Motor de combustão interna e externa

Motor de combustão externa

Os motores de combustão externa são aqueles onde a queima de combustível ocorre fora do motor. O motor a vapor é um exemplo típico.

Nesse caso, a queima do combustível ocorre externamente para o aquecimento da caldeira, que produz o vapor que movimenta os pistões do motor.

Uma locomotiva a vapor, por exemplo, consiste das seguintes partes principais:

• Caldeira – responsável por gerar a energia (vapor);
• Máquinas – são os mecanismos que utilizam a energia proveniente do vapor para transformá-la em movimento mecânico;
• Tênder – é a parte da locomotiva onde estão armazenados o combustível e a água, elementos necessários para gerar e transferir energia.

Funcionamento

O motor de combustão externa de uma locomotiva a vapor pode ser visualizado na figura abaixo. Esse tipo de locomotiva movimentou o sistema de transporte por décadas, sendo que alguns exemplares ainda estão em funcionamento até hoje, inclusive no Brasil.

O Combustível e água do tênder são transferidos para a fornalha e a caldeira, respectivamente. O combustível é queimado na fornalha, sendo os gases quentes arrastados através dos tubos da caldeira para dentro da Caixa de Fumaça, de onde serão finalmente expelidos para cima, através da chaminé. Ao passar pelos tubos, o calor dos gases é transferido para a água dentro da Caldeira, convertendo uma parte desta em vapor que, sendo acumulado no Domo de Vapor, gera pressão e é transferido, quando solicitado — através de uma válvula controladora (ou regulador de pressão) e de um tubo — para as válvulas direcionais, e daí para os cilindros.

O motor a vapor chegou a ser testado e utilizado em diversos veículos: locomotivas, automóveis, navios e até motocicletas. O peso e volume do conjunto inviabilizaram a sua utilização em veículos de pequeno porte, tendo ficado restrito a utilizações industriais, navais e ferroviárias.

O porte dos automóveis exigia um motor mais compacto, com combustível de fácil armazenamento e com maior autonomia. O advento da exploração do petróleo propiciou o surgimento de motores mais modernos, potentes, compactos e econômicos.

Motor de combustão interna

Motor de combustão interna é uma máquina térmica que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.

São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho, ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.

Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine.

Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de frequente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama).