Quando você vê aqueles caminhões gigantes transportando enormes cargas pela colina acima, pode parecer um trabalho de um motor padrão, mas o que nós entendemos mal é a imensa potência que um motor a diesel gera para fazer este processo funcionar e fazer o trabalho. Estes motores diesel são a fonte de energia por trás de algumas das maiores e mais fortes máquinas como caminhões, trens e navios.

O que é um motor diesel, e como ele funciona?

Um motor diesel é um tipo de motor de combustão interna, que permite que o combustível seja queimado dentro da parte central do motor, injetando ar quente e de alta pressão em uma câmara ou nos cilindros para produzir energia.

Os motores a gasolina padrão que temos nos nossos automóveis são também motores de combustão interna, ao contrário dos motores de combustão externa encontrados em locomotivas a vapor antiquadas; no entanto, um motor diesel é mais potente.

Além disso, também encontrará estes motores de combustão interna mais eficientes, uma vez que não desperdiçam muita energia, uma vez que o calor permanece apenas num só lugar. Também descobrirá que o seu motor de combustão interna produz mais potência a partir do mesmo volume de combustível do que qualquer outro motor de combustão externa.

O processo de compreender como funciona um motor diesel pode ser explicado em quatro passos simples:

Indução

O processo de sucção de ar à medida que o pistão se desloca pelo orifício e abre a válvula de entrada. A chave é fazê-lo quando a pressão do ar é de cerca de 1,7 a quase 2,4 megapascals. Só então o ar pode ser introduzido em cada um dos cilindros.

Outros métodos de arranque dependeriam do tamanho do motor e da carga conectada. Estes podem incluir a utilização de equipamentos auxiliares, a admissão de jactos de ar comprimido para um motor activado a ar, o fornecimento de corrente eléctrica a um motor de arranque eléctrico e a utilização de um pequeno motor a gasolina engrenado ao volante do motor.

Compressão

Quando a válvula de entrada fecha na parte inferior do curso, permitirá que o pistão suba e comprima o ar recolhido no seu interior. Um motor diesel não utiliza uma mistura de ar-combustível mas comprime o ar, o que evita problemas de pré-ignição encontrados principalmente em motores de ignição comandada de alta compressão. Com motores a diesel é possível atingir taxas de compressão mais potentes, bem como uma maior eficiência do ciclo teórico.

Ignição

Como o combustível é esguichado na parte superior do curso, força o pistão para baixo, permitindo a ignição. O motor diesel vai ganhar energia quando o combustível em combustão é pulverizado ou injetado no cilindro, onde há ar quente e comprimido. No entanto, para que este processo funcione, a temperatura do ar deve ser superior à temperatura em que o combustível injetado pode entrar em ignição. Isto permitirá que o combustível reaja com o oxigênio no ar e consequentemente queime.

É interessante ver que estes motores diesel também são conhecidos como motores de ignição por compressão porque o aquecimento do ar por compressão em vez de uma faísca eléctrica é o que causa o início da combustão.

Exaustão

Quando o pistão sobe, abre a válvula de escape permitindo que o gás queimado se apague. Um turboalimentador e um aftercooler em motores diesel melhoraram o desempenho em termos de eficiência e potência.

Como é que o motor diesel é diferente dos motores a gasolina e a gasolina?

Embora um motor diesel e um motor a gasolina partilhem muitos componentes principais semelhantes e ambos trabalhem no ciclo de quatro tempos, existem várias diferenças inerentes na forma como o combustível se inflama nestes dois motores e na forma como a potência é regulada.

As seguintes são as diferenças mais importantes entre os dois:

Ignição

Num motor a gasolina ou a gasolina, a mistura de combustível e ar é inflamada por uma faísca. O processo inicia-se injectando combustível e ar em pequenos cilindros metálicos e a compressão do pistão torna esta mistura explosiva. Consequentemente, acende-se através de uma faísca eléctrica quando a vela de ignição do motor a põe a arder. Esta mistura de combustível e ar explodirá, gerando energia suficiente para empurrar o pistão para baixo no cilindro e ligar o veículo.

