tipo ferradura e atraído pelo pólo sul do ímã tipo ferradura. O pólo sul do eletroímã será repelido de maneira similar. O prego se moverá metade de uma volta e então parará na posição mostrada.

Eletroímã em um ímã tipo ferradura

Você pode ver que esse movimento de meia-volta é simplesmente devido à maneira como ímãs se atraem e repelem naturalmente. O importante para um motor elétrico é ir uma etapa adiante, de modo que, no momento em que esse movimento de meia-volta se completar, o campo do eletroímã tenha o sentido invertido. A inversão faz com que o eletroímã complete outra meia-volta de movimento. Para inverter o campo magnético basta mudar a direção do fluxo dos elétrons no fio (invertendo a corrente que vem da bateria). Se o campo do eletroímã for invertido precisamente no momento final da meia-volta de movimento, o motor elétrico girará livremente.

Como interagem as partes de um motor elétrico

Juntando todas essas peças, surge um motor elétrico:

Armadura

Nesta figura, a bobina da armadura foi ocultada de modo que fique mais fácil ver o comutador em ação. O importante a ser observado é que, à medida que a armadura passa pela posição horizontal, os pólos do eletroímã são invertidos. Devido à inversão, o pólo norte do eletroímã fica sempre acima do eixo, de modo que ele possa repelir o campo magnético do pólo norte do ímã de campo e atrair o do pólo sul do ímã campo.

Se você puder pegar um pequeno motor elétrico, verá que ele possui as mesmas peças descritas acima: dois pequenos ímãs permanentes, um comutador, duas escovas e um eletroímã feito enrolando-se fio ao redor de uma peça de metal. Entretanto, quase sempre o rotor terá três pólos em vez de dois, como explicado neste artigo. Há duas boas razões para que um motor tenha três pólos:

• fazer com que o motor tenha uma melhor dinâmica. Em um motor de dois pólos, se o eletroímã estiver no ponto de equilíbrio, na horizontal perfeita entre os dois pólos do campo magnético, quando o motor der partida, a armadura pode travar. Isso nunca ocorre em um motor de três pólos.
• a cada vez que o comutador atinge o ponto em que ele inverte o campo em um motor de dois pólos, o comutador coloca a bateria em curto-circuito (conecta diretamente os terminais positivo e negativo) durante um momento. Isso gasta energia e descarrega a bateria sem necessidade. Um motor de três pólos também resolve esse problema.

É possível ter qualquer número de pólos, dependendo do tamanho do motor e da aplicação específica para a qual será usado.

Motor a ar comprimido

Motor que obtém trabalho a partir da energia interna de um gás, ou seja, fazer o ar comprimido se expandir dentro do pistão, produzindo trabalho. Nesse fenomenal processo, o oxigênio é comprimido a uma pressão de 20 bar, então ocorre a inserção na câmara de compressão de ar comprimido proveniente de cilindros, gerando uma reação que move o pistão. É livre de poluição e combustível barato. Outra opção seria usar nitrogênio líquido, o que seria capaz de gerar uma expansão muito maior.

