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Maquina de vapor

O que é um motor alternativo? Tipos e definição

O que é um motor alternativo? Tipos e definição

O motor alternativo usa o movimento alternativo de um ou mais pistões para converter a pressão de um fluido em trabalho. Geralmente esse trabalho é na forma de movimento rotacional, ou seja, obtemos energia mecânica. Na direção oposta nos encontramos com máquinas rotativas nas quais o movimento das peças da máquina já está girando, como turbinas ou o motor Wankel.

O motor alternativo também é conhecido como motor a pistão. Os motores alternativos mais comuns são os motores de combustão interna. Esses motores térmicos são amplamente utilizados em veículos motorizados.

Tipos de motores alternativos

Os motores alternativos podem ser classificados de muitas maneiras diferentes. As principais formas de classificação são as seguintes:

  • De acordo com a disposição dos cilindros no motor
  • De acordo com o deslocamento
  • De acordo com a taxa de compressão
  • De acordo com a proporção de diâmetro e curso
  • De acordo com o número de movimentos de cada ciclo

Os motores de combustão são ainda classificados de duas maneiras:

  • Motores de ignição por centelha. É também conhecido como motor a gasolina, motor Otto ou motor de combustão interna. Nesse caso, a vela de ignição inicia a combustão do combustível.
  • O motor diesel. É também conhecido como motor de ignição por compressão. No motor a diesel o ar dentro do cilindro é comprimido, ao ser comprimido aquece permitindo a ignição do combustível.

Apesar da importância dos motores endotérmicos, existem outros tipos de motores alternativos:

  • A máquina a vapor, o pilar da Revolução Industrial
  • O motor Stirling.

Tipos de motores de ignição comandada

Os principais tipos de motores de ignição comandada são os seguintes:

  • Motor a gasolina: É a versão mais comum, pois é instalado em uma parte importante dos automóveis. Você tem duas opções de entrega de combustível: um injetor e um carburador.
  • Motor do carburador. Uma das características é a produção de uma mistura de combustível e gás em um misturador especial, o carburador. Anteriormente, esses motores a gasolina prevaleciam; Agora, com o desenvolvimento dos microprocessadores, seu campo de aplicação está diminuindo rapidamente.
  • Motor de injeção. Uma característica é a recepção da mistura de combustível no coletor ou nos cilindros do motor que alimentam o sistema de injeção de combustível.
  • Motores a gás. Um motor que queima hidrocarbonetos gasosos como combustível em condições normais: misturas de gases liquefeitos, gases naturais comprimidos, gases obtidos pela conversão de combustível sólido em combustível gasoso. Como combustíveis sólidos são usados: carvão, turfa, madeira.

Esses motores são amplamente utilizados, por exemplo, em usinas de pequeno e médio porte, utilizando gás natural como combustível (na área de alta potência, as turbinas a gás reinam supremas).

Tipos de motores de ignição por compressão

O motor diesel é caracterizado pela ignição do combustível sem o uso de vela de ignição. Uma parte do combustível é injetada no ar aquecido no cilindro a partir da compressão adiabática (a uma temperatura que excede a temperatura de ignição do combustível) através do bico.

Durante a injeção da mistura de combustível, ela é pulverizada e, em seguida, ao redor das gotas individuais da mistura de combustível existem locais de combustão, à medida que o combustível é injetado, a mistura de combustível queima na forma de uma tocha. Como os motores a diesel não estão sujeitos à detonação, o uso de taxas de compressão mais altas é permitido.

Aumentá-lo para mais de 15 praticamente não aumenta a eficiência, pois neste caso a pressão máxima é limitada por uma combustão mais longa e uma diminuição do ângulo de avanço da injeção. No entanto, motores a diesel com câmara de vórtice de pequeno porte e alta velocidade podem ter uma taxa de compressão de até 26, para ignição confiável sob condições de alta remoção de calor e para menos rigidez (a rigidez é causada pelo atraso na ignição, caracterizado por um aumento na pressão durante a combustão, medido em MPa / grau de rotação do virabrequim).

Grandes motores a diesel marítimos com superalimentação têm uma taxa de compressão de aproximadamente 11-14 e uma eficiência de mais de 50%.

Os motores a diesel tendem a ser menos rápidos e com a mesma potência da gasolina, são caracterizados por alto torque no eixo. Além disso, alguns grandes motores a diesel são adaptados para funcionar com combustíveis pesados, como óleos combustíveis.

