O que acontece com o funcionamento do motor a gasolina quando é esvaziado e cheio de diesel ou a um motor a diesel esvaziado e cheio de gasolina? O motor poderá operar e, se não, por que não?
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Debanshu Thakur
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Respostas:
Colocar combustível diesel em um motor a gasolina é praticamente impossível. Os bicos de combustível diesel são maiores que os bicos de gasolina, e as tampas de gás modernas são muito pequenas para caber nos bicos de diesel. No entanto, se você conseguiu colocá-lo lá, o combustível diesel é muito pesado e evapora muito lentamente para que as velas de ignição o acendam com eficácia. Uma fonte diz que não vai começar, outra fonte diz que provavelmente não vai começar, mas há uma chance de que isso funcione horrivelmente e acabe como um desastre esfumaçado.
O inverso é possível, já que o bico de gasolina é o menor dos dois. Nesse caso, conforme observado no segundo artigo vinculado acima, a gasolina correria o risco de danificar o sistema de emissões e definitivamente causaria danos ao motor. O combustível diesel lubrifica o motor conforme é consumido. A gasolina, por ser mais fina (parte do motivo da evaporação mais fácil), não fornecerá essa lubrificação e você começará a sofrer danos por atrito nos componentes do motor. Como ele também foi projetado para funcionar de maneira diferente, você verá um tempo confuso, o que pode causar mais danos.
Vale ressaltar que, no aumento da popularidade dos carros a diesel e na falta de atenção dos motoristas, a Volkswagen alterou seus portões do tanque de diesel para impedir que a gasolina fosse colocada no tanque, por causa dos danos que isso pode causar.
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Para entender como esses combustíveis se comportam nos motores de combustão interna (IC), você precisa primeiro entender as propriedades dos combustíveis e como elas diferem.
Propriedades do combustível
Tanto a gasolina (gasolina) quanto o diesel são líquidos orgânicos mais leves que a água, geralmente produzidos a partir de petróleo. O diesel exige muito menos esforço para produzir - você pode fazer o óleo por si próprio com apenas alguns produtos químicos disponíveis.
A gasolina é mais leve que o diesel, com uma densidade de cerca de três quartos da água e altamente volátil. Isso significa que ele evapora rapidamente à temperatura ambiente, e é por isso que tem um odor tão forte e é armazenado em recipientes fechados como esses quando não abastece diretamente um veículo. Além do odor, os vapores da gasolina também são cancerígenos e precursores muito potentes para a formação de fumaça fotoquímica ("marrom"), que durante um incidente particularmente ruim, confundido com um ataque de armas químicas .
O diesel, em comparação com a gasolina, não é muito volátil. Isso ocorre em parte porque é menos refinado; quanto mais próximo o destilado estiver do petróleo, mais estável ele tenderá a ser. Você pode armazená-lo como diesel em um contêiner aberto por curtos períodos, sem perdas significativas.
Ponto de inflamação
Intimamente relacionado à volatilidade do líquido está o seu ponto de inflamação , a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é alta o suficiente para que seus vapores se incendiem na presença de uma fonte de ignição. Abaixo dessa temperatura, o estado de equilíbrio será tal que, embora você possa queimar o vapor, por exemplo, com uma partida acesa, a reação de combustão será localizada. Acima do ponto de inflamação, a chama causaria uma reação em cadeia que se espalha ( inflama ) o volume de combustível vaporizado.
Como seria de esperar, a alta volatilidade da gasolina resulta em um ponto de inflamação muito menor que o diesel. A Wikipedia fornece os valores como −43 ° C (gasolina) e 52 ° C (diesel). Para referência, isso significa que se você enchesse uma piscina coberta com gasolina e deixasse a sala em equilíbrio, teria que esfriar a sala abaixo de -43 ° C ( temperaturas aproximadamente na Antártica ) antes que uma partida acesa não causasse o problema. espaço para explodir. E mesmo a uma temperatura bem abaixo do ponto de inflamação, esse fósforo queimaria muito rápido.
Por outro lado, encha a mesma piscina com combustível diesel e você terá que aquecer a sala acima de 52 ° C ( aproximadamente temperaturas do Vale da Morte ) antes que uma partida acesa faça com que a sala exploda.
Isso é diferente da temperatura de auto-ignição, também fornecida no artigo da Wikipedia, que é o ponto em que você não precisa mais acender a partida. Kaboom! Embora a gasolina tenha o ponto de inflamação mais baixo, é o diesel que tem a temperatura de auto-ignição mais baixa (256 ° C, comparado a 280 ° C, do artigo do WP acima).
