
O motor de ignição por compressão é um motor de combustão que opera seguindo o ciclo diesel. Esta classificação refere-se à forma como a combustão do combustível começa dentro do pistão.
No motor de compressão, o que entra inicialmente na câmara de combustão é apenas ar. O diesel é injetado mais ou menos próximo ao ponto morto superior. O combustível entra no estado líquido, mas é denso. O combustível denso deve vaporizar, misturar-se com o ar e atingir as condições adequadas de pressão e temperatura para inflamar.
O tempo que esse processo leva é o retardo da autoignição e limita a velocidade em que o motor pode girar e, portanto, sua potência máxima. A carga varia modificando a quantidade de diesel injetado. Sempre entra o valor máximo que o motor suporta em determinadas condições.
A elevada temperatura de combustão em zonas onde a mistura é mais rica provoca a associação de oxigénio e nitrogénio do ar, originando elevadas emissões de NOx. A fuligem e os hidrocarbonetos não queimados também se formam nestas áreas e constituem outra fonte de emissões poluentes.
Operação de um motor de ignição por compressão
O motor de ignição por compressão começa quando uma válvula de admissão permite a entrada de ar no cilindro. A seguir, o pistão ou êmbolo comprime o ar e, quando atinge sua compressão máxima, o combustível é introduzido através de um injetor ou atomizador.
Devido ao aumento da pressão e da temperatura no interior do cilindro, o combustível entra em ignição espontaneamente, gerando combustão. Este processo libera uma grande quantidade de energia, empurrando o pistão e produzindo trabalho mecânico. Assim que a combustão estiver completa, o pistão começa a expelir gases através da válvula de escape.
Finalmente, o cilindro se expande novamente para criar espaço, permitindo a entrada de ar fresco para reiniciar o ciclo.
Diferença com um motor de ignição por centelha
A operação de um motor de ignição por compressão ou motor diesel é muito semelhante a um motor a gasolina de quatro tempos.
No caso do motor a gasolina ou do motor Otto, a ignição é feita por meio de uma faísca provocada por uma vela. Por esse motivo, também é chamado de motor de ignição por centelha.
A característica mais relevante do ciclo diesel é que quando o combustível é queimado, a expansão dos gases ocorre a pressão constante. Isto é conseguido adicionando mais combustível enquanto a combustão ocorre. Quando o pistão é empurrado pela expansão dos gases, o combustível continua a ser injetado até a metade.
Combustíveis usados
Os motores de ignição por compressão podem utilizar diversos tipos de combustíveis, os quais devem atender à característica fundamental de ignição espontânea sob altas pressões.
Entre os combustíveis mais comuns estão:
- Diesel ou óleo combustível : O diesel (também conhecido como diesel) é o combustível mais utilizado nesses motores. É um combustível derivado do petróleo, composto por hidrocarbonetos pesados. Sua principal vantagem é possuir alta densidade energética e maior eficiência térmica em relação à gasolina. Além disso, é relativamente barato e produzido em grandes quantidades, o que o torna uma escolha muito popular.
- Óleos tratados (Biodiesel) : O biodiesel é um combustível renovável produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais por meio de um processo de transesterificação. Sendo mais amigo do ambiente do que o gasóleo convencional, por produzir menos emissões de dióxido de carbono, o biodiesel é cada vez mais utilizado como alternativa ao gasóleo tradicional. Seu uso em motores de ignição por compressão tem aumentado nos últimos anos devido ao seu baixo impacto ambiental.
- Pó de carbono : Embora menos comum nas aplicações atuais, o pó de carbono foi historicamente usado em motores de ignição por compressão. Este combustível sólido requer um processo de pulverização especial para ser utilizado de forma eficaz em motores. Embora seu uso tenha diminuído devido à maior disponibilidade de combustíveis líquidos mais eficientes e menos poluentes, ainda é utilizado em algumas indústrias pesadas e usinas termelétricas.
Características gerais dos combustíveis utilizados
Os combustíveis utilizados nos motores de ignição por compressão devem ter a capacidade de entrar em ignição espontânea quando submetidos a altas pressões, o que é a base para o funcionamento deste tipo de motor. A mistura ar-combustível deve ser capaz de suportar as altas temperaturas geradas pela compressão, permitindo que a combustão seja iniciada sem a necessidade de faísca externa, como ocorre nos motores de ignição por centelha.
Além da capacidade de ignição espontânea, os combustíveis utilizados devem ser estáveis às altas pressões e temperaturas geradas durante o ciclo de compressão e combustão. Isto garante uma operação eficiente e segura do motor, maximizando o desempenho e minimizando o desgaste do sistema.