Figura 1-Motor a ar

O carro MDI “MiniCat”,a ar comprimido,foi inventado pelo engenheiro francês Guy Nègre, e será concerteza, um dos maiores avanços técnico-científicos do Século 21. Guy Nègre, inventou um motor com a capacidade de movimentar um carro a uma velocidade de até 110/130 km/h, com um custo R$ 6,00 (seis Reais) a cada 250/300 km corridos, e, além do mais, tendo a vantagem de não somente não poluir a atmosfera como, também, a de purificar o ar.O grupo MDI - Moteur Developpement International que desenvolveu este veículo limpo foi, recentemente, apresentado em Londres, Paris e São Paulo. Com mais de 50 licenças de fabricação espalhadas pelo mundo, o MDI pronto em breve estará circulando nas ruas da França, Israel, Espanha, Portugal, Itália, Nova Zelândia, África do Sul, México, Colômbia, Peru e Panamá. O grupo MDI - Moteur Developpement International tem a sua matriz sediada em Luxemburgo, sendo proprietários de mais de 30 patentes em 120 países. A fábrica dos protótipos MDI fica localizada na mediterrânea cidade de Nice, no Sul da França; ali mais de 60 técnicos trabalham no desenvolvimento desta nova indústria, estando já concluída a primeira fábrica de produção em série.“Não só estamos fabricando apenas um carro especial, senão todo um sistema de transformar energia de uma maneira ecologicamente correta. O desenvolvimento de novas aplicações do motor MDI terá muitas possibilidades na indústria de hoje e na do futuro, inclusive no desenvolvimento das técnicas para o armazenamento de energia”, disse Guy Nègre.No momento, o carro MDI está em fase de certificação para rodar nas estradas da Europa. Ao mesmo tempo, com a sua recente apresentação oficial em Barcelona, a expansão comercial está em pleno desenvolvimento e aberta a todo o mercado mundial. A cessão dos direitos por países para sua produção é a única fonte de financiamento da empresa. O último contrato assinado na Espanha por dez milhões de Euros “permite dar um novo e importante passo na conquista do mercado por este veículo não-poluente”, afirmou o inventor.Aproximadamente mil especialistas de todo mundo já testaram os protótipos no Centro MDI; muitos deles investidores, diretores financeiros, técnicos e jornalistas especializados em indústria automobilística. A primeira pergunta que se faz quando se está diante de tal inovação tecnológica é: “funciona mesmo?” Todos os especialistas que já visitaram o Centro MDI na França confirmaram que os resultados são absolutamente surpreendentes. Os protótipos funcionam!

Figura2-MiniCat

Principais características

Como o veículo de Nègre não tem combustão, não existe a poluição. O ar da atmosfera que é utilizado, previamente filtrado, se mistura com o ar comprimido no cilindro; isto significa que o processo purifica 90 m3 de ar atmosférico por dia. No primeiro protótipo finalizado, a autonomia revelou-se duas vezes superior à autonomia do carro elétrico mais sofisticado (entre 200 e 300 km, ou 10 horas de funcionamento). Este é um dado muito importante, porque 80% dos motoristas conduzem menos de 60 km ao dia.A previsão de Guy Nègre é a de que, quando o mercado se expandir, os postos de abastecimento serão adaptados para vender o ar comprimido. O carro se carrega em apenas três minutos com um custo de, aproximadamente, R$ 6,00 (seis Reais) para percorrer entre 250 e 300 km. Como alternativa, o carro tem um pequeno compressor à bordo que permite ser recarregado ao ser conectado à rede elétrica, num tempo que varia entre 3 e 4 horas. Devido a ausência de combustão e de resíduos, a troca de óleo (1 litro de óleo vegetal) ocorre a cada 50.000 km.

O ciclo do motor MDI

“Um motor revolucionário tem de ser acompanhado por um carro revolucionário. Outras marcas somente adaptaram novas tecnologias a carros tradicionais, porém o nosso MDI é único e, sem dúvida será o carro do futuro” , sentencia Nègre.O motor MDI tem um sistema inovador muito importante: uma biela articulada. Esta técnica permite que, quando o pistão alcança o final de seu ciclo, a expansão se produz num volume constante. Esta patente poderá ser aplicada a motores de combustão convencionais.As três fases do seu funcionamento são: a) Fase de compressão: no motor o ar atmosférico é comprimido até uma pressão de 20 bars com o pistão e fica transformado em ar quente de 400 ºC; b) Fase de injeção de ar: assim que o pistão para, o ar comprimido dos cilindros é injetado no espaço do motor onde está o ar quente; e, c) Fase de expansão: o ar é injetado criando uma maior pressão e fazendo a ativação do motor. A técnica é tão simples quanto o ovo de Colombo: o primeiro pistão absorve e comprime o ar atmosférico. O ar se desloca para a câmera esférica onde é injetado com alta pressão pelos cilindros. A expansão da mistura do ar atmosférico mais o ar comprimido move o pistão que gera a energia do veiculo.