O lançamento de grandes motores a diesel é feito, via de regra, por meio do circuito pneumático com alimentação de ar comprimido ou, no caso dos grupos geradores a diesel, a partir de um gerador elétrico conectado, que, quando lançado, atua como uma bota do motor .

Ao contrário da crença popular, os motores modernos, tradicionalmente chamados de motores diesel, não funcionam de acordo com o ciclo Diesel, mas sim de acordo com o ciclo Trinkler - Sabate com fornecimento de calor misto. As desvantagens dos motores a diesel devem-se às peculiaridades do ciclo de trabalho: aumento do estresse mecânico, o que requer maior resistência estrutural e, como consequência, aumento de suas dimensões, peso e aumento de custos devido a projetos complicados e utilização de materiais mais caros materiais.

Além disso, os motores a diesel devido à combustão heterogênea são caracterizados por emissões inevitáveis ​​de fuligem e um maior teor de óxidos de nitrogênio nos gases de escapamento.

Motor a gasóleo

A porção principal do combustível é escorvada, como em uma das variedades de motores a gás, mas é acesa não por uma vela elétrica, mas por uma porção piloto de óleo diesel injetado no cilindro semelhante a um motor diesel.

Normalmente existe a possibilidade de trabalhar em um ciclo puramente diesel. Aplicação: caminhões pesados. Os motores a gás-diesel, como os motores a gás, produzem menos emissões prejudiciais e o gás natural é mais barato.

Este tipo de motor é freqüentemente obtido através da adaptação de um em série, enquanto a economia de combustível diesel (grau de substituição de gás) é de cerca de 60%. As empresas estrangeiras também estão desenvolvendo ativamente esses projetos.

História do motor alternativo

Um primeiro exemplo na história do movimento rotativo para alternativo conhecido é o mecanismo de manivela. As manivelas manuais mais antigas surgiram na China durante a Dinastia Han (202 aC-220 dC). Várias serrarias na Ásia romana e na Síria bizantina durante os séculos 3 a 6 dC tinham um mecanismo de haste de conexão que convertia o movimento giratório de uma roda d'água no movimento linear das lâminas de serra. Em 1206, o engenheiro árabe Al-Jazari inventou um virabrequim.

O motor alternativo foi desenvolvido na Europa durante o século 18, primeiro como um motor naturalmente aspirado e mais tarde como uma máquina a vapor. Seguiram-se o motor Stirling e o motor de combustão interna no século XIX. Hoje, a forma mais comum de motor alternativo é o motor de combustão interna que funciona com a combustão de gasolina, diesel, gás liquefeito de petróleo (GLP) ou gás natural comprimido (GNV) e é usado para mover veículos motorizados e fábricas.

Terminologia de mecanismo alternativo

O que é um motor alternativo? Tipos e definição

Nem todos os motores alternativos correspondem ao esquema descrito, mas as partes essenciais e seu funcionamento são semelhantes.

A seguir está uma terminologia usada universalmente no campo dos motores de combustão interna ou motores endotérmicos. Essa terminologia é usada para indicar algumas dimensões e valores fundamentais desse tipo de motor.

  • Ponto morto superior (TDC). Posição do pistão mais próxima da cabeça do cilindro. Centro morto inferior (PMI). Posição do pistão mais distante da cabeça do cilindro.
  • Centro morto inferior (PMI). Posição do pistão mais distante da cabeça do cilindro.
  • Diâmetro (em inglês: Bore). Diâmetro interno do cilindro. Geralmente expresso em milímetros (mm). 
  • Carrera (em inglês: Stroke). Inclui a distância entre o TDC e o PMI, é igual, com raras exceções, ao dobro do raio do virabrequim do virabrequim. Geralmente é expresso em mm.
  • Volume total do cilindro (V 1 ). É o espaço entre a cabeça do cilindro e o pistão quando está no PMI. Geralmente é expresso em cm 3
  • Volume da câmara de combustão (V 2 ). Está entre a cabeça do cilindro e o pistão quando este último está no PMS. Geralmente é expresso em cm 3
  • Volume desalojado pelo pistão ou deslocamento (V 1  - V 2 ). É o gerador pelo pistão em seu movimento alternativo de TDC para PMI: geralmente é expresso em cm 3 .
  • Taxa de compressão volumétrica ( O que é um motor alternativo? Tipos e definição). Tal é entendido como o valor entre o volume total do cilindro V1 e o volume da câmara de combustão V2. Em geral, para resumir, é simplesmente chamado de taxa de compressão:
O que é um motor alternativo? Tipos e definição
Autor:
Data de Publicação: 10 de dezembro de 2009
Última Revisão: 27 de março de 2020