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funcionamento do motor diesel

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1. Principio geral

Fases ou tempos de funcionamento (ciclo de motor a quatro tempos)

2. Injecção indirecta

3. Injecção directa

4. Common Rail

5. Velas de incandescência

6. Controlo do motor

7. Arranque do motor

8. Turbos

9. Refrigeração do motor

10. Lubrificação
 
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1. Principio geral

O motor a diesel é um motor de combustão interna, os seus principais órgãos mecânicos são idênticos aos de um motor a gasolina (designado por motor de explosão) e os seus ciclos de funcionamento são normalmente a quatro tempos. A grande diferença reside na forma como é provocada a "explosão", pois num motor a gasolina a mistura necessita de uma faísca, enquanto que num motor a diesel a inflamação é provocada pelo aquecimento do ar sob o efeito da compressão.

Num motor a gasolina a relação volumétrica é da ordem de 9 para 1 enquanto que num diesel esta pode ser na ordem de 20 para 1. Uma tal taxa de compressão leva a que a temperatura do ar dentro dos cilindros atinja elevadas temperaturas da ordem dos 500ºC a 600ºC . É a esta temperatura que o gasóleo se inflama espontaneamente em contacto com o ar, não havendo necessidade de faísca.

Num motor a gasolina a composição da mistura admitida pode variar em função da abertura da borboleta enquanto que num determinado regime o motor a diesel aspira sempre a mesma massa de ar.

Fases ou tempos de funcionamento (ciclo de motor a quatro tempos)

1º tempo – Admissão

É efectuada a admissão do ar para o interior da câmara de combustão, através da respectiva válvula que se encontra aberta. O êmbolo está em fase descendente.

Nota: Nos motores a gasolina é efectuada a admissão de uma mistura de ar e gasolina.

2º tempo – Compressão

É efectuada a compressão do ar no interior da câmara pelo êmbolo em ascensão, estando todas as válvulas fechadas. No final deste tempo é efectuada a introdução/pulverização do gasóleo através dos injectores.

Nota: No final do tempo salta a faísca nos pólos da vela no caso dos motores a gasolina.

3º tempo – Combustão e expansão

O combustível inflama-se em contacto com o ar comprimido e quente o que empurra o êmbolo para baixo. A inflamação inicia-se momentos antes de o êmbolo chegar ao ponto morto superior.

Nota: A gasolina explode.

4º tempo – Escape

A válvula de escape abre permitindo a saída dos gases queimados empurrados pelo êmbolo no seu movimento ascendente após atingir o ponto morto inferior.
 
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2. Injecção indirecta

O combustível não é injectado directamente na câmara de combustão principal. É inicialmente introduzido numa pequena câmara de turbulência (ou de pré-combustão) em espiral por forma a facilitar a mistura com o ar e obter um bom rendimento. Esta é a forma mais tradicional e simples de criar uma turbulência que assegure uma mistura adequada com o ar já muito comprimido na câmara de combustão.

3. Injecção directa

Estes motores não possuem câmara de turbulência, o gasóleo é injectado directamente na câmara de combustão. Estas têm uma concepção adequada por forma a que seja gerada a turbulência necessária.

4. Common Rail

É um sistema de injecção que permite, com uma bomba controlada electronicamente, injectar o combustível a uma pressão superior através dos injectores obtendo-se uma pulverização muito fina directamente dentro da câmara de combustão melhorando a eficácia, reduzindo-se o consumo e as emissões de poluentes.
 
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5. Velas de incandescência

Para facilitar o arranque a frio elevando a temperatura da câmara e do ar admitido, os motores diesel tem habitualmente velas de incandescência. Estas são semelhantes a velas de faísca, mas são compostas por uma resistência que aquece rapidamente sob tensão.

6. Controlo do motor

O regime do motor diesel é unicamente controlado pela quantidade de carburante que é pulverizado para dentro da câmara de combustão, sendo isto regulado pelo pedal do acelerador. Quanto maior for esta quantidade de combustível maior força será produzida. A interrupção do fornecimento de combustível dá-se quando se corta a corrente que alimenta o sistema que fornece a bomba injectora.

7. Arranque do motor

Os motores a diesel são lançados por um motor eléctrico chamado de arranque. A frio estes motores são difíceis de arrancar devido às elevadas taxas de compressão, à necessidade de existir ar dentro dos cilindros a uma temperatura elevada para a inflamação expontânea do gasóleo.
 
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8. Turbos

Os turbos são dispositivos usados com frequência nas motorizações automóveis, com particular relevância na tecnologia Diesel, são sistemas relativamente simples que comprimem o ar a introduzir na câmara de combustão. Uma das formas de aumentar a potência é aumentar a quantidade de ar e combustível disponível para queimar. Existem várias maneiras de o conseguir quer seja aumentando o numero de cilindros quer seja aumentando o seu tamanho. A mais fácil é no entanto a utilização de um compressor ou turbocompressor de ar, dispositivo simples e pequeno. A maioria dos turbos utilizados são accionados de duas formas distintas. Existem vários tipos de equipamentos accionados normalmente pelos gases de escape do motor (ex. turbocompressor) e pelo próprio motor através de uma correia (ex: compressor volumétrico).

