O funcionamento básico do motor a quatro tempos pode ser resumido no quadro abaixo:
Na prática, as seis fases não correspondem exatamente aos quatro tempos conforme indica o quadro acima, porque o ciclo teórico sofre modificações que levam em consideração os seguintes fatores:
a) A combustão real não é instantânea, e as válvulas não se abrem nem fecham instantaneamente.
b) As válvulas e as tubulações oferecem resistência à passagem da mistura e dos gases queimados.
c) a mistura e os gases queimados possuem inércia, havendo portanto um retardo no início e no término do fluxo dos mesmos.
Modificações no ciclo a quatro tempos
São ajustes determinados experimentalmente pelo fabricante do motor, para se obter a máxima eficiência durante o funcionamento.
As modificações são as seguintes:
a) Avanço na abertura da válvula de admissão
b) Atraso no fechamento da válvula de admissão
c) Avanço de ignição
d) Avanço na abertura da válvula de escapamento
e) Atraso no fechamento da válvula de escapamento
As modificações acima são feitas para as condições de voo de cruzeiro.
Como as demais condições (marcha lenta, decolagem, etc.) são transitórias, admite-se uma eficiência não ideal nesses casos.
O avanço de ignição é alterado durante a partida do motor, através de um retardo introduzido automaticamente.
MODIFICAÇÕES NOS TEMPOS DE ADMISSÃO
Essas modificações têm a finalidade de aumentar a carga combustível (mistura) admitida no cilindro.
São as seguintes:
a) Avanço na Abertura da Válvula de Admissão (AvAA)
Conforme mostra a figura abaixo, este avanço é a antecipação do início da abertura da válvula de admissão, para que ela esteja totalmente aberta quando o pistão atingir o PMA.
Esse avanço é medido em graus em relação ao moente do eixo de manivelas.
No exemplo abaixo, o avanço é de 15 graus.
NOTA: Todas as modificações mostradas nas figuras são valores reais, mas constituem meros exemplos, e variam de motor para motor.
b) Atraso no Fechamento da Válvula de Admissão (AtFA)
A válvula de admissão é fechada um pouco depois do pistão ter atingido o PMB.
Isso é vantajoso porque permite à mistura continuar entrando no cilindro devido à inércia da mistura que se encontra ainda no tubo de admissão.
NOTA (Esta nota pode ser ignorada se você ficar confuso com a sua leitura)
As modificações na admissão fazem com que a “Fase de Admissão” tenha início no quarto tempo (escapamento) do ciclo anterior e termine no terceiro tempo (compressão) do ciclo atual.
Diferentemente dessa “Fase de Admissão”, o “Tempo de Admissão” não se altera com as modificações efetuadas, pois está vinculado ao curso do pistão, e não ao fenômeno físico da admissão da mistura no cilindro.
Esse fato demonstra que “Fase” e “Tempo” são coisas diferentes, embora possam eventualmente ter o mesmo nome.
MODIFICAÇÕES NO PONTO DE IGNIÇÃO
A ignição deve ocorrer antes do PMA, porque a mistura leva certo tempo para se queimar.
Portanto a combustão no motor real inicia-se no segundo tempo (compressão) e termina no terceiro (tempo motor).
Como a velocidade da combustão é constante, o avanço de ignição deve ser tanto maior quanto maior a velocidade de rotação do motor.
MODIFICAÇÕES NOS TEMPOS DE ESCAPAMENTO
Estas modificações têm a finalidade de eliminar os gases queimados da maneira mais completa possível.
São as seguintes:
a) Avanço na Abertura da Válvula de Escapamento (AvAE)
A válvula de escapamento é aberta antes do pistão atingir o PMB, para que os gases comecem logo a escapar e não exerçam muita oposição quando o pistão iniciar o curso ascendente logo a seguir.
b) Atraso no Fechamento da Válvula de Escapamento (AtFE)
No final do escapamento, os gases queimados continuam a sair mesmo quando o pistão chega ao PMA, devido à inércia.
O atraso no fechamento da válvula tem a finalidade de aproveitar esse fato, para melhorar a expulsão dos gases.
É o nome dado à situação que ocorre no início da admissão, quando as duas válvulas ficam abertas simultaneamente, devido ao avanço na abertura da válvula de admissão e o atraso no fechamento da válvula de escapamento.
NOTA: O cruzamento é consequência das modificações nos tempos das válvulas, e por isso favorece o funcionamento do motor em voo de cruzeiro, embora possa prejudicá-lo em outras condições.
*Figuras: Aeronaves e Motores – Jorge M. Homa.