Explique o que é uma mistura pobre em motores de combustão interna e como ela pode causar o superaquecimento do motor.
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede pra gente explicar o que é mistura pobre num motor de combustão interna e como isso pode levar ao superaquecimento. O conteúdo aqui é química e termodinâmica de motores: vamos precisar entender a razão ar-combustível (AFR), o conceito de mistura estequiométrica e o efeito da sobra de ar na temperatura de queima.
Passo 2
Antes de tudo, mistura pobre significa que você tem mais ar do que o ideal para queimar todo o combustível. Em termos práticos usa-se a grandeza lambda:
Se , tem ar sobrando → mistura pobre. Para gasolina, AFR estequiométrico é cerca de 14,7:1 (14,7 partes de ar para 1 de combustível).
Se
Passo 3
Por que isso importa? Em uma mistura pobre:
- A chama fica mais quente porque o excesso de ar favorece uma combustão “mais seca”.
- Menos combustível significa menos combustível líquido pra ajudar a “resfriar” as paredes do cilindro durante a vaporização e queima.
- A taxa de liberação de calor por unidade de massa de mistura cresce, elevando a temperatura máxima no cilindro.
Passo 4
Com a temperatura de combustão mais alta e menos efeito de resfriamento pela vaporização do combustível, as paredes da câmara e o bloco absorvem mais calor. Isso faz:
- A temperatura do líquido de arrefecimento (água/anticongelante) subir além do normal.
- Aumentar o risco de detonação (batida de pino), agravando ainda mais o calor local.
- Sobrecarga do sistema de refrigeração, que pode não dar conta do calor extra, resultando em superaquecimento do motor.
Resposta
Uma mistura pobre é aquela em que há excesso de ar em relação ao combustível (
), ou seja, AFR real acima do AFR estequiométrico. Isso eleva a temperatura de combustão e reduz o efeito de resfriamento do combustível, fazendo com que o motor absorva mais calor do cilindro e possa superaquecer.