Quando você pensa em um motor, o primeiro que vem na cabeça é esse.
Nos motores a gasolina você quer aproveitar a EXPLOSÃO da gasolina, que empurra o pistão, que gira a roda, e você anda para frente. MAS tem uma pegadinha. Esse motor estraga com CALOR. Então, para retirar calor do motor é preciso ter água em um radiador, que vai trocar calor com o vento. Você sabia que apenas 22% da energia da gasolina está contida na explosão, e os outros 78% são calor? Seu motor, por mais moderno que seja, tem somente 20% de eficiência.
O segundo motor que você pensou foi esse.
Os motores elétricos são mais eficientes? Sim, MAS, também tem suas limitações. Os motores a gasolina consomem gasolina, e a gasolina vem do petróleo. Mas a eletricidade vem de onde? Esse é o problema. Se vier do Sol, então beleza, energia de graça todo dia. Mas não é assim que acontece na prática, a nossa energia elétrica É MUITO SUJA. A eletricidade das hidroelétricas utilizam enormes barragens de água parada, prejudicando a vida animal e inundando permanentemente cidades humanas. A energia eólica é ineficiente pois são necessários centenas de cataventos para abastecer uma pequena cidade. As termoelétricas queimam carvão e gás natural, poluindo a atmosfera com carbono. As usinas nucleares tem o péssimo hábito de explodirem e contaminar o solo com radiação mortal por 100 mil anos.
Esse motor seu avô conhece, mas você não.
Esse é o motor a vapor, ou Locomotiva. O problema desses motores é que a parte que produz movimento é esse quadrado entre as duas rodas pequenas da frente, conseguiu ver na foto? Todo o resto da máquina, 90% do volume total do motor, é a caldeira de vapor. Tudo isso, todo esse cilindro gigante é cheio de água, e quando o maquinista acelera o motor, na verdade ele está alimentando o fogo com carvão ou diesel, esse fogo esquenta a água e o vapor movimenta as rodas. Na verdade, as Usinas Nucleares são todas usinas a Vapor, pois o material radioativo esquenta a água do reator até virar vapor, e esse vapor movimenta uma turbina a vapor, parecida com as turbinas de avião, e esse é o nosso quarto tipo de motor.
É lindo, eu acho, um dos motores mais bonitos de se ver em funcionamento. Sua eficiência é questionável, pois ao contrário dos motores a gasolina, as turbinas gostam de calor e melhora o seu funcionamento quando estão quentes. Por serem muito grandes, sua eficiência é medida em litros por hora, não é uma medida muito precisa. Eles são motores "reativos", porque eles funcionam melhor em movimento, quando o avião está a 900km/h o vento faz muita pressão entrando dentro do motor e essa pressão melhora o rendimento da turbina, muito melhor do que ficando parada. Mas será que existem outros tipos de motores? Alguns mais existem, porém não tem aplicação comercial.
Motores de foguetes sólido, líquido e o desconhecido Stirling. Esse Stirling eu não vou tentar explicar agora, é melhor você ver o funcionamento com seus próprios olhos.
Existem dois tipos de Stirling , um deles eu não mostrei, o cospe fogo. Ele "engole" a chama da vela, e o ar dentro dele esquenta e se expande, empurrando o pistão. Mas quando o ar se expande, ele também perde energia e esfria. Então surge uma força de compressão, uma espécie de "vácuo", que puxa o cilindro de volta ao início, e então ele engole outra chama. Não é nem um pouco eficiente, mas prova o conceito. Esse outro, o do vídeo, é mais funcional, o Stirling "regenerativo". O ar dentro dele não sai nunca, pode ser até substituído por um líquido. Mesma coisa, o ar esquenta e empurra o pistão. Mas esse modelo tem dois pistões, e o menor é o regenerativo. Ele está um pouco fora de sincronia com o pistão grande, então ele faz pressão sobre o ar quente, para empurrar o pistão grande. Quando a roda completa 180º, o pistão pequeno "puxa" o ar menos quente que está se contraindo, ajudando a puxar o pistão grande aumentando o vácuo. Esse motor foi feito em tamanho real pela NASA, e se mostrou muito eficiente, eficiente demais, tanto que as empresas petrolíferas meio que entraram em pânico, e meio que o cientista responsável pelo projeto foi gentilmente convidado a se retirar da Nasa, por favor.
"Mas Danghetti, como vamos fazer um motor mais eficiente com todas essas qualidades caber dentro desse negocinho pequenininho?"
Pô mano, tá me tiranu? Caber, cabe sim. Vamos ao Paint.
Vamos eleger como nosso combustível, o Álcool Etanol, renovável, deixaremos os fazendeiros e as empresas petrolíferas felizes, assim eu espero. Por favor Petrobrás, eu amo vocês, não quero acordar com a boca cheia de formiga.
Depois desse lindo discurso, amo vocês, de paixão. Orgulho de ser Brasileiro. Graças a Deus não temos inimigos, nem precisa. Eu esqueci de falar de uma qualidade dos motores elétricos muito útil para nós, Eles podem ser revesíveis, ou seja, quando aplicamos energia eles giram, mas quando deixamos de aplicar a energia, ele pode devolver um pouco de eletricidade, funcionando como gerador. Tem pouca diferença entre motores e geradores, então um cientista poderia desenvolver um motor que quando estiver no processo de frenar o carro, ele usaria essa energia para carregar as baterias.
No desenho eu usei o turbocompressor, que já é bastante comum, ele aumenta a quantidade de ar que entra no motor e usa a própria energia do escapamento para girar, e diminui o consumo de combustível. Usei também o motor Stirling regenerativo onde normalmente ficaria o Carter de óleo. Não sei como isso funcionaria na prática, eu não tenho um laboratório para testar. O vapor que a combustão faria foi aproveitado em uma turbina a vapor, talvez não para movimentar o carro em si, mas poderia ser usado para carregar as baterias elétricas.
E assim temos um motor 4 em 1 super eficiente, A tração das rodas seria feito da forma convencional, assim como nos carros híbridos, motor a combustão e um motor elétrico. Mas nós reaproveitaríamos o CALOR do motor para movimentar o stirling e a turbina a vapor, gerando mais eletricidade e melhorando o torque, talvez o motor teria apenas dois cilindros, com a mesma potência de um de quatro cilindros atual. Seria uma economia aproximada de 40% de combustível, em valores teóricos. E por motivos óbvios não foi possível fazer o motor de foguete, Infelizmente. Mas fica aí então nosso próximo sonho. Abraços:
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