Como funciona um motor: gasolina, gasóleo, híbrido e elétrico
Antes de perceber porque é que algo avaria, convém saber como funciona. Aqui fica o essencial de todos os motores que vais encontrar hoje na estrada, do gasolina de sempre ao elétrico, passando pelos híbridos, que são os que levantam mais dúvidas.
Os quatro tempos
Um motor a gasolina ou a gasóleo faz em cada cilindro, vezes sem conta, quatro coisas: o pistão desce e entra ar (admissão), sobe e aperta-o (compressão), o combustível arde e empurra-o para baixo com força (explosão) e volta a subir a deitar os gases para fora (escape). A cambota transforma esse sobe e desce em rotação. Na ilustração 1 tens a laranja o momento chave: a mistura ar combustível a arder por cima de cada pistão.
Gasolina e gasóleo: a diferença a sério
Num gasolina, a mistura de ar e combustível é acesa por uma faísca, a da vela, e a quantidade de ar é regulada por uma borboleta: quanto mais carregas no acelerador, mais ela abre. Num diesel não há faísca nem, quase nunca, borboleta: comprime-se só ar, tanto que aquece a mais de 500 graus, e o gasóleo injetado nesse ar escaldante acende-se sozinho. Por isso o diesel comprime muito mais, tem mais força a baixas rotações e gasta menos, e por isso precisa de filtro de partículas e, quase sempre, de AdBlue.
Os híbridos
Um híbrido leva, além do motor a gasolina, um ou dois motores elétricos e uma bateria pequena (a verde, na ilustração 2). Ao arrancar e a baixa velocidade, com pouco acelerador, pode andar só em elétrico. Quando lhe pedes força, quando passas de certa velocidade, quando a bateria desce abaixo da sua margem ou quando está frio e a sofagem precisa de calor, arranca o de gasolina. E ao travar ou levantar o pé, o motor elétrico funciona ao contrário e recarrega a bateria: é a energia que um carro normal deita fora em calor pelos travões.
Os híbridos ligeiros, os de 48 volts, são outra coisa: um motor elétrico pequeno que ajuda o de combustão e permite desligá-lo mais vezes, mas quase nunca movem o carro sozinhos.
Plug-in e elétricos
Um híbrido plug-in é um híbrido com uma bateria muito maior, que se carrega na tomada e dá para 40 a 100 quilómetros em elétrico. Quando se esgota, comporta-se como um híbrido normal. Um elétrico já não tem motor de combustão: a bateria ocupa o piso e um ou dois motores movem as rodas, como na ilustração 3. Sem caixa de velocidades, sem embraiagem, sem óleo de motor, sem escape. Em troca, a bateria é tudo, e o seu estado de saúde (SOH) é o que mais importa quando o compras usado.
As avarias mais comuns
- Falhas de ignição
Um cilindro que não queima bem: o motor treme e perde força. Tens tudo em Ignição, catalisador e sondas lambda.
- Carvão e filtro de partículas
O pesadelo dos diesel de cidade. Explicado em EGR e filtro de partículas.
- Turbo sem pressão
Quase todos os motores de hoje levam turbo. Vê Turbo e intercooler.
- Bateria do híbrido cansada
O motor a gasolina entra mais vezes e o carro gasta mais. Vê Baterias.
- Distribuição
A avaria que mais medo mete num usado. Vê Distribuição.
Com a Final OBD podes ver isto
Num gasolina ou num diesel, a Final OBD desenha-te o motor com o que se passa lá dentro em direto: rotações, temperatura da água, carga e acelerador. No ecrã, o de um Abarth 500.
Num híbrido diz-te a cada momento como vais: só em elétrico, com o motor a gasolina a carregar a bateria ou com os dois a puxar. É a melhor forma de perceber quando e porquê entra o motor de combustão. No ecrã, um Toyota Yaris híbrido.
Abre o capôa explicação a fundo
Porque é que um motor de combustão desperdiça tanto
De toda a energia que o combustível leva, um motor a gasolina transforma em movimento, no melhor dos casos, entre 30 e 38 %, e um diesel um pouco mais, até 40 ou 45 %. O resto vai-se em calor: pelo escape e pelo radiador. É física: um motor térmico só consegue aproveitar parte do calor, e quanto mais comprime e mais quente arde, melhor rendimento tira. Por isso o diesel, que comprime de 15 a 18 vezes contra as 10 a 14 de um gasolina, gasta menos.
Um motor elétrico, pelo contrário, transforma em movimento mais de 90 % da energia que lhe chega. Essa é a grande vantagem dos elétricos, e é o que os híbridos aproveitam na cidade.
Injeção direta, turbo e menos cilindros
Os motores de hoje injetam o combustível diretamente dentro do cilindro, a pressões muito altas (num diesel common rail, mais de 2.000 bar), para o dosear com precisão. E levam turbo para tirar de um motor pequeno a força de um grande: é o chamado downsizing, o 1.0 de três cilindros que rende como um 1.6 de antigamente. Funciona no ciclo de homologação e em condução tranquila; quando se lhe exige muito, gasta conforme o que rende.
Como um híbrido distribui a energia
Há três maneiras de juntar um motor a gasolina e um elétrico. Em paralelo, os dois movem as rodas, cada um à sua maneira, através da caixa. Em série, o de gasolina não move as rodas: só faz girar um gerador que alimenta o elétrico, que é quem empurra. E a mais comum nos híbridos da Toyota e da Lexus, a combinada: uma engrenagem planetária reparte a força do motor a gasolina entre as rodas e um gerador, e dois motores elétricos acertam tudo, sem caixa de velocidades com mudanças. Por isso um híbrido destes soa como se a embraiagem estivesse a patinar quando aceleras: o motor a gasolina sobe para o regime em que rende melhor e fica por ali.
Estes motores a gasolina costumam funcionar com o ciclo Atkinson, que fecha a admissão mais tarde: têm menos força mas gastam menos, e a força que falta é o elétrico que a dá.
Quando entra o motor a gasolina, a fundo
A centralina do sistema híbrido decide a cada instante em função da força que pedes, da velocidade, da carga da bateria e da temperatura. Com a bateria na sua zona boa e pouco acelerador, vai em elétrico. Se pedes força, entra o de gasolina e puxam os dois. Se a bateria desce, o de gasolina recarrega-a enquanto move o carro. E a frio entra para aquecer o catalisador, que tem de estar quente para limpar os gases, e para dar calor à sofagem. Por isso no inverno um híbrido gasta um pouco mais.
O elétrico por dentro
A bateria dá corrente contínua, de 300 a 800 volts. Um inversor transforma-a em alternada, com a frequência que cada momento pede, para mover o motor, que quase sempre é de ímanes permanentes. Uma redutora de uma só relação baixa as rotações até às rodas. Ao travar, o inversor faz o contrário: o motor gera e a corrente volta para a bateria. Um pequeno conversor carrega a bateria de 12 volts, que continua a fazer falta para acordar tudo o resto.
Por isso um elétrico tem tão pouca manutenção: quase tudo o que se gasta num carro de combustão não existe. O que envelhece mesmo é a bateria, e por isso o seu estado de saúde é a primeira pergunta quando compras um usado.
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Quase tudo o que este guia conta vê-se com a Final OBD e um leitor ligado: as avarias explicadas, os dados em direto e o que é próprio de cada sistema.
