Carros novos são confusos. Com todos aqueles computadores, sensores e traquitanas eletrônicas, parece que há algum tipo de bruxaria acontecendo sob o capô. Apesar disso nós adoramos a tecnologia dos carros modernos, mas hoje vamos explicar algo mais conservador e tradicional e responder uma dúvida antiga sobre algo que muita gente nunca usou: como funciona um carburador?
Quase nenhum veículo novo usa carburadores. A produção de sistemas simples de injeção eletrônica é tão barata que não há mais motivo para usar algo complicado como um carburador. Ainda assim, é interessante saber como os motores chegaram onde estão hoje, e tudo isso começou com o bom e velho carburador.
Para otimizar o desempenho do motor os engenheiros precisam assegurar que haverá ar suficiente misturado ao combustível para que ele queime totalmente durante a combustão. Uma mistura ideal, na qual todo o combustível é queimado, é conhecida mistura estequiométrica. Manter a razão estequiométrica permite que o motor tira o máximo proveito da densidade de energia do combustível. Se houver menos ar que o necessário, a mistura estará rica/gorda, e causará consumo excessivo de combustível e fumaça em demasia expelida pelo escape, além da possibilidade de afogar o motor em casos extremos.
Se houver ar demais misturado ao combustível, a mistura será pobre, e sua queima produzirá menos potência e mais calor. Por isso os engenheiros devem otimizar esta relação para obter o máximo de trabalho mecânico da combustão. A relação ideal de ar-gasolina é 14:1, e de etanol é de 9:1 — ou seja: para cada parte de etanol são necessárias nove partes iguais de ar.
A necessidade de garantir esta relação exata e precisa esteve na lista de prioridades da engenharia automotiva por décadas.
Os carburadores foram criados no fim do século 19, período considerado o início da história automotiva. Seu nome deriva da palavra francesa “carbure”, que significa carbeto. O carburador é um dispositivo puramente mecânico (embora alguns precisem de uns choques elétricos) usado para misturar o ar e o combustível usados até a metade da década de noventa (o últimos carro carburado do Brasil foi a VW Kombi 1996).
Para compreender como os carburadores funcionam, você precisa compreender o princípio de Bernoulli. A equação (exibida abaixo) demonstra que um aumento na velocidade de um fluido (energia cinética) requer uma diminuição na pressão (energia potencial).
p1, ρ1, e v1 são pressão estática, densidade e velocidade, respectivamente no ponto 1. p2, ρ, e v2 são a pressão estática, a densidade e a velocidade em outro ponto do fluxo. Podemos considerar que a densidade do fluido é praticamente constante, portanto ρ1 é praticamente igual a ρ2. Digamos que no ponto 2 haja um estreitamento onde a velocidade do fluido aumenta. Isso significa que v2 é maior que v1. Para ambos os lados a equação de Bernoulli permanece equivalente, p1 precisa ser maior que p2. Desse modo, a alta velocidade no estreitamento gera baixa pressão.
Embora muita gente encare os carburadores como mecanismos mágicos, eles são basicamente um tubo através do qual o ar filtrado flui depois de ser admitido pelo coletor do carro. Dentro deste tubo há um estreitamento, ou o “venturi”, onde cria-se vácuo. Há um pequeno furo nesse estreitamento chamado giclê, que recebe combustível por meio de uma cuba de nível constante, regulado por um sistema de agulha e bóia.
O vácuo criado no venturi puxa o combustível da cuba, que está sob pressão atmosférica. Quanto mais rápido o ar passa pela garganta do carburador, menor a pressão no venturi. Isso leva ao aumento da diferença de pressão entre o venturi e a cuba de nível constante, e desse modo mais combustível flui pelo giclê e se mistura ao ar admitido.
Mais abaixo do giclê, há uma válvula borboleta que abre por meio de um cabo ligado ao pedal acelerador. Esta borboleta pode abrir completamente, permitindo um fluxo de ar mais rápido através do carburador, criando maior vácuo no venturi, que envia mais combustível ao motor, produzindo mais potência. Em marcha lenta, a borboleta está completamente fechada, mas há um giclê de marcha lenta independente desta válvula que envia uma determinada mistura ar-combustível ao motor. Sem o giclê de marcha lenta, o motor apagaria se o motorista não mantivesse o acelerador pressionado.
E aquela alavanca que você vê nos carros antigos? Aquilo é o afogador. O afogador serve para enriquecer a mistura de ar-combustível no momento da partida. Quando você puxa a alavanca, a válvula do afogador fecha e restringe o fluxo de ar na entrada do carburador. Isso enriquece a mistura rica para facilitar a partida. Com o motor aquecido, basta empurrar o afogador de volta e deixar seu motor sorver aquela mistura estequiométrica mágica.Este vídeo antigo, mostra como tudo funciona. Veja só:
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