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Motor Otto de quatro tempos

Motor Otto de quatro tempos

Esta animação apresenta o tipo de motor mais comumente utilizado em automóveis.

Física

Palavras-chave

motor Otto, motor, quatro tempos, automóvel, motor radial, eixo, válvula, cilindro, pistão, vela de ignição, combustão, faísca, admissão, compressão, explosão, tempo de combustão, trabalho, ciclo, motor a gasolina, motor de combustão interna, gasolina, carburador, energia mecânica, produtos de combustão, poluição ambiental, poluição do ar, carro, fábrica de automóveis, produção automóvel, termodinâmica, máquina térmica, energia térmica, física

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Cenas

Motor

  • bloco de motor - Bloco de metal que contém as partes movíveis do motor.
  • caixa de marcha - Ajusta a relação de transmissão do motor para o eixo de transmissão. Altera o número de rotações das rodas motrizes durante uma rotação do eixo de manivelas. Numa mudança baixa, a potência do motor é elevada, mas a velocidade é baixa. Numa mudança alta, o carro anda mais depressa e consome menos combustível, embora acelere mais devagar.
  • filtro de ar - O ar flui para a câmara de combustão do motor, contendo o oxigênio necessário para a ocorrência do processo de combustão. O ar é limpo por este filtro.
  • coletor de admissão - É através desta abertura que o ar necessário para a ocorrência da combustão flui para o cilindro.
  • coletor de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • correia de distribuição - Transmite a rotação do eixo de manivelas para os eixos de comando.
  • distribuidor de ignição - Assegura o funcionamento coordenado das velas de ignição.

Funcionamento

  • porta de admissão - É através desta abertura que o ar flui para a câmara de combustão, a parte do cilindro acima do pistão.
  • vela de ignição - Provoca a ignição da mistura de ar e combustível, a qual por sua vez empurra o pistão.
  • porta de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • biela
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

1º tempo

  • porta de admissão - É através desta abertura que o ar flui para a câmara de combustão, a parte do cilindro acima do pistão.
  • vela de ignição - Provoca a ignição da mistura de ar e combustível, a qual por sua vez empurra o pistão.
  • porta de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • biela
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

2º tempo

  • porta de admissão - É através desta abertura que o ar flui para a câmara de combustão, a parte do cilindro acima do pistão.
  • vela de ignição - Provoca a ignição da mistura de ar e combustível, a qual por sua vez empurra o pistão.
  • porta de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • biela
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

3º tempo

  • porta de admissão - É através desta abertura que o ar flui para a câmara de combustão, a parte do cilindro acima do pistão.
  • vela de ignição - Provoca a ignição da mistura de ar e combustível, a qual por sua vez empurra o pistão.
  • porta de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • biela
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

4º tempo

  • porta de admissão - É através desta abertura que o ar flui para a câmara de combustão, a parte do cilindro acima do pistão.
  • vela de ignição - Provoca a ignição da mistura de ar e combustível, a qual por sua vez empurra o pistão.
  • porta de exaustão - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • biela
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

Construção

  • radiador - Durante o funcionamento do motor, a água de arrefecimento aquece, libertando depois o calor para exterior.
  • motor
  • caixa de marcha - Ajusta a relação de transmissão do motor para o eixo de transmissão. Altera o número de rotações das rodas durante uma rotação do eixo de manivelas. Em um câmbio baixa, a potência do motor está elevada, mas a velocidade é baixa. Em um câmbio alto, o carro anda mais depressa e consome menos combustível, embora acelere mais devagar.
  • eixo de transmissão - Transmite o movimento de rotação do eixo de manivelas para as rodas.
  • tanque de combustível - A gasolina é o combustível utilizado no motor Otto de quatro tempos. Um dos importantes atributos da gasolina é o índice de octanas. Quanto maior o índice, mais elevado é o ponto de ebulição, de forma que o combustível pode ser mais comprimido, o que resulta em uma eficiência maior.
  • engrenagem diferencial - Permite, durante a rotação, que as rodas motrizes rodem a uma velocidade diferente.
  • comando de válvulas - A rotação do eixo de manivelas é transmitida ao comando de válvulas pelo eixo de transmissão.
  • cano de escape - Os gases de exaustão são expelidos por este tubo.