Embora os motores diesel possam seguir um processo mais simples, eles são muito mais manejáveis. A ignição no motor diesel requer apenas a compressão do ar. Quando, por um lado, um motor a gasolina tem uma taxa de compressão típica de 9:1, um motor diesel funciona com uma taxa de compressão de 20:1. Assim, só as compressões podem inflamar o combustível quando o ar está a uma temperatura mais elevada, sem a necessidade de uma faísca eléctrica ou qualquer outro sistema de ignição.

Uma forma fácil de compreender este processo é relacioná-lo com quando está a bombear o seu pneu de bicicleta. Você pode notar que a bomba está ficando mais quente quanto mais tempo você faz uso dela. Isto mostra que a compressão do ar gera calor. Assim, da mesma forma, um motor diesel comprime o calor em espaço ainda menor. Isto torna o ar quente; pode ir até 500°C e por vezes até mais alto.

Hence, então quando o combustível é injetado, ele se inflama instantaneamente e explode sem a necessidade de uma vela de ignição, que, por outro lado, é necessária em um motor a petróleo ou gasolina. Todo este processo demonstra a força e eficiência do motor diesel e o quanto ele se tornou importante em comparação com outros tipos de motores, especificamente aqueles que trabalham com petróleo e gasolina.

Air por sucção

Um motor diesel sempre aspira a mesma quantidade de ar, não importa qual seja a velocidade do motor, através de uma via de entrada que abre e fecha apenas com a ajuda de uma válvula de entrada. Enquanto que, num motor a gasolina, encontrará uma quantidade variável de ar aspirado. Depende da quantidade de abertura do acelerador.

Construção do motor

Embora possa descobrir que um motor diesel tem quase o mesmo aspecto que um motor a gasolina ou a gasolina e contém partes quase iguais, tem muitos outros componentes, o que o torna mais durável que um motor a gasolina ou a gasolina.

Vai descobrir que um motor diesel tem normalmente paredes mais grossas e teias mais resistentes em comparação com um motor a gasolina. Isto permite-lhe uma resistência adicional e ajuda-o a suportar um esforço extra duradouro.

Um motor diesel é normalmente um bloco mais pesado, com bielas, pistões, tampas de rolamentos e virabrequins mais fortes. Como a forma das câmaras de combustão e de turbilhão de um motor diesel é diferente da da gasolina ou do gás, você verá que o projeto da cabeça do cilindro para ambos também é diferente.

Combustível

Como é aparente, um motor diesel funciona com combustível diesel, e o motor a gasolina funciona com gasolina; no entanto, é necessário entender como esses diferentes combustíveis são compatíveis com o funcionamento de seus motores e torná-los mais eficientes.

O combustível diesel é na sua maioria menos refinado, mais substancial, mais viscoso, menos volátil do que a gasolina. Para aqueles que viram ‘derv’ escrito numa estação de bombagem diesel, este é o combustível a utilizar para os seus veículos com motor diesel.

A relação entre o gasóleo e a água também é essencial a ter em conta neste caso. Ele pode endurecer ou mesmo solidificar quando está frio, pois pode observar quantidades de água, que podem congelar. Pode suportar cerca de 50 ou 60 partes de água. Isto pode ser um pouco problemático, pois pode causar o congelamento ou enceramento de linhas de combustível e injetores.

Se você já viu alguém soprar lâmpadas em seu caminhão com motor a diesel durante os invernos, você deve entender isso é o porquê. Além disso, outros também usam certos aditivos para evitar este problema.

Mais importante ainda, você vai descobrir que o combustível diesel tem uma densidade de energia maior do que a gasolina e a gasolina. Esta maior potência de cerca de 147.000 BTU gerados por um galão de diesel, em média, significa que ele vem com uma maior potência, eficiência e melhor quilometragem.

