Prosseguindo de onde paramos no capítulo anterior, os motores de combustão interna do ciclo Otto transformam a energia calorífica produzida pela expansão dos gases que resulta da combustão da mistura ar-combustível na energia mecânica que que faz o carro se movimentar. Para isso, o combustível líquido precisa ser vaporizado e combinado com certa quantidade de ar.
Antigamente, essa tarefa ficava a cargo do carburador; atualmente, ela é executada por um sofisticado sistema conhecido como “injeção eletrônica”. A proporção entre o ar e o combustível, dá-se o nome de taxa estequiométrica (não confundir com taxa de compressão).
Para produzir um ciclo de força, são necessários quatro cursos sucessivos do pistão, daí porque também é correto dizer "motor de quatro tempos". São eles: 1)admissão; 2) compressão; 3) explosão; 4) descarga (ou escapamento). Somente a terceira fase (também chamada de ciclo de força ou de combustão) é considerada ativa, já que nas demais não há produção de energia.
Motores de dois tempos são largamente utilizados em motocicletas, e os do ciclo Diesel, em caminhões e utilitários. Na Europa, motores a diesel equipam a maioria dos carros de passeio, mas o mesmo não ocorre aqui pelas nossas bandas, pois o preço do óleo diesel é subsidiado.
Embora fuja aos propósitos desta sequência detalhar essas tecnologias "alternativas", vale mencionar que, no diesel, é o ar, e não a mistura ar-combustível, que é aspirado para o interior da câmara pelo movimento descendente do pistão e comprimido quando o êmbolo retorna ao PMS (ponto morto superior). O óleo só é injetado no final do ciclo de compressão, quando a pressão chega a ser 60 vezes superior à inicial e a temperatura atinge patamares elevadíssimos. Como a combustão ocorre por auto ignição, esses motores não usam velas, bobinas, platinado, condensador, distribuidor e outros penduricalhos que tais.
Voltando à vaca fria, no ciclo Otto a combustão se dá a cada duas descidas do pistão. Na primeira (fase de admissão), a depressão criada no interior do cilindro pelo movimento descendente do êmbolo, combinado com a abertura da válvula de admissão (ou válvulas, já que pode haver mais que uma por cilindro) e o fechamento da(s) válvula(s) de escapamento, suga a mistura ar-combustível na proporção definida pelo sistema de injeção eletrônica (ou pelo carburador, no caso dos carros antigos) e no volume determinado pela válvula de borboleta, que se abre em até 90.º, conforme a pressão exercida pelo motorista no pedal do acelerador. Quanto maior for a abertura dessa válvula, maiores serão a quantidade de mistura comprimida no interior da câmara (fase de compressão), a energia calorífica gerada pela combustão (fase de combustão ou explosão), a energia mecânica produzida pelo movimento descendente do pistão durante o ciclo de força e, em última análise, o torque e a potência gerados pelo motor.
A energia calorífica resultante da queima da mistura durante a combustão expande os gases no interior da câmara, resultando na energia mecânica que empurra o pistão de volta ao ponto morto inferior (PMI). O movimento descendente do êmbolo é convertido pela biela na força rotacional que gira o virabrequim e o volante do motor. Este último, assessorado pelo sistema de embreagem (ou pelo conversor de torque, no caso da transmissão automática), transfere essa força para a caixa de mudanças (câmbio), que a desmultiplica e repassa ao diferencial, que a distribui para as rodas motrizes e faz o carro se mover — "mover" é força de expressão, já que modelos atuais de alta performance atingem 100 km/h a partir da imobilidade em menos de 3 segundos, além de alcançarem velocidades máximas superiores a 300 km/h.
Amanhã eu conto o resto.
