O sistema operacional dos motores térmicos baseia-se em um ciclo que é constantemente repetido. No caso de motores de combustão interna, este ciclo consiste na entrada de combustível (admissão), combustão do combustível, expansão do cilindro e expulsão dos gases produzidos. Este ciclo gera um movimento mecânico, se o ciclo se repete teremos um movimento mecânico constante.
Um motor térmico pode funcionar através de vários ciclos diferentes. Nesta seção, explicaremos os diferentes ciclos operacionais que um motor de combustão interna pode ter, os ciclos reais e os ciclos teóricos.
Ciclos de funcionamento de um motor térmico
Por ciclo operacional, compreendemos a sucessão de operações que o fluido ativo executa no cilindro e se repete periodicamente. A duração do ciclo operacional é medida pelo número de traçados feitos pelo pistão para executá-lo.
Neste sentido, existem dois tipos de motores térmicos:
- Motor de 4 tempos. No motor de quatro tempos, o ciclo é realizado em 4 traços do pistão. Este motor faz um ciclo a cada duas revoluções do eixo do motor.
- Motor de 2 tempos. O ciclo de dois tempos é realizado apenas em 2 golpes do pistão. Os motores de dois tempos progridem uma volta por vez.
No entanto, foram concebidos mecanismos em que o ciclo operacional é verificado em 6 movimentos de pistão. Neste caso particular, quatro das seis corridas são usadas para executar as mesmas operações do ciclo de quatro ciclos e as duas restantes servem para reter a mistura de combustível dentro do cilindro para permitir o combustível, quando não for muito volátil, vaporizar completamente e difundir no ar de combustão, ou executar uma varredura do cilindro com ar puro. Estes motores não tiveram, contudo, uma difusão prática.
Ciclos teóricos dos motores térmicos
O ciclo teórico de um motor térmico é uma aproximação teórica da operação para calcular seu desempenho.
O ciclo de um motor de combustão interna é constituído pelas transformações físicas e químicas que o combustível sofre durante a passagem dentro do motor (compressão, expansão, combustão, transmissão de calor com as paredes, fricção na massa do fluido e com as paredes, etc.)
O exame quantitativo desses fenômenos, levando em consideração todas as variáveis numerosas, representa um problema muito complexo. Portanto, geralmente é simplificado recorrendo a abordagens teóricas, cada uma baseada em diferentes pressupostos simplificados, que têm uma aproximação cada vez maior.
Ciclos reais dos motores térmicos
O ciclo real de um motor térmico é obtido experimentalmente por meio de vários dispositivos indicadores. Esses dispositivos são capazes de registrar o diagrama de pressão de acordo com os volumes, em um cilindro do motor em execução.
O diagrama indicado reflete as condições reais do ciclo e, portanto, também leva em consideração as perdas de calor, a duração da combustão, as perdas causadas pelo atrito do fluido, a duração do tempo de abertura das válvulas, o tempo ignição, bem como perdas de injeção e vazamento.