Para quem pretende construir um carro, entender o funcionamento de um motor é mais do que útil, é essencial. Acompanhe nesta série de artigos
Texto: Manoel G. M. Bandeira Fotos: Divulgação
Entender o funcionamento de um motor é essencial para qualquer pessoa que se interesse por carros. Imagine para aqueles que se dispõem a construir um.
Os motores a combustão interna têm como base de seu funcionamento um cilindro de metal (hoje em dia alguns motores de alto desempenho já são equipados com cilindros revestidos com cerâmica), onde um pistão, geralmente de alumínio, comprime certa quantidade de mistura de ar e combustível. Essa mistura comprimida recebe a ação de uma centelha, que provoca uma explosão, empurrando violentamente o pistão para a parte baixa do cilindro.
Esse pistão está ligado por uma biela ao virabrequim, ou árvore de manivelas, que irá transformar o movimento retilíneo do pistão dentro do cilindro em movimento de rotação, mais ou menos como acontece quando pedalamos uma bicicleta. É como se nossa perna fosse o pistão, o pé de vela da bicicleta fosse a biela, e a coroa fosse o virabrequim. O movimento retilíneo da nossa perna, empurrando o pedal para baixo, transforma-se em movimento rotativo, girando a coroa e, na sequência, a roda da bicicleta, criando então o deslocamento.
O tamanho ou intensidade dessa explosão geralmente é um dos fatores mais determinantes para conseguirmos melhorar a potência de um motor. A energia gerada pela explosão dentro de um cilindro fechado depende de vários fatores. Um deles é a quantidade de mistura ar/combustível que o cilindro consegue admitir.
Vamos tentar explicar de uma maneira que seja mais fácil de compreender. Um motor de 2.000 cc, ou 2.0 litros, e 4 cilindros, tem uma capacidade total de admitir 2.0 litros de mistura a cada ciclo. E cada cilindro tem um volume de 500 cc.
Como dissemos, o pistão está ligado ao virabrequim por uma biela. Voltando a comparar com a bicicleta, quando o pistão está em cima, é como se o pedal também estivesse em cima. A força que você exerce sobre o pedal seria a força causada pela explosão da mistura ar/combustível. Você só pode exercer sua força sobre o pedal depois que ele passar do meio do movimento, ou seja, quando o pedal estiver na posição em que ele começa a descer.
O ponto em que o pedal está totalmente em cima, tal como o pistão do motor, também está no ponto máximo de sua subida, chamamos de ponto morto superior.
Devido à grande velocidade de rotação dos motores, a centelha se dá um pouco antes do pistão atingir o ponto morto superior. Isso para que a força da explosão atue sobre o pistão no momento exato em que ele passa do movimento de subida e inicia o movimento de descida.
Como dissemos, a força da explosão é um dos principais fatores para determinar a potência de um motor. Então, se tivermos dois motores iguais, e conseguimos, por vários meios (os quais você vai conhecer nesta série de artigos que iniciamos agora), aumentar a força da explosão em um deles, certamente estaremos aumentando também a potência deste motor.
Quanto mais mistura, melhor!
A energia gerada pela explosão é diretamente proporcional à quantidade de mistura ar/combustível queimada no interior da câmara de combustão. Quanto mais mistura, mais forte a explosão e mais energia é gerada. Mas como podemos fazer com que um motor admita mais mistura ar/combustível?
Tomando por base um motor V8 imaginário de 4.0 litros, em que cada cilindro tem 500 cc, temos que lembrar que o pistão se move a uma velocidade muito grande dentro do cilindro. E quando este pistão desce, ele aspira a mistura ar/combustível, enchendo o cilindro. Porém, como a velocidade do pistão é grande, ele não consegue encher completamente o cilindro com os 500 cc que é a sua capacidade. Um motor V8 construído nas décadas de 1970, por exemplo, tem uma eficiência volumétrica em torno de 75%. Isso quer dizer que ele admite somente 75% de mistura ar/combustível da sua real capacidade.
Para fazermos contas redondas, vamos imaginar que este motor seja um V8 de 4 litros ou 4.000. Com ele tem oito cilindros, cada cilindros teria a capacidade volumétrica de 500 cc. Porém como sua eficiência volumétrica é de apenas 75%, cada cilindro acaba admitindo somente 375 cc de mistura.
Se conseguirmos melhorar a eficiência volumétrica, estaremos aumentando a potência do motor. Para isso nosso primeiro passo seria eliminar qualquer obstáculo que possa restringir a passagem da mistura para dentro do motor. O coletor de admissão dos motores mais antigos, em geral, era feito em ferro fundido, material extremamente poroso, com falhas de fundição que atrapalham em muito a passagem da mistura. Se eliminarmos essas imperfeições polindo os dutos, retirando rebarbas de fundição e, principalmente, acertando o encaixe entre o coletor de admissão e o cabeçote do motor, certamente nosso motor terá uma maior eficiência volumétrica, e ao invés de aspirar os 375 cc quando original, ele poderá estar aspirando 400 ou até 420 cc. Isso, por si só, já pode aumentar a potência em torno de10% a 15%.
