A combustão é um processo químico exotérmico (libera calor), na qual um combustível reage com o oxigênio do ar. Além destes dois, também é necessário algo que inicie a reação. No caso dos motores, a ignição é o processo que inicia o processo da combustão. Vamos ver como os motores se classificam em relação à ignição?
Motores Otto
Também chamados de Motores de Ignição por Faísca (MIF), neles a mistura ar-combustível é introduzida nos cilindros, em geral, já homogeneizada e dosada, tendo a exceção para os motores de ignição por centelha de injeção direta de combustível (GDI, do inglês Gasoline Direct Injection), nos quais somente o ar é admitido e a injeção do combustível ocorre no interior dos cilindros, sendo a mistura inflamada por uma faísca gerada pela vela de ignição nos motores Otto. Eles utilizam combustíveis mais leves, como a gasolina e o etanol.
Os motores Otto apresentam baixas taxas de compressão, a fim de evitar a autoignição do combustível, sendo uma relação de 10:1 (lê-se dez partes de combustível para uma de ar) a 14:1 para o etanol e 8,5:1 a 13:1 para a gasolina.
Tais motores são os responsáveis por equipar a maioria dos automóveis que encontramos nas ruas em nosso dia a dia, principalmente os veículos utilitários. Também são encontrados em motores de carros esporte e de competição, devido a sua melhor entrega de potência.
Figura 1 – motor de Fórmula 1 da equipe McLaren, de 1993.
Motores Diesel
Também conhecidos como Motores de Ignição Espontânea (MIE), neles o pistão comprime apenas o ar, até que este atinja uma temperatura alta o suficiente. Quando o pistão está próximo de seu ponto mais alto, o combustível é injetado, reagindo imediatamente com o oxigênio do ar quente, sem necessitar de uma faísca. Por causa disso, nos MIE é necessário um sistema de injeção de alta pressão, pois a câmara do cilindro já estará muito pressurizada. A temperatura do ar necessária para que ocorra a reação espontânea do combustível com o oxigênio é chamada de “temperatura de atoignição” (TAI). Tais motores utilizam o Diesel como combustível (como seu próprio nome já diz) devido ao fato de que a TAI do Diesel, de 250ºC, é menor que a dos outros combustíveis, como o etanol hidratado, que apresenta TAI de 420ºC.
Os motores Diesel, por precisarem de ultrapassar a temperatura de autoignição do combustível, apresentam taxa de compressão suficientemente elevada, sendo ela de 15:1 a 24:1 para o Diesel.
Devido a sua simplicidade e grande gama de aplicação, este motor revolucionou a indústria, destronando as máquinas a vapor, responsáveis por mover locomotivas e transportes marítimos. Hoje em dia, tais motores também equipam caminhões, caminhonetes e máquinas pesadas, como tratores.
Figura 2 – Motor de navio RT-flex96C, projetado para grandes navios.
Motores Flex
Tá, mas e o motor Flex? Ele não é diferente do motor a gasolina? A verdade é que a diferença entre tais motores dá-se devido às características do combustível utilizado. Como sabemos, o etanol é mais barato que a gasolina, apresentando menor rendimento, mas sabemos que há momentos em que o etanol compensa mais que a gasolina, enquanto em outros momentos a gasolina compensa mais (normalmente, se a relação entre o preço do etanol e da gasolina for de 70% ou menos, compensa utilizar o álcool), o que torna os motores Flex muito viáveis, por poderem ser abastecidos com os dois combustíveis.
Os motores Flex, são aqueles que permitem o abastecimento do veículo tanto com etanol, quanto com a gasolina. Tal configuração foi introduzida no ano de 2002, no Brasil, e desde então tem ganhado cada vez mais espaço na garagem dos brasileiros. Embora venha se tornando cada dia mais comum, ainda existem muitas dúvidas acerca desse tipo de motor.
Figura 3 – Abastecimento gasolina e etanol.
Os motores flex são regulados para queimar tanto a gasolina quanto o álcool. Uma vez que o veículo é composto por apenas um tanque (o mesmo para ambos os combustíveis), a quantidade de combustível injetada na câmara de combustão é equivalente a mesma de que um motor movido a somente a álcool.
No que tange a relação de compressão, os carros Flex utilizam uma taxa de compressão média para que haja um bom funcionamento para ambos os combustíveis. Enquanto para motores à gasolina a taxa é de 9:1, motores à álcool tem uma taxa de (12:1). Usualmente, os motores flex utilizam uma taxa de compressão em torno de 10:1.
A figura abaixo apresenta um exemplo de compressão, na qual há 8 partes no cilindro para preencher com ar e combustível. Como sabemos que a relação correta para a gasolina é menor que para o álcool, pode-se perceber que os motores flex tem um pouco de perdas por não aproveitarem a relação ao máximo.
Figura 4 – Esquema para taxa de compressão.
Para facilitar a compreensão do funcionamento dos motores Flex e para sanar as dúvidas mais frequentes, responderemos as principais perguntas acerca de tal configuração:
Há algum problema em abastecer somente com gasolina ou somente com álcool?
A resposta é não! Embora os motores Flex tenham sido criados para permitir o abastecimento com os dois combustíveis, utilizar somente um não há problema. No escapamento do automóvel, há um componente capaz de reconhecer qual é o combustível utilizado no momento, conhecido como sonda lambda, responsável por analisar a relação de oxigênio nos gases de escape. Dessa maneira, a partir das informações obtidas pelo dispositivo, é possível realizar um ajuste na injeção eletrônica e garantir um bom desempenho para o automóvel evitando, portanto, desperdícios.
Posso abastecer o motor a gasolina com álcool?
A resposta é não! O etanol é um combustível com alto poder de oxidação, então sistemas que não são preparados para receber tal combustível acabam por sofrer a oxidação em seus componentes, a exemplo da bomba de combustível.
É uma má ideia misturar os combustíveis?
A resposta é não! Desde que seja um motor Flex, não é uma má ideia misturar os combustíveis. Tais tipos de motor foram desenvolvidos para trabalhar com os combustíveis separados ou simultaneamente. O que usualmente é levado em conta é a análise financeira, valendo-se da ideia de que a gasolina rende mais em relação à quilometragem e o etanol entrega melhor desempenho.
O carro Flex tem dois tanques, um para cada tipo de combustível?
A resposta é não! Ao abastecer, ambos os combustíveis vão para um mesmo tanque principal.
Os motores flex exigem cuidados especiais?
A resposta é não! A manutenção dos motores bicombustíveis é a mesma de motores monocombustíveis, e deve seguir sempre as orientações do manual do fabricante.
Posso misturar o etanol e a gasolina em qualquer proporção?
A resposta é sim! Como dito anteriormente, o componente conhecido como sonda lambda é responsável por identificar qual combustível e em qual proporção está sendo usada.
É preciso fazer rodízio dos combustíveis?
A resposta é não! Como o motor Flex é projetado para rodar tanto com etanol quanto com gasolina, em qual quer proporção, não é necessário fazer o rodízio de combustíveis.
Os motores flex exigem cuidados especiais?
A resposta é não! A manutenção dos motores bicombustíveis é a mesma de motores monocombustíveis, e deve seguir sempre as orientações do fabricante.
O motor Flex tem um desempenho menor quando comparado aos motores somente a gasolina ou somente a etanol?
A resposta é sim! Devido ao fato de o motor que roda apenas com gasolina comprime na proporção exata para a mesma, fazendo com que ela seja consumida e aproveitada ao máximo, o motor a gasolina tem um aproveitamento maior dos combustíveis, visto que os motores flex são feitos para dois combustíveis, a compressão não será exata para nem um, nem outro. Contudo, com o avança das pesquisas, os motores flex são cada vez mais desenvolvidos para diminuir a diferença entre eles.
Texto produzido por: Júlia Leite de Faria Ricotta e Fábio Sandrini Costa.