8.1 Funcionamento
O objectivo deste dispositivo é disponibilizar uma maior quantidade de ar. Assim uma maior quantidade de combustível pode ser introduzido obtendo-se maior potência de cada explosão em cada cilindro. O rácio potência peso do motor é melhorado. O ar é comprimido através de uma espécie de bomba centrifuga composta por delicadas laminas que podem atingir as 150.000 rpm. Este processo tem alguma ineficiência que advém do facto de ser necessária potência do próprio motor para fazer girar a turbina e de este dispositivo de alguma forma poder exercer alguma resistência no escape dos gases da combustão se for este o meio de accionamento.

8.2 Lubrificação
Grande parte dos turbos utiliza lubrificante com o propósito de arrefecer as partes mecânicas e para permitir que o veio gire a elevadas rotações. Quando se pára a marcha o turbo continua a girar pelo efeito da inércia pelo que se deve evitar desligar o motor imediatamente evitando o corte abrupto do fornecimento de óleo a este dispositivo.

8.3 Intercooler
A compressão do ar provoca o seu aquecimento e expansão. Para se conseguir maior potência pretende-se aumentar a quantidade de moléculas de ar dentro da câmara de combustão e não necessariamente maior pressão. Este dispositivo tem um aspecto de um radiador e tem como propósito arrefecer o ar pressurizado que sai do turbo antes de chegar ao motor. O intercooler ou permutador de calor tem o efeito de ao baixar a temperatura do ar torná-lo mais denso, ou seja introduzir mais moléculas nos cilindros.
 
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9. Refrigeração do motor

Os sistemas mais comuns nos motores de automóveis são os que utilizam uma corrente de líquido em circulação. Este elemento ao circular pelas camisas de água que envolvem as câmaras de explosão e os cilindros do motor absorve parte do calor gerado pelo funcionamento do motor. O liquido de refrigeração em circulação transporta este calor para o radiador onde por sua vez se transmite para o ar atmosférico. O sentido de circulação é efectuado de baixo para cima no motor, sendo depois transportado por um tubo, também para a parte superior do radiador, passando depois pelo seu interior, onde arrefece, até ao tubo inferior que o transporta novamente para o motor.

Esta circulação pode ser provocada por sistema de termo-sifão em que é a diferença de densidades existente entre a água fria e quente que o faz circular ou mais habitualmente por um sistema que utiliza uma bomba centrífuga, colocada no tubo inferior junto do motor. Este ultimo sistema é accionado através de uma correia ligada ao motor e tem a vantagem de permitir uma circulação mais activa e desde o início de funcionamento.

9.1 Líquido refrigerante
É constituído por água destilada com anticongelante e aditivos de protecção.

9.2 Radiador
É composto por dois depósitos, um na parte superior e outro na parte inferior, ligados entre si por tubos metálicos em forma de favos que permitem a circulação do ar pelo exterior e a consequente permuta de calor com o líquido de refrigeração que circula no seu interior.

9.3 Termóstato
É uma válvula colocada no tubo superior entre o motor e o radiador e que se encontra inicialmente fechada. Esta vai abrindo à medida que o líquido de refrigeração aquece até atingir a temperatura normal de funcionamento. Desta forma não existindo, numa fase inicial, circulação pelo radiador este atinge mais rapidamente a temperatura normal de funcionamento.
 
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10. Lubrificação do motor

Todas as partes do motor que trabalhem em contacto umas com as outras estão sujeitas a resistências e atritos que devem ser minimizados por forma a prolongar a sua duração e a economizar força motriz. Este efeito é conseguido através da interposição, entre as superfícies de uma fina camada de uma substância permitindo que estas escorreguem uma sobre a outra sem que exista contacto directo. Esta substância líquida é designada por lubrificante e tem ainda as funções de dissolver impurezas e neutralizar ácidos resultantes da combustão, vedar, arrefecer, proteger contra a corrosão e amortecer o ruído.

10.1 Lubrificação do motor por bomba
Neste sistema é utilizada uma bomba para aspirar o óleo que se encontra depositado no cárter do motor, sendo enviado sob pressão por meio de tubos, aos vários órgão a lubrificar.

10.2 Manómetro do óleo
Indica a pressão de circulação de óleo nos canais de circulação onde se encontra ligado através de um tubo. Caso se verifique ausência ou baixa de pressão deve ser imediatamente verificado o nível de óleo no cárter através da vareta graduada.

10.3 Filtro de óleo
Destina-se a reter pequenas partículas, limalhas e sujidade que sejam aspiradas pela bomba de óleo evitando o seu envio para os canais de lubrificação. Estas partículas ficam depositadas no filtro implicando a sua progressiva saturação pelo que este deverá ser substituído periodicamente e de acordo com as especificações do fabricante.
 
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