Isso também explica porque o diesel é usado para alimentar veículos de transporte essenciais como ônibus, caminhões, trens, guindastes, equipamentos de construção e agricultura, bem como barcos, tornando-o crítico para a construção, transporte e agricultura, e consequentemente para toda a economia.

Tipos de motores diesel

Você verá que os motores diesel vêm em dois tipos diferentes: dois tempos e quatro tempos. O curso refere-se ao funcionamento do pistão no motor, e isto diferencia fundamentalmente entre os dois modelos.

Dois tempos

Um motor diesel de dois tempos utiliza o curso em duas direcções para completar o seu ciclo. O primeiro curso tem tudo a ver com compressão quando o pistão se move para cima e resulta na ignição do combustível comprimido. O segundo curso ou o curso de retorno acontece quando o pistão se move para baixo apenas uma vez para trazer combustível novo para dentro do cilindro.

O motor de dois tempos geralmente segue estes três passos necessários:

1. Exaustão e admissão: quando o ar fresco entra no cilindro empurrando o antigo para fora através das válvulas no topo.
2. Compressão: isto ocorre quando as válvulas de entrada e escape fecham, e o pistão sobe para comprimir e, consequentemente, aquece o ar. O combustível é adicionado quando o pistão atinge o topo do cilindro, e depois leva à ignição espontânea.
3. Energia: com a ignição da mistura de ar e combustível, o pistão será movido para baixo, e será enviada energia para ligar as rodas.

Motores a quatro tempos

Um motor a quatro tempos pode fazer parte tanto de um motor diesel como de um motor a gasolina ou gasolina. Tem um curso de compressão e um curso de escape, assim como cada um tem um curso de retorno, tornando-o um motor a quatro tempos no total.

O curso de compressão está envolvido na compressão da mistura de ar e combustível para levar à ignição, enquanto o curso do escape trata da libertação de gases queimados. O pistão, neste caso, move-se duas vezes para cima e para baixo.

O motor a quatro tempos envolve quatro passos principais:

1. Entrada: consiste em aspirar ar para o cilindro através da válvula de entrada à medida que o pistão se desloca para baixo.
2. Compressão: ocorre quando o pistão se desloca para cima, fechando a válvula de entrada e comprimindo o ar para o aquecer. Como o combustível é injetado, a ignição ocorre sem uma vela de ignição.
3. Energia: com a ignição, o pistão é empurrado para baixo e a energia é enviada para as rodas.
4. Exaustão: o pistão agora retorna, e os gases queimados são empurrados para fora através da válvula de saída.

Diferenças entre os dois tipos

Embora a diferença significativa entre o motor a dois tempos e o motor a quatro tempos seja o número de cursos, mais evidentemente, outros factores também distinguem estes dois tipos um do outro. Alguns deles são mencionados abaixo:

• Os motores a dois tempos são tanto mais leves como mais pequenos em comparação com os motores a quatro tempos.
• Os motores a dois tempos também são mais eficientes porque produzem potência uma vez para cada rotação, e não uma vez para cada duas rotações, como no caso dos motores a quatro tempos. Embora este seja um ponto positivo, também significa que os motores a dois tempos podem sofrer de um desgaste mais considerável. Assim, eles podem requerer mais refrigeração e lubrificação.
• Verá que a maioria dos motores diesel é um ciclo de quatro tempos. Os de dois tempos são normalmente encontrados em motores maiores, como os de navios e scooters. Por outro lado, você pode descobrir os motores a quatro tempos normalmente usados em carros, caminhões e outros automóveis.
• Os motores a dois tempos requerem volante mais leve, enquanto os motores a quatro tempos requerem volante pesado. O motor a quatro tempos é uma força mais equilibrada com uma rotação para um curso de potência, e o motor a dois tempos gera uma força mais desequilibrada com duas rotações para um curso de potência.
• Lubrificação é geralmente mais fácil para motores a dois tempos e mais complicado para motores a quatro tempos.
• Os motores a dois tempos são considerados mais ruidosos do que os motores a quatro tempos. Eles também geram mais fumaça.
• Os motores de dois tempos são muito mais baratos que os de quatro tempos, que podem ser mais caros devido à sua válvula e mecanismo de lubrificação, bem como uma dificuldade comparativa na fabricação.