Cilindros

  • eixo de manivelas - Os pistões o impulsionam. A sua rotação é transmitida ao comando de válvulas pelo eixo de transmissão e ao eixo de comando pela correia de transmissão, a qual opera as válvulas.
  • eixo de comando - A sua rotação assegura o funcionamento ritmado das válvulas, sendo controlada pelo eixo de manivelas através da correia de distribuição.
  • pistão - É o seu movimento alternado que faz rodar o eixo de manivelas.
  • válvulas - Coordenam a admissão da mistura de ar e combustível e a exaustão dos gases de exaustão. As válvulas são operadas pelo eixo de manivelas através da correia de distribuição.

Animação

  • caixa de marcha - Ajusta a relação de transmissão do motor para o eixo de transmissão. Altera o número de rotações das rodas durante uma rotação do eixo de manivelas. Em um câmbio baixa, a potência do motor está elevada, mas a velocidade é baixa. Em um câmbio alto, o carro anda mais depressa e consome menos combustível, embora acelere mais devagar.
  • eixo de transmissão - Transmite o movimento de rotação do eixo de manivelas para as rodas.
  • eixo de manivelas - Os pistões o impulsionam. A sua rotação é transmitida ao comando de válvulas pelo eixo de transmissão e ao eixo de comando pela correia de transmissão, a qual opera as válvulas.
  • eixo de comando - A sua rotação assegura o funcionamento ritmado das válvulas, sendo controlada pelo eixo de manivelas através da correia de distribuição.
  • pistão - É o seu movimento alternado que faz rodar o eixo de manivelas.
  • válvula de admissão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 1º tempo, quando o pistão que se move para baixo provoca uma diminuição de pressão dentro do cilindro, sugando a mistura.
  • válvula de exaustão - Os seus movimentos de abertura e fechamento estão coordenados com o movimento do pistão. Abre no momento do 4º tempo, quando o pistão que se move para cima expele os gases de exaustão.
  • pistão - O seu movimento alternado faz rodar o eixo de manivelas. A combustão do combustível faz com que o pistão se mova para baixo. A inércia do eixo de manivelas faz depois com que se mova para cima, em seguida para baixo e mais uma vez para cima. Segue-se depois nova ignição.
  • cilindro - A combustão força o pistão a mover-se para baixo dentro do cilindro.
  • eixo de manivelas - O movimento alternado do pistão faz com que o eixo de manivelas rode.

Narração

Sabemos que os carros são movidos por motores, mas de que forma é que isto ocorre? O movimento de rotação do eixo de transmissão de um motor é transmitido às rodas pela caixa de marcha. A caixa de marcha muda o número de rotações do eixo de transmissão durante uma volta do eixo de manivelas. Numa mudança baixa, a potência do motor é elevada, mas a velocidade é baixa. Numa mudança alta, o carro anda mais depressa e consome menos combustível, embora acelere mais devagar.

O tipo de motor mais comumente utilizado em automóveis é o motor Otto de quatro tempos, o qual converte o movimento vertical alternado dos pistões no movimento de rotação do eixo de manivelas.

O eixo de manivelas impulsiona o veio de transmissão e o eixo de comando através da correia de distribuição. O eixo de comando opera as válvulas, as quais asseguram a admissão de combustível e a expulsão de gases de exaustão através de um movimento coordenado e ritmado de abertura e fechamento.

O primeiro tempo corresponde à admissão: o pistão move-se para baixo, diminuindo a pressão no cilindro. A válvula de admissão abre-se e uma mistura de ar e combustível flui do carburador para o cilindro.

O segundo tempo é a compressão: tanto a válvula de admissão como a de exaustão estão fechadas. O pistão move-se para cima, comprimindo a mistura de ar e combustível e consequentemente aumentando a sua temperatura.

O terceiro tempo é a combustão: a vela de ignição provoca a ignição da mistura comprimida e aquecida de ar e combustível. A explosão empurra o pistão para baixo.

O quarto tempo é a exaustão: o pistão move-se para cima, a válvula de exaustão abre-se e os gases de exaustão são expelidos.

Tal como se pode verificar, no motor o movimento linear do pistão é convertido no movimento de rotação do eixo de manivelas. A energia necessária para mover o pistão é fornecida pelo combustível, que no caso do motor Otto de quatro tempos é a gasolina.
Um dos importantes atributos da gasolina é a octanagem. Quanto maior, mais elevado é o ponto de ebulição, pelo que o combustível pode ser mais comprimido, o que resulta numa eficiência maior.

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