À medida que passamos de combustíveis para motores a motores, o ponto 1 a lembrar é que, com uma fonte de ignição, a gasolina acende primeiro; sem uma fonte de ignição, o diesel acende primeiro.
Propriedades do mecanismo
"Motor de IC" é uma categoria ampla que compreende muitos tipos e tecnologias de motores. A principal diferença entre os motores a diesel e a gás convencionais tem a ver com a forma como o combustível é inflamado (veja o ponto 1 acima!): Os motores a gasolina geralmente usam ignição por faísca e os motores a diesel usam ignição por compressão .
Injeção
Antes da ignição, o combustível no tanque precisa ser misturado com o ar. Isso pode ser feito de várias maneiras e, embora o conceito geral seja simples, as propriedades do combustível têm um grande impacto sobre como essa mistura é alcançada.
Normalmente, o combustível é atomizado no cilindro - pulverizado através de pequenos bocais chamados injetores de combustível - produzindo muitas gotículas muito pequenas de combustível suspensas no ar. (Os carros mais antigos usavam uma tecnologia diferente para criar a mistura combustível-ar.) Quanto mais homogênea a mistura combustível-ar (ou "carga"), mais eficiente e completamente queimará e melhor será o motor em geral.
Nosso objetivo é obter uma boa mistura combustível-ar rapidamente, acender o combustível, extrair sua energia (na forma de trabalho útil) e passar para o próximo curso. É assim que obtemos energia ( trabalho com o tempo ) do mecanismo. A atomização do combustível líquido o dispersa e aumenta sua área de superfície, permitindo que ele evapore mais rapidamente. A alta volatilidade da gasolina comparada ao diesel facilita muito a vaporização total, obtendo essa carga homogênea. Porém, isso nem sempre é necessariamente um benefício - o que nos leva a considerar as propriedades dos próprios motores.
Ignição
A ignição por centelha é talvez o método mais fácil de entender; é comparável à analogia da partida acesa de antes. A diferença é que, depois de vaporizar o combustível e misturá-lo com o ar, a fonte de ignição é a faísca elétrica, em vez de uma chama aberta. Como a faísca controla o momento exato da ignição, podemos garantir que isso aconteça no melhor ponto durante o curso do pistão para transferir a energia para o trem de força. Se a ignição ocorrer no momento errado, ele poderá acionar o pistão na direção errada ou queimar o combustível incompletamente. Isso é chamado de batida e pode causar danos permanentes ao motor.
Muitos aditivos foram usados ao longo do século passado para impedir a gasolina de inflamar sem faísca, incluindo chumbo e MTBE . Outras formulações são projetadas para serem usadas em motores a gasolina de alto desempenho (que possuem taxas de compressão mais altas) ou para melhorar as características de emissão .
Ignição de compressão
Em um motor diesel, não há faísca; em vez disso, o ar no cilindro é comprimido rapidamente, aquecendo-o além do ponto de auto-ignição do combustível. Quando houver energia térmica suficiente disponível para tornar a reação de combustão espontânea, kaboom! Você pega sua ignição. Mas é preciso muita compressão para chegar a esse ponto - muito mais do que o necessário para a operação eficiente de um motor de ignição comandada. Isso é medido em termos de uma proporção do volume do cilindro fechado no início e no final de um curso, também conhecida como taxa de compressão do motor.
Sem entrar em todos os detalhes dos ciclos do motor, aqui está uma animação que mostra como o volume do cilindro muda à medida que o pistão se move para cima e para baixo:
Um típico motor de ignição a gasolina a gasolina tem uma taxa de compressão de cerca de 10: 1, o que significa que o volume do cilindro no início do curso de compressão é 10 vezes o volume do cilindro no final do curso. Os motores de ignição por compressão movidos a diesel têm taxas de compressão mais altas, geralmente em torno de 17: 1, mas podem ser mais altas. As taxas de compressão de gasolina e diesel variam de motor para motor; o que deve ser lembrado é que os motores a diesel têm taxas de compressão significativamente mais altas do que seus equivalentes a gasolina.
Usando o combustível errado
Então, o que acontece quando você usa gasolina (gasolina) em um motor diesel ou vice-versa? Muitas coisas - mas geralmente o que as pessoas se preocupam são:
1. O motor funcionará?
Diesel em um motor a gasolina
Como observa Trevor , existem medidas de segurança para evitar encher um veículo a gasolina com óleo diesel. O diesel também é mais grosso que a gasolina, o que pode significar linhas de combustível e injetores entupidos, mas vamos supor que o diesel realmente entre no motor.
Lembre-se do ponto # 1 da nossa discussão sobre combustíveis? Ao lidar com ignição por faísca, o diesel é mais difícