Motor
Um motor.
Um motor é um dispositivo que converte outras formas de energia em energia mecânica, de forma a impelir movimento a uma máquina ou veículo. Em contraste, existem os chamados geradores. O termo motor, no contexto da fisiologia, pode-se referir aos músculos e a habilidade de movimento muscular, como em coordenação motora.
No contexto da informática o termo motor é muito utilizado em denominações de várias tecnologias computacionais – como em "motor de busca", "motor de jogos", entre outros. E ainda em aplicações físicas como o motor de passo em impressoras.
Desde os primórdios, a humanidade utiliza fontes motoras para obter trabalho. Os primeiros motores utilizavam força humana, tração animal, correntes de água, o vento, e o vapor.
Índice
1 Tração animal
2 Turbinas
2.1 Turbinas hidráulicas
2.2 Turbinas eólicas
2.3 Turbinas a vapor
2.4 Turbinas a gás
3 Máquina a vapor
4 Motor de combustão interna
4.1 História
4.2 Princípios de funcionamento
4.3 Configurações
4.3.1 Motor a pistão
4.3.2 Motor rotativo
5 Motor de combustão externa
6 Motor a ar comprimido
7 Motor elétrico
8 Motor híbrido
Tração animal |
Por muitos séculos a tração animal foi a única fonte de força utilizada para realizar trabalho (o próprio homem, gado, cavalo, camelo, cães, etc).
A força humana foi utilizada pelas primeiras máquinas simples criadas pelo homem, tais como alavancas, esteiras, cordas e polias. A partir destes dispositivos surgiram os primeiros guindastes e moinhos de produtos rurais.
A tração animal foi muito utilizada em engenhos e em veículos para o transporte de cargas mais pesadas. Cavalos e bois são os animais mais comuns neste método.
Com o desenvolvimento das sociedades, tornou-se imperiosa a busca por novas fontes motoras.
Turbinas |
Turbinas hidráulicas |
Ver artigo principal: Turbina hidráulica
Turbina hidráulica Francis na represa de Grand Coulee, Estados Unidos.
A água é amplamente usada como fonte de energia em máquinas chamadas turbinas hidráulicas. Os antigos moinhos de água já utilizavam o potencial de reservatórios e a cinética de correntezas para impelir força a engenhos e bombas de água. Com o surgimento da tecnologia de geração de energia elétrica, as turbinas hidráulicas receberam um novo papel fundamental, propelindo geradores elétricos. Existem basicamente quatro concepções de turbinas hidráulicas: Pelton, Francis, Kaplan e bulbo.
Turbinas eólicas |
Ver artigo principal: Turbina eólicaHistoricamente, houve grande transformação cultural e econômica a medida em que povos passaram a dominar tecnologias de uso da energia eólica, ou vento, como fonte de energia. Em diferentes momentos, a invenção da vela propiciou um grande avanço nos transportes, os (moinhos de vento), significativas transformações em processos de manufatura. No século XX, com a expansão do uso da energia elétrica e a busca por fontes de energia renovável, as turbinas eólicas receberam nova utilidade.
Turbinas a vapor |
Ver artigo principal: Turbina a vaporTurbina a vapor é um equipamento que converte a energia térmica do vapor em energia mecânica, sendo um equipamento que apresenta boa eficiência quando projetado para tanto.
Essa energia mecânica pode ser utilizada para gerar movimento em máquinas e equipamentos. Quando uma turbina a vapor é acoplada a um gerador, por exemplo, converte-se energia mecânica em energia elétrica. Outro exemplo é o acoplamento da turbina a uma bomba hidráulica, permitindo o movimento de água de um reservatório a outro.
Turbinas a gás |
Ver artigo principal: Turbina a gásAs turbinas a gás são recentes comparadas às máquinas movidas por correntes naturais de água ou ar. A tecnologia das turbinas a gás está associada a sistemas de combustão e materiais especialmente desenvolvidos. Esta tecnologia só se tornou viável com os avanços tecnológicos ocorridos na época da segunda guerra mundial.
O emprego de turbinas a gás varia principalmente entre a propulsão naval, geração de energia elétrica e propulsão de aeronaves. Neste último caso, das turbinas aeronáuticas, trata-se de um tipo de motor a jato, já que são máquinas que aceleram um fluido a altas velocidades para gerar empuxo.
Máquina a vapor |
Ver artigo principal: Motor a vaporNa idade moderna um novo salto tecnológico impulsionou a revolução industrial. O advento da máquina a vapor utilizada primeiramente em minas para bombeamento de água e posteriormente no transporte marcou definitivamente o modo de vida e delineou a sociedade moderna. Esse primitivo processo aplicado primeiramente em motores a pistão, o vapor de água em ebulição era retido numa caldeira até adquirir uma pressão superior a atmosférica e a seguir transferido para uma câmara de distribuição na cabeça dos motores para ser injetado nos cilindros gerando assim uma reação suficiente para mover a árvore de manivelas e produzir movimentos. Com o tempo, o motor a vapor de pistões foi substituído pela turbina a vapor mais rápida.
Motor de combustão interna |
Ver artigo principal: Motor de combustão interna
Um motor de quatro tempos é um motor de combustão interna, uma máquina térmica que transforma energia térmica em energia mecânica.
A invenção dos motores a explosão marcam o maior avanço no setor de transportes.
Existem muitos tipos de motor a explosão que utilizam combustíveis diversos, líquidos ou gasosos, operam sob diferentes ciclos termodinâmicos e possuem diferentes mecanismos de funcionamento.
História |
A teoria fundamental do motor de dois tempos foi estabelecida por Nicolas Diogo Léonard Sadi Carnot (França, 1824), enquanto a patente pelo primeiro motor à combustão interna foi desenvolvida por Samuel Morey (Estados Unidos, 1826).
Em 1867, Nicolaus Otto desenvolveu o primeiro motor atmosférico. Logo após, unindo esforços com Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach, desenvolveram o primeiro motor quatro tempos. Em 1896, Karl Benz patenteara o primeiro motor boxer actualmente utilizado nos porsche e subaru, com cilindros opostos horizontalmente.
O engenheiro alemão Rudolf Diesel patenteou um motor à combustão de elevada eficiência, demonstrando em 1900. Era um motor movido a óleo de amendoim, cuja tecnologia leva seu nome até hoje, o motor diesel.
Os motores à combustão interna foram convencionados a serem utilizados em automóveis devido as suas ótimas características, como a flexibilidade para rodar em diversas velocidades, potência satisfatória para propulsão de diversos tipos de veículos, e poderia ter seus custos reduzidos para produção em massa.
Na primeira metade do século XX, como forma de elevar a potência e a performance dos veículos, houve muitos aprimoramentos em relação ao desenho, número e disposição dos cilindros. Logo surgiram motores de 4 a 12 cilindros (ou até mais), sendo motores com cilindros em linha ou em V, de diferentes capacidades.
Princípios de funcionamento |
Motores de combustão interna se baseiam em modelos termodinâmicos ideais, como ciclo de Otto ou ciclo Diesel, o que se refere a forma como ocorre cada fase de funcionamento do motor. Estas denominações não se referem ao combustível ou mecanismo do motor, mas, sim aos processos pelos quais passam os gases no interior do motor.
Máquinas inspiradas no ciclo de Otto são chamadas motores de ignição por faísca, as inspiradas em ciclo Diesel são motores de ignição por compressão. Ambos os tipos podem ser construídos para operar em dois ou quatro tempos, o que significa que cada ciclo de funcionamento pode ocorrer em uma ou duas voltas do eixo de manivelas.
Configurações |
Motor a pistão |
Ver artigo principal: Configurações de motores a pistão 
Funcionamento do motor radial.
Motor em linha: tem pistões dispostos lado a lado, de trajetórias paralelas. Desde motores de motos aos maiores motores de propulsão naval fazem deste tipo o mais comum.
Motor em V: se constitui de duas fileiras de pistões, dispostas em V, ligadas a um eixo de manivelas. Motores deste tipo são conhecidos pelo som característico que emitem e por equiparem automóveis esportivos.
Motor boxer: utiliza duas fileiras de pistões horizontais e contrapostas, ficou popularmente conhecido por equipar o modelo Fusca da marca Volkswagen.
