Comportamento dos motores – Parte 2 – Tipos de Ciclo – Motos Blog
Comportamento dos motores – Parte 2 – Tipos de Ciclo
Publicado em 29 de setembro de 2010 por Daniel Ribeiro
Os motores de motos tem basicamente dois tipos de ciclo: 2 tempos ou 4 tempos. A diferença entre estes dois tipos de ciclo é bem grande.
Existem outros tipos de ciclo de motores, como Diesel e Wankel, mas nas motos estes tipos não são usados, então vou me ater apenas aos 2 e 4 tempos. Os motores de 2 tempos estão morrendo. Cada dia são menos usados ao redor do mundo, devido a sua característica natural de poluir muito mais do que os motores de 4 tempos. Característica esta causada pelo óleo que é queimado juntamente com o combustível e lançado na atmosfera.
Os motores de 2 tempos tem este nome pois seu ciclo se resume a apenas duas etapas: Admissão/Exaustão e Compressão/Ignição. Eu já escrevi um artigo completo sobre o funcionamento dos motores 2 tempos, vale a pena dar uma olhada. Mas basicamente, basta entender que eles tem uma ignição (explosão) a cada volta.
Já os motores de 4 tempos possuem 4 etapas separadas: Admissão, Compressão, Ignição e Exaustão. Cada tempo destes ocupa meia volta do motor, totalizando duas voltas por ciclo, portanto, ocorre apenas uma ignição (explosão) a cada duas voltas, ou seja, metade das dos motores 2 tempos.
Tempo da Admissão
Partindo do princípio que o motor já está em movimento (seja por ação do motor de arranque, ou pelo próprio funcionamento do motor), o ciclo é iniciado pelo tempo de Admissão. Neste tempo, válvula de admissão se abre e o pistão se movimenta para baixo, expandindo a área do cilindro. Essa expansão reduz a pressão dentro do cilindro. Como a pressão externa é maior, o ar é forçado a passar pelo carburador, onde o combustível é misturado e entra no cilindro. Ao final deste tempo, a válvula de admissão se fecha, isolando assim o cilindro do "mundo exterior".
Tempo da Compressão
Com o movimento do motor, o pistão é forçado a subir, e desta forma, comprime todo o ar misturado com combustível, aumentando consideravelmente a pressão dentro do cilindro. Quando o pistão atinge o ponto-morto superior, toda a mistura de combustível está comprimida na câmara de combustão, que fica logo acima do cilindro.
Tempo da Ignição
Com o combustível comprimido na câmara de combustão, a vela de ignição recebe um pulso elétrico (da bobina de ignição, controlada pelo CDI), e com esse pulso, é gerada uma faísca (centelha). Essa faísca detona todo o combustível que está comprimido na câmara de combustão. Esta pequena explosão cria gases, que se expandem rapidamente, aumentando ainda mais a pressão dentro do cilindro, forçando assim o pistão a descer novamente o cilindro, até que atinja o ponto morto inferior. Este movimento gerado pela expansão dos gases é o responsável por movimentar o eixo do motor, que vai ligado ao câmbio e a roda da moto, portanto, ele é quem faz a moto realmente andar. Além disso, esse tempo gera movimento suficiente para que o motor realize os próximos 3 tempos (exaustão, admissão e compressão).
Tempo da Exaustão
Quando o pistão está no ponto morto inferior, e começa a subir, a válvula de exaustão se abre, e então todos os gases queimados saem do cilindro por ela. A medida que o pistão sobe, ele elimina completamente a presença destes resíduos dentro do motor, para que então o ciclo possa ser recomeçado.
Essa engenharia dos motores de 4 tempos faz toda a diferença se compararmos com os de 2 tempos, pois a explosão do combustível na câmara de combustão é o que gera a força mecânica do motor, então mais explosões é igual a mais potência. Portanto, via de regra, motores 2 tempos são naturalmente mais potentes do que motores de 4 tempos.
Além dessa diferença básica nos ciclos, existem outras diferenças estruturais. A admissão e a exaustão dos motores 2 tempos são feitas através de pequenas "janelas" no cilindro (e algumas vezes no pistão). Quando a janela do cilindro se alinha com a janela do pistão, o gás combustível que vem do carburador entra no motor (pela parte de baixo do pistão), e quando o pistão desce pelo cilindro, força o gás para dentro da câmara de combustão, através de outra janela. Ao subir, o gás e comprimido e ocorre a ignição, e então finalmente o gás é expelido da câmara de combustão quando o pistão desce, abrindo assim a janela de exaustão existente no cilindro.
Perceba que, quando o pistão está na parte inferior do cilindro, tanto a janela de admissão quanto a de exaustão estão abertas, o que faz com que gás combustível vá direto para o escapamento antes mesmo de sofrer a ignição. Essa característica faz com que os motores 2 tempos não tenham uma taxa de compressão elevada, e faz com que o combustível seja despertiçado, o que se traduz em ignições mais fracas e consumo elevado.
Já nos motores de 4 tempos, toda a parte de admissão e exaustão é controlada pelas válvulas no cabeçote. O sistema é bem mais complexo, mas apresenta mais vantagens. Elimina a necessidade de misturar o óleo do motor ao combustível, resultando em menor emissão de gases poluentes. Não há desperdício de combustível, pois quando a válvula de admissão está aberta, a de exaustão está fechada, e a taxa de compressão é maior, resultando em uma explosão mais forte, que por sua vez, resulta em mais força para girar o motor.
Portanto, as diferenças são basicamente as seguintes:
Uma ignição por volta do motor (o dobro do 4 tempos)
Mais potência pela mesma cilindrada
Óleo misturado ao combustível
Carbonização do sistema de exaustão
Engenharia mais simples – Menos partes móveis
Uma ignição a cada duas voltas (metade do 2 tempos)
Óleo não se mistura com o combustível (menos poluente)
Não há carbonização
Engenharia mais complexa – Mais partes móveis
Não tem melhor ou pior. O comportamento de ambos os motores é bem diferente. Depende muito do que você espera e está disposto a sacrificar em troca. Motores 2 tempos são mais simples e mais leves do que motores com a mesma potência de 4 tempos. Em compensação, gastam mais e tem exigem manutenção mais frequente, além de poluir mais. São motores que estão cada vez menos presentes nas motos, e a tendência é que sejam cada vez menos empregados, uma vez que a eficiência dos motores de 4 tempos está evoluindo muito, a ponto de matar as vantagens que o motor 2 tempos tinha, como peso e desempenho.