Um motor de quatro tempos, também conhecido como motor de ciclo Otto, é um tipo de motor de combustão interna que realiza quatro tempos distintos durante um ciclo completo de operação. Os quatro tempos, ou fases, são admissão, compressão, combustão/expansão e exaustão. Cada tempo representa uma parte específica do ciclo de funcionamento do motor.

O Ciclo Otto

No centro dos motores de quatro tempos está o Ciclo Otto, que revolucionou a forma como entendemos e utilizamos motores de combustão interna. Nomeado em homenagem a Nikolaus Otto, o engenheiro alemão pioneiro na tecnologia automotiva, esse ciclo é a essência dos motores a gasolina que dominam nossas estradas.

Admissão (Tempo 1)

• Válvula de Admissão Aberta: No primeiro tempo, a válvula de admissão se abre, permitindo que a mistura ar-combustível (gasolina ou outra fonte de combustível) entre na câmara de combustão enquanto o pistão se move para baixo. Isso cria uma mistura altamente inflamável na câmara.
• Compressão do Pistão: No final da fase de admissão, a válvula de admissão se fecha, e o pistão começa a se mover para cima, comprimindo a mistura ar-combustível. A compressão aumenta a temperatura e a pressão da mistura.

Compressão (Tempo 2)

• Válvulas Fechadas: Com a válvula de admissão fechada, o pistão continua a se mover para cima, comprimindo a mistura até atingir uma alta pressão e temperatura. A compressão é crucial para maximizar a eficiência do processo de combustão subsequente.

Combustão/Expansão (Tempo 3)

• Centelha da Vela de Ignição: Quando o pistão atinge o ponto mais alto da compressão, a vela de ignição emite uma centelha elétrica. Isso inflama a mistura ar-combustível, gerando uma explosão controlada.
• Expansão dos Gases: A explosão resultante produz uma alta pressão que força o pistão a se mover para baixo. Esse movimento é convertido em trabalho mecânico, que é transmitido ao virabrequim por meio da biela.

Exaustão (Tempo 4)

• Válvula de Escape Aberta: Na fase de exaustão, a válvula de escape se abre, permitindo que os gases queimados sejam expelidos da câmara de combustão à medida que o pistão se move para cima.
• Eliminação dos Gases de Exaustão: O movimento ascendente do pistão empurra os gases de exaustão para fora da câmara de combustão, preparando o motor para o próximo ciclo.

Gráfico do Ciclo Otto

O gráfico do ciclo Otto é uma representação visual das mudanças de pressão e volume que ocorrem no interior do cilindro de um motor durante cada fase do ciclo. Este gráfico é conhecido como diagrama pressão-volume (PV).

Conclusão

O Ciclo Otto é um ciclo teórico, e o desempenho real dos motores a gasolina pode variar devido a fatores como perdas de calor, atrito e eficiência do processo de combustão. Apesar disso, o Ciclo Otto fornece uma base importante para o projeto e análise de motores de combustão interna, e é amplamente utilizado na indústria automotiva. Ele é fundamental para entender como a energia é convertida em trabalho em motores a gasolina, impulsionando veículos e várias outras aplicações.