Zero Poluição

O ar purificado que sai do cano de escapamento registra uma temperatura entre 0ºC e 30ºC negativos permitindo, assim, a sua utilização para o próprio sistema de ar condicionado do carro.Graças a este particular sistema, o motor MDI está aberto a diferentes aplicações, permitindo o seu uso fora da industria automobilística. Já foi testado com sucesso em barcos, mas a sua capacidade tem potencial para muitas outras aplicações. O motor MDI é ideal para o armazenamento de energia gerada por sistemas de “Zero Poluição”, como sistemas solares, eólicos e, também, sistemas hidroelétricos. Até o momento o armazenamento de energia depende de baterias o que torna o sistema bastante problemático. O sistema MDI, representa, nesse sentido, um grande avanço por se transformar num sistema muito eficiente de armazenamento e transformação de energia.O carro deve a sua autonomia aos tanques de ar comprimido que têm uma capacidade de 90 m3 a 300 bars. O ar que sai do cano de escapamento é ainda mais limpo do que aquele que entrou, pois é filtrado na hora da compressão. O sistema de ar condicionado está baseado na reciclagem do ar. O carro é simples e ligeiro. Sua estrutura externa é feita de fibra de vidro, como nos carros mais modernos (Renault Espace), ao contrário dos carros habituais que são metálicos. O chassi é tubular, como nos carros de corrida e nas motos; com isso se obtém rigidez máxima e redução de peso. Por outro lado, as peças não estão soldadas e sim coladas, como na tecnologia aeroespacial, reduzindo significativamente o tempo de montagem.

Sistema computadorizado

O veículo não tem os habituais contadores de velocidade analógicos; em seu lugar dispõe de um pequeno computador que repassa as informações permanentemente. O sistema permite efetuar adaptações para sistemas de telefonia celular e de posicionamento por satélite (GPS), ou de programas personalizados para frota de ônibus, por exemplo, ou para pedágios, ou mesmo para os sistemas de segurança e automatização de funções.Os cintos de segurança têm uma grande diferença em relação a modelos existentes: os pontos de fixação estão integrados no piso. Em caso de acidentes, os passageiros e o motorista ficam absolutamente firmes e protegidos nos bancos. O sistema elétrico do automóvel é sumamente avançado. Guy Nègre patenteou um sistema elétrico que reduziu toda a fiação para um único cabo. O truque é um sistema com transmissão de dados pelo cabo que indica, via computador, as funções elétricas a serem ativadas ou desligadas. Por exemplo, faróis, pisca-pisca, alerta, etc. Com esta técnica se reduz em 20 kg o peso do sistema, sendo a sua manutenção bastante simples. Esta inovação também foi adaptada para a segurança e o funcionamento do carro que é ativado mediante uma chave elétrica digital.Já existem quatro modelos em produção: um táxi, inspirado nos clássicos ingleses está em circulação experimental em Londres; ele possui diversas vantagens para os passageiros e para motorista em relação a conforto, economia e ergonomia. Uma Van e uma Pick-up foram desenvolvidas para simplificar o trabalho de várias profissões urbanas, rurais ou industriais. Finalmente, existe um modelo familiar, bastante espaçoso e com configurações diferentes, que oferece diversas opções. O preço previsto para o consumidor final é de dezoito mil Reais.

Motor Stirling - motor de combustão externa.

FUNCIONAMENTO

Figura 1-StirlingBeta

Este tipo de motor funciona com um ciclo termodinâmico composto de 4 fases e executado em 2 tempos do pistão: compressão isotérmica (=temperatura constante), aquecimento isométrico (=volume constante), expansão isotérmica e resfriamento isométrico. Este é o ciclo idealizado (válido para gases perfeitos), que diverge do ciclo real medido por instrumentos. Não obstante, encontra-se muito próximo do chamado Ciclo de Carnot, que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas. O motor Stirling surpreende por sua simplicidade, pois consiste de duas câmaras em diferentes temperaturas que aquecem e resfriam um gás de forma alternada, provocando expansão e contração cíclicas, o que faz movimentar dois êmbolos ligados a um eixo comum. A fim de diminuir as perdas térmicas, geralmente é instalado um "regenerador" entre as câmaras quente e fria, onde o calor (que seria rejeitado na câmara fria) fica armazenado para o fase seguinte de aquecimento, incrementando sobremaneira a eficiência termodinâmica. O gás utilizado nos modelos mais simples é o ar (daí a expressão citada acima); hélio ou hidrogênio pressurizado (até 150kgf/cm2) são empregados nas versões de alta potência e rendimento, por serem gases com condutividade térmica mais elevada e menor viscosidade, isto é, transportam energia térmica (calor) mais rapidamente e têm menor resistência ao escoamento, o que implica menos perdas por atrito. Ao contrário dos motores de combustão interna, o fluido de trabalho nunca deixa o interior do motor; trata-se portanto de uma máquina de ciclo fechado.

