Funcionamento
do carro a combustão
O motor
movido à combustão interna é constituído por cilindros, que podem variar de 2,
em motores 2 tempos de motos, até 6 em carros, e em carros especiais de corrida
ou alta potência podem ter 12.
Esses
cilindros possuem um pistão que possui o movimento livre, apesar de ser
extremamente justo dentro do cilindro. Inicialmente o pistão desce e a válvula
de admissão se abre, para que a mistura de ar e combustível, em proporções
exatas, seja injetada no cilindro.
Após a
injeção da mistura, a válvula de admissão é fechada e o pistão retorna para
cima, comprimindo a mistura. Quando o combustível atinge sua compressão máxima
um sistema elétrico produz uma faísca para realizar a ignição. Essa faísca é
produzida pois mesmo em alta pressão a mistura não entra em ignição a baixas
temperaturas, então é necessária a faísca para realizar o processo de ignição.
Com a
ignição realizado haverá o processo de geração de vários gases que se expandem
rapidamente empurrando o pistão novamente para baixo. A força dos gases
exercida sobre o pistão que o fazem descer é aproveitada pelo motor para fazer
girar um conjunto de engrenagens.
Ao atingir
a expansão máxima, uma válvula de escape é aberta para que os gases possam sair
do cilindro. Depois disso o ciclo acontece repetidas vezes. A utilização de
mais um cilindro torna o funcionamento mais eficiente, uma vez que cada pistão
realiza o movimento alternadamente. Sendo assim, o movimento de um pistão para
baixo auxilia a subida do outro pistão.
Esses
pistões são acoplados em um sistema mecânico denominado virabrequim, que não só
capta a força que eles exercem para utilização na geração de trabalho, como
sincroniza o processo de geração de faíscas.
Rendimento:
Um grande
problema encontrado atualmente por desenvolvedores de motores é o rendimento
dos motores. Grande parte da energia introduzida no motor é “perdida”, e
somente uma pequena parte é
transformada em trabalho. O rendimento dos motores varia de 20% até em torno de
40%.
Esse baixo
rendimento se dá, devido ao grande desperdício de energia gerado pelo motor.
Esse desperdício é gerado principalmente pelo atrito das engrenagens do próprio
motor, e pela perda de energia na forma de calor. Mas além dessas perdas,
também há perdas no circuito de refrigeração e perdas no escapamento, devido a
queima incompleta do combustível.
Sistema de
ignição:
O sistema
de ignição é responsável por criar uma faísca que será responsável pela
combustão do combustível, uma vez que a compressão não é suficiente para que
ele entre em combustão. Essa faísca é gerada por uma vela.
A corrente
necessária para a ignição deve ter, pelo menos, de 40 a 60 mA e deve ter uma
tensão de 12 000 Volts. O carro possui uma bateria que fornece 12 V, por isso é
necessário um sistema que transforme esses 12 V em 12 000 V. Esse processo de
transformação, inicialmente, era formado por um circuito elétrico com um
transformador, no entanto, esse sistema evoluiu ao ponto de a ignição levar
muita eletrônica.
No sistema
elétrico, há uma bobina responsável pela transformação da voltagem. Essa bobina
é constituída por um enrolamento de fios primários mais grossos, e um
enrolamento de fios secundários mais finos que dão muito mais voltas. A relação
entre o número de voltas do primário com o secundário é que determina a
voltagem de saída.
Por
exemplo, se o primário possuir 100 voltas e o secundário 100 000 voltas, a
tensão será multiplicada por 1000. Assim, é possível transformar 12 V em 12 000
V. Porém, esse sistema só é possível quando a corrente que passa pela bobina
varia. Para isso, existe uma chave que abre o circuito e fecha no momento em
que a faísca é necessária.
Funcionamento
do carro elétrico
A principal diferença do carro elétrico para com o convencional é que o
elétrico ao invés de utilizar o motor de combustão interna,utilizar motores
elétricos que são alimentados pela energia elétrica proveniente de baterias,são
geralmente de íons de lítio e podem ser recarregadas por até 200 vezes,ou de
reações químicas entre o hidrogênio e oxigênio.No caso dos carros elétricos
alimentados somente pela energia elétrica armazenada em baterias,estas podem
ser totalmente recarregadas em casa durante,em média,seis horas.
Quanto aos
movidos a hidrogênio,o hidrogênio é armazenado em tanques feitos de fibra de
Carbono para que se suporte a grande pressão exercida pelo hidrogênio.este
reage com o oxigênio formando energia e a água como subproduto,essa
eletricidade gerada pode ser utilizada diretamente pelo motor ou recarregar
baterias reservas.
Em ambos os
casos,o carro elétrico é muito silencioso,já que o motor
elétrico,praticamente,não faz barulho.Existe também a vantagem de em situações
oportunas como descer um morro,o motor pode ser utilizado como gerador de
energia e recarregadas,um carro movido somente pela energia proveniente de
baterias tem capacidade de percorrer apenas 100km sem ser necessário
recarregar,no caso do movido por hidrogênio, 350km.
Eficiência
energética:
Os carros
elétricos possuem uma eficiência energética superior aos convencionais,pois a
eficiência dos motores elétricos é muito maior do que todas as outras formas de
propulsão em uso atualmente.Um motor de combustão interna,possui em média a
eficiência de 25%.o que significa que,para 100 unidades de energia(gasolina ou
diesel),apenas 25 vão realmente "fazer o carro se movimentar",os
outros 75 são disperdiçados,principalmente através de atrito e calor.Motores
elétricos puros,no entanto,têm uma média de 80% de eficiência(alguns chegam
perto de 95%).
Bibliografia:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ve%C3%ADculo_el%C3%A9trico
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/7031-como-funciona-o-motor-a-explosao-ou-de-combustao-interna-art1344
http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/motores/downloads/7_rendimentos.pdf
Planejamento
do grupo:
Para a
próxima semana, de acordo com o cronograma do grupo, iremos começar o
desenvolvimento do trabalho realizando a primeira análise comparativa. O
parâmetro de comparação será o impacto ambiental.
Alunos responsáveis pela postagem acima: Lucas e Gustavo.
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