Recapitulação da história dos motores diesel

Foi iniciado por Rudolf Diesel, um engenheiro alemão, que concebeu a idéia para o motor diesel, daí, a razão pela qual o motor diesel tem o seu nome. Diesel foi quem percebeu que o curso de compressão poderia substituir o processo de ignição eletrônica do motor a gasolina existente. Ele propôs este ciclo em suas patentes de 1892 e 1893. Ele começou como um motor a quatro tempos.

No início, ou carvão em pó ou petróleo líquido foi proposto como combustível. O primeiro motor industrial desenvolvido sobre as patentes da Diesel foi estabelecido em St. Louis, Mo., por Adolphus Busch, e tornou-se o precursor do motor Busch-Sulzer. Que foi responsável pela propulsão de muitos submarinos americanos na Primeira Guerra Mundial.

Later, soldados que tinham operado tipos de diesel em tempo de guerra foram levados por fabricantes que queriam desenvolver o diesel a dois tempos. Isto tornou os motores diesel mais baratos e fáceis de fabricar.

Later on, a tecnologia de injeção de combustível também foi introduzida para atender à crescente necessidade de um compressor de ar de injeção de alta pressão. Começou como uma bomba feita para substituir o compressor de ar de alta pressão.

No entanto, houve outra melhoria que precisava ser feita. O escape do motor incluía um volume extremo de fumaça, o que levou à queima inadequada do combustível. Assim, um bico de injeção de combustível foi introduzido para injetar combustível no cilindro.

Em 1914, William T. Price, que era um jovem engenheiro americano, também contribuiu para o motor diesel, trabalhando em um motor que precisava de uma menor taxa de compressão e sem lâmpadas quentes. Ele foi bem sucedido e, portanto, também solicitou patentes. Entretanto, muito ainda precisava ser feito para levar o motor diesel à forma que está em uso hoje.

Durante esse tempo, motores de dois tempos eram comumente usados para produzir eletricidade, fazer funcionar usinas de bombeamento de água e lanchas elétricas, arrastões e rebocadores.

No início dos anos 20, a General Electric e a Ingersoll-Rand formaram uma parceria na construção de uma locomotiva diesel-eléctrica. O sucesso foi tal que a locomotiva resultou em encomendas de quase todas as indústrias, incluindo fábricas, minas, e ferrovias. Agora elas são usadas em maquinaria de construção pesada, tratores agrícolas de alta potência, e a maioria dos grandes caminhões e ônibus.

Embora haja consensos ao uso de um caminhão com motor diesel, como a omissão mais significativa de poluentes no ar, sua invenção ainda é um avanço que tem contribuído imensamente para várias indústrias no mundo, predominantemente de transporte, construção e agricultura.

Por isso, é da maior importância saber como este processo foi iniciado, e os diferentes tipos de motores de caminhão a diesel que existem hoje em dia.

Quando se trata de reparar o seu motor a diesel, recorra a um serviço de reparo diesel estabelecido, cujos técnicos podem reparar o motor diesel do seu caminhão de forma eficaz e com o melhor da sua satisfação.

No STP Diesel, acreditamos em encontrar & reparando a causa raiz da falha, não apenas o sintoma. Evitar reparos repetidos é um dos nossos fundamentos; ser capaz também de identificar reparos preventivos é fundamental para manter o seu equipamento na estrada.

Um melhor conhecimento do funcionamento de um motor diesel e da sua diferença em relação a outros tipos de motores, como os produzidos a gasolina e a gasolina, oferece uma imagem mais clara de como evoluímos tecnologicamente.

Então, da próxima vez que vir um grande camião com motor diesel a passar pelo seu carro, a transportar a sua grande carga, apreciar as diferenças e compreender os mecânicos mais significativos que trabalham por detrás da sua condução.

STP Diesel serve actualmente a grande área de Houston, incluindo The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land, e Katy.