VANTAGENS

Esse tipo de motor apresenta diversas vantagens: é pouco poluente pois a combustão é contínua, e não intermitente como nos motores Ciclo de Otto e Ciclo Diesel, permitindo uma queima mais completa e eficiente do combustível. Por isso é muito silencioso e apresenta baixa vibração (não há "explosão"). É verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte energética: gasolina, etanol, metanol, gás natural, óleo diesel, biogás, GLP, energia solar, calor geotérmico e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais compacto o motor).

DESVANTAGENS

Sua maior desvantagem consiste na dificuldade de dar partida e variar sua velocidade de rotação rapidamente, sendo complicado seu emprego em veículos como carros e caminhões, embora modelos de propulsão híbrida (elétrico e motor térmico) possam ser viáveis. Também há problemas técnicos a serem resolvidos quanto ao sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, hidrogênio), dífíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o exterior. Alem disso, por ser uma tecnologia pouco difundida, os motores stirling são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção.
Um aperfeicoamento do motor Stirling chamada de motor sônico (eficiência de 18%), está em estudo para substituir os geradores termoelétricos (eficiência de 7%), em uso atualmente nas sondas espaciais.

Animações:

Figura 2-Alpha Stirling

Figura 3-Animrhombor

Figura 4-Animgamma

Há 3 configurações básicas deste tipo de motor:

Alfa - com cilindros em V; figura-2

Beta - com êmbolos co-axiais num mesmo cilindro figura-3.

Gama - com cilindros em linha (ver links externos) figura-4.

Existem modelos grandes com uso prático e modelos didáticos, minúsculos, acionados até pelo calor de uma mão humana.

Combustão Interna-Motores a dois tempos

MOTORES 2 TEMPOS.

Figura1- Motor a dois tempos.

Motor a dois tempos é um tipo de motor de combustão interna de mecanismo simples. Ou seja, ocorre um ciclo de admissão, compressão, expansão e exaustão de gases a cada volta do eixo. Diferente dos motor de quatro tempos, as etapas de funcionamento não ocorrem de forma bem demarcada, havendo admissão e exaustão de gases simultaneamente, por exemplo.
Um tempo de funcionamento do motor é percurso do ponto morto inferior ao ponto morto superior da trajetória do pistão. Assim, um tempo equivale a meia volta do eixo de manivelas. No caso, chama-se o primeiro tempo de compressão e admissão, o segundo, de escape e transferência de calor.
Motores de pequenino porte, a 2 tempos, não utilizam o cárter como depósito de óleo. A lubrificação obtém-se adicionando óleo diretamente ao combustível, na proporção típica de 1 volume de óleo para 40 de combustível, ou com a utilização de algum dispositivo de lubrificação automática, como o Lubrimat dos automóveis DKW ou o Autolub de algumas motocicletas. Durante a combustão, o óleo contido no combustível deposita-se nas superfícies metálicas lubrificando os elementos a medida em que passa da câmara de combustão para o cárter.

Estes motores frequentemente não possuem válvulas propriamente ditas, têm duas janelas na parede da câmara de combustão, para comunica-la com o exterior e o cárter:

A janela de admissão, por onde vai ser introduzida a mistura gasosa formada pelo ar e pelo combustível.
A janela de comunicação entre o cilindro e o cárter, à qual também se dá o nome de "transfere";
A janela de escape, colocada na parte superior do cilindro e que faz a comunicação deste com o exterior, permitindo a saída dos gases queimados provenientes da combustão.

Figura 2- Motor a dois tempos.

O funcionamento ocorre conforme a seguinte seqüencia:


À medida em que ocorre o movimento ascendente do êmbolo, o mesmo obstrui as janelas, e em seguida comprime a mistura gasosa existente na parte superior do cilindro.
Ao mesmo tempo cria-se um vácuo no cárter, que força a admissão de ar atmosférico no interior do mesmo.
Quando o êmbolo atinge o ponto morto superior dá-se a ignição, devido à libertação da faísca na vela. Os gases pressionam o pistão em direcção ao ponto morto inferior, produzindo assim trabalho, movimentando a cambota. Durante esta etapa, o êmbolo libera a janela de escape possibilitando a saída dos produtos de combustão.
Próximo ao ponto morto inferior, o pistão abre a janela de transferência. Ao mesmo tempo, seu movimento descendente pressuriza o carter, forçando a nova mistura a penetrar na câmara o que também contribui na exaustão de gases de combustão. Ao término desta fase o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita.

Desempenho

Comparando motores de mesmo porte (capacidade volumétrica e velocidade de rotação), motores de dois tempos têm maior potência em relação a motores de quatro tempos. Nas máquinas de dois tempos, como descrito a cima, ocorre um tempo de combustão por cilindro a cada volta da árvore de manivelas, enquanto nas máquinas de quatro tempos, ocorre um tempo de combustão a cada duas voltas.
Por outro lado, motores de dois tempos de pequeno porte operam com menor eficiência térmica em decorrência da baixa qualidade de queima devida a deficiente mistura entre ar e combustível e conexão direta entre janelas de admissão e exaustão. Com isto, não é correto concluir que os mesmos têm o dobro da potência comparados aos de quatro tempos.
Estas limitações provocam emissão de combustíveis não queimados através dos gases de exaustão como monóxido de carbono, fuligem e hidrocarbonetos, elevando o consumo (em cerca de 30%) e emissões atmosféricas.
A concepcão mais simples e a maior densidade de potência tornam os motores de dois tempos uma máquina leve dentre os motores a pistão o que leva-os a equipar aviões e máquinas portáteis de baixo custo.

Combustão Interna-Motor a quatro tempos

O Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico (constitui-se de uma sequência de processos após os quais a matéria que o experimentou retorna ao estado inicial), que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna por ignição por centelha. Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeio atualmente. Para esta aplicação, é possível construir motores a quatro tempos mais eficientes e menos poluentes em comparação aos motores a dois tempos, apesar do maior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume, comparando motores de mesma potência.

Ciclo mecânico

Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltos de árvore de cames, uma designada por válvula de admissão, que permite a introdução no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustível e outra designada como válvula de escape, que permite a expulsão para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combustão a quatro tempos é o seguinte:

1. Com o êmbolo (também designado por pistão) no PMS (ponto morto superior) é aberta a válvula de admissão, enquanto se mantém fechada a válvula de escape. A dosagem da mistura gasosa é regulada pelo sistema de alimentação, que pode ser um carburador ou pela injeção eletrônica, em que se substitui o comando mecânico destes sistemas por um electrónico e conseguindo-se assim melhores prestações, principalmente quando solicitadas respostas rápidas do motor. O êmbolo é impulsionado para baixo pelo veio de manivelas (virabrequim), move-se então até ao PMI (ponto morto inferior). A este passeio do êmbolo é chamado o primeiro tempo do ciclo, ou tempo de admissão.

Figura 1_Tempo de admissão.

2. Fecha-se nesta altura a válvula de admissão, ficando o cilindro cheio com a mistura gasosa, que é agora comprimida pelo pistão, impulsionado no seu sentido ascendente em direcção à cabeça do motor pelo veio de manivelas até atingir de novo o PMS. Na animação observa-se que durante este movimento as duas válvulas se encontram fechadas. A este segundo passeio do êmbolo é chamado o segundo tempo do ciclo, ou tempo de compressão.

Figura 2_Tempo de compressão.

3. Quando o êmbolo atingiu o PMS, a mistura gasosa que se encontra comprimida no espaço existente entre a face superior do êmbolo e a cabeça do motor, denominado câmara de combustão, é inflamada devido a uma faísca produzida pela vela e explode. O aumento de pressão devido ao movimento de expansão destes gases empurra o êmbolo até ao PMI, impulsionando desta maneira o veio de manivelas e produzindo a força rotativa necessária ao movimento do eixo do motor que será posteriormente transmitido às rodas motrizes. A este terceiro passeio do êmbolo é chamado o terceiro tempo do ciclo, tempo de explosão, tempo motor ou tempo útil, uma vez que é o único que efetivamente produz trabalho, pois durante os outros tempos, apenas se usa a energia de rotação acumulada no volante, o que faz com que ele ao rodar permita a continuidade do movimento do veio de manivelas durante os outros três tempos.

Figura 3_Tempo de combustão.

4. O cilindro encontra-se agora cheio de gases queimados. É nesta altura, em que o êmbolo impulsionado pelo veio de manivelas retoma o seu movimento ascendente, que a válvula de escape se abre, permitindo a expulsão para a atmosfera dos gases impelidos pelo êmbolo no seu movimento até ao PMS, altura em que se fecha a válvula de escape. A este quarto passeio do êmbolo é chamado o quarto tempo do ciclo, ou tempo de exaustão(escape).

Figura 4_Tempo de escape.

Após a expulsão dos gases, o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita. A seguir temos o funcionamento completo de um motor quatro tempos.

Figura 5_Funcionamento completo do motor a quatro tempos

Motores de múltiplas válvulas

Esses motores são apenas aperfeiçoamentos para o ciclo otto ou quatro tempos e sua única diferença é que existem pelo menos duas válvulas para cumprir uma única função ao mesmo tempo. Em um motor convencional, existe uma válvula para admissão e uma para exaustão. Existem atualmente 3 configurações para motores multiválvulas, são os modelos com 3, 4 ou 5 válvulas por cilindro. No caso do motor que possui 3 válvulas por cilindro, 2 são para admissão e uma apenas para exaustão, com 4 válvulas, 2 são para admissão e 2 para exaustão e no caso de 5 válvulas são 3 para admissão e 2 para exaustão. A principal função de um motor de múltiplas válvulas é maximizar o fluxo de gases que entram(entra mais oxigênio) e saem(exausta mais gases com menos força) do motor, conseguindo deste modo uma eficiência maior da combustão.

Motor de foguete

Motor de foguete - é o Motor que impulsiona um veículo expelindo gases de combustão em alta pressão por tubeiras situadas em sua parte traseira.
Diferente de um motor a jato por transportar seu próprio oxidante, o que lhe permite operar na ausência de um suprimento de ar. Os motores de foguete vêm sendo amplamente utilizados em vôos espaciais, nos quais sua grande potência e capacidade de operar no vácuo são essenciais, mas também podem ser utilizados para movimentar mísseis, aeroplanos e automóveis.
A força no sentido do movimento(o empuxo) que atua sobre um foguete é produzida porque a queima do combustível em seu interior exerce uma enorme pressão sobre as paredes da câmara de combustão, exceto na abertura por onde os gases escapam, situada em sua porção posterior.
A força resultante não-equilibrada sobre as paredes dianteiras da câmara impulsiona o foguete para a frente. A magnitude do empuxo depende da massa e da velocidade dos gases expelidos. Os motores de foguete podem utilizar combustível sólido ou líquido, ou mesmo ambos, numa conformação híbrida, que realmente se faz necessária ao vôo espacial, uma vez que cada tipo de combustível oferece uma característica desejável (o combustível sólido possui maior capacidade de geração de empuxo, mas sua queima dificilmente pode ser controlada, o que pode originar desequilíbrios na ascensão e até retirar o foguete de sua trajetória prevista; o líquido é justamente o contrário: tem menor empuxo por unidade de volume, mas pode ser injetado mais controladamente na câmara de combustão, com o acréscimo de ser altamente tóxico e corrosivo, (o que causa uma problemática em seu armazenamento) que provavelmete se mostra imprescindível para este fim.
O motor consiste em um invólucro e no combustível, com um sistema de ignição para dar início à combustão e uma cavidade central para assegurar uma queima completa e por igual. Os motores de combustível líquido são mais complexos, já que o combustível e o oxidante são armazenados separadamente e depois misturados na câmara de combustão. O oxigênio e o hidrogênio líquidos são os combustíveis mais comuns.

Motores- Uma Introdução

Definição:

Dispositivo capaz de converter outras formas de energia em energia mecânica, a fim de movimentar uma máquina ou veículo.

Histórico:

Ao longo do tempo, o homem aproveitou-se de vários recursos da natureza cujo o funcionamento assemelhança ao princípio de funcionamento de um motor.
São esses recursos: água, vento, tração animal,vapor.
Confira a seguir o tipo de energia que essses recursos fornecem e sua conversão em energia mecãnica:

• Tração animal:
  enerrgia 'humana' (adqurida na alimentação) ---> energia mecãnica
  -Água:
  energia cinética --> energia mecânica
  -Vento:
  energia cinética --> energia mecânica
  -Vapor:
  energia térmica --> energia mecânica
  

Vejamos a seguir uma síntese sobre os mais diversos tipos de motores, como, motor de combustão interna,motor de combustão externa,motor a ar comprimido,motor elétrico, motor híbrido,motor a vapor, motor foguete,etc..