Motor radial: possui uma configuração onde os pistões estão dispostos em torno de uma única manivela do Cambota, foi muito utilizado para mover hélices de aviões.
Motor rotativo |
Ver artigo principal: Motor rotativo
Motor Wankel: utiliza rotores de movimento rotativo em vez de pistões.
Quasiturbine: também é um motor rotativo. É mais aperfeiçoado que o motor Wankel.
Motor de combustão externa |
Ver artigos principais: Motor a vácuo e Motor StirlingO motor a vácuo opera com vácuo e pressão atmosférica gerados em lados opostos de um pistão, enquanto o motor Stirling funciona usando a diferença de temperatura dos gases.
Motor a ar comprimido |
Motor que obtém trabalho a partir da energia interna de um gás, ou seja, fazer o ar comprimido se expandir dentro do pistão, produzindo trabalho. Nesse fenomenal processo, o oxigênio é comprimido a uma pressão de 20 bar, então ocorre a inserção na câmara de compressão de ar comprimido proveniente de cilindros, gerando uma reação que move o pistão. É livre de poluição e combustível barato. Outra opção seria usar nitrogênio líquido, o que seria capaz de gerar uma expansão muito maior. Este motor, teria fins específicos.
Por meio século as locomotivas movidas a ar foram sérios concorrentes na disputa pelo meio de transporte pelas suas vantagens óbvias: simplicidade, segurança, economia e limpeza. Motores movidos a ar foram usados rotineiramente e comercialmente, primeiramente como transporte público e mais tarde em minas. O termo “movido a ar” desapareceu dos livros de engenharia depois da década de 30 e da Segunda Guerra Mundial. Os motores a combustão interna haviam sido aperfeiçoados, a indústria do petróleo se firmou e o combustível era barato. O real interesse em motores movidos a ar voltou na década de 70 nos EUA quando houve falhas energéticas. Dezenas de inventores patentearam designs para carros movidos a ar de forma híbrida, ciclo fechado, e autossustentável, assim como conversões para motores a combustão interna já existentes e projetos de carros a ar feitos para serem reabastecidos em estações de ar comprimido.
O pesquisador brasileiro Josoé Bonetti, com vários anos de experiência na área de motores ecologicamente corretos,desenvolveu um novo sistema de motor uma novidade audaciosa,motor hibrido mas desta vez ecológico ao extremo, o que chama atenção é que os combustíveis utilizados que são abundantes na natureza e não nocivos,”ar e água”usando a base de um motor já existente de um micro-ônibus com 150 cv Cummins e pesquisas voltadas para o motor a ar comprimido e motores a hidrogênio.com experiência e participações em patentes requeridas, Josoé decidiu unir as duas tecnologias,como o motor a ar comprimido vinha tendo perdas consideráveis de autonomia e potência, inseriu um reator de hidrogênio no próprio motor que produz 20% do combustível hidrogênio extraído da água e não possui tanques de armazenamento, produz o que o motor necessita para funcionar associando 80% de ar comprimido tornando um motor eficiente e superando as perdas de torque que encontrou nos motores a ar, diferente de outros projetos que fazem uso de combustíveis fósseis, para percorrer 100 km consome 1,5 litros de água e 100 litros de ar comprimidos a 220 bars, expelindo oxigênio e vapor de água apenas pelo escapamento, esta tecnologia ainda está em desenvolvimento, diz Josoé, que ainda explica que no Brasil existe pouco interesse por este assunto e muitas barreiras.
Motor elétrico |
Ver artigo principal: Motor elétricoParalelo ao motor a explosão, o grande avanço na indústria deve-se ao motor elétrico, que veio acelerar a mobilidade pois tem forma de tração mais simples e eficaz não necessitando de caixas de velocidades, e muito mais silencioso, tem índices de poluição quase zero e a produção de energia é simples e eficaz.
Motor híbrido |
Ver artigo principal: Automóvel híbridoO automóvel híbrido é aquele que utiliza mais de um motor. A configuração mais utilizada é um motor a combustão e outro elétrico assim o consumo de combustível é menor. No caso do Toyota Prius o motor a combustão é desligado quando o carro anda a uma velocidade baixa mas constante e quando a bateria tiver descarregada é ligado o motor a combustão para a recarregar.
