06 janeiro 2009

Câmaras de explosão

O rendimento de um motor à explosão depende, em grande parte, da forma das
câmaras de explosão. Para ser eficaz, uma câmara de explosão, deve ser de tal
modo compacta que a superfície das suas paredes – através das quais o calor se
dissipa para o sistema de resfriamento – seja mínima.
Como regra, considera-se que a forma ideal de uma câmara de explosão seja
esférica, com o ponto de ignição situado no centro, que resultaria numa combustão
uniforme da mistura gasosa em todas as direções e num mínimo de perda de calor
através das paredes. Sendo tal forma impraticável num motor de automóvel, o
conceito mais aproximado, neste caso, é o de uma calota esférica. As formas das
câmaras de explosão, que habitualmente apresentam os motores de automóveis,
são de quatro tipos: hemisférica, em banheira, em cunha (ou triangular) e aberta
na cabeça do pistão, todas elas com válvulas na cabeçote. Os tipos de câmara de
válvulas lateral ou de cabeça em L e em F estão atualmente ultrapassados.
A cabeça hemisférica é utilizada principalmente em motores de elevado
rendimento, já que a sua fabricação é dispendiosa. Na maioria dos automóveis
atuais, as câmaras de explosão apresentam uma das quatro formas principais,
compatíveis com motores de alta taxa de compressão.
O sistema de válvula lateral utilizado nos primeiros automóveis é o mais
econômico. Contudo, neste sistema, a forma da câmara limita a taxa de
compressão a pouco mais de 6:1, valor muito baixo para se conseguir bom
rendimento ou economia de gasolina. O sistema de cabeça em F consiste numa
combinação de válvulas laterais e à cabeça. As válvulas de escapamento são
montadas no bloco do motor e as de admissão na cabeça.


Uma das formas mais eficazes e viáveis de câmara de explosão é a clássica em
calota esférica, cuja base é formada pela cabeça do pistão. As válvulas inclinadas
formam entre si um ângulo de 90º, ocupando a vela uma posição central entre
ambas. Esta disposição, clássica pela sua simetria, encurta a distância que a chama
deve percorrer entre a vela e a cabeça do pistão, assegurando uma boa combustão.
É utilizada em motores de elevado rendimento, sendo o ângulo entre as válvulas
inferior a 90º.
A câmara hemisférica implica na utilização de uma ou duas árvores de comando no
cabeçote ou então de uma árvore de comando lateral com um complexo sistema de
balancins e hastes impulsoras para o acionamento das duas filas de válvulas.
A sua fórmula facilita a admissão da mistura gasosa que penetra no cilindro por um
dos lados do motor e, a expulsão dos gases da combustão, pelo lado contrário.
Também proporciona mais espaço para os dutos de admissão de grande diâmetro,
podendo estes serem dispostos de modo que a mistura penetre na câmara
facilmente e com a devida turbulência.


O adequado fluxo de gases que as suas grandes válvulas permitem, faz com que a cabeça hemisférica proporcione um notável rendimento volumétrico, ou seja, um volume de mistura gasosa admitida igual ao volume do cilindro, sob determinadas condições atmosféricas. Contudo, devido à tendência atual para a fabricação de cilindros com maiores diâmetros e cursos dos pistões mais reduzidos, as válvulas de um motor comum em linha apresentam o diâmetro suficiente para satisfazer as necessidades normais.
Tais válvulas não exigem árvores de comando ou balancins especiais, o que torna menos dispendioso na fabricação do motor.
Câmaras de explosão em banheira e em cunha para que a chama percorra um pequeno trajeto, são muito utilizadas, nos motores de válvula na cabeça, as câmaras de explosão em forma de banheira invertida e em cunha A câmara de explosão em banheira, de forma oval, apresenta as válvulas de admissão e de escapamento colocadas verticalmente na parte superior e a vela na parte inclinada. Na câmara de explosão, em forma de cunha, as válvulas encontram-se no lado inclinado, de maiores dimensões, situando-se a vela no lado mais curto. Ambas as câmaras de explosão permitem a instalação de uma única árvore de comando lateral, com as hastes impulsoras para os balancins em linha. Em alguns motores, as válvulas destas câmaras podem ser acionadas por uma única árvore de comando no cabeçote.
Câmara aberta na cabeça do pistão.
Câmara aberta na cabeça do pistão
Existe um tipo de câmara moderno de explosão situado na cabeça do pistão, pelo
que, neste caso, o cabeçote do motor se apresenta plano. Este tipo de câmara é
apropriado para taxas de compressão elevadas e utilizado principalmente em
motores de competição, nos quais o diâmetro do pistão é superior ao seu curso.
Quando o pistão sobe, na fase final do tempo de compressão, a borda superior do
pistão provoca uma turbulência, sob a forma de jato intenso na mistura gasosa da
periferia do pistão para o centro da câmara, dando origem a uma excelente
combustão sem detonação. A câmara, pelo fato de apresentar a forma de taça e se encontrar na abeça do pistão, conserva o calor contribuindo, desta
forma, para uma mais rápida vaporização da mistura.
Válvula lateral – As câmaras de explosão, num motor de válvulas laterais, não têm uma boa taxa de compressão que é uma das condições fundamentais para que se produza uma boa combustão.
As válvulas estão alinhadas num dos lados do cilindro situando-se, sobre estas, as
câmaras de explosão. A parte superior da câmara forma um declive sobre o
cilindro, dando origem a um pequeno espaço entre a câmara e a cabeça do pistão
no P. M. S., formando uma pequena lâmina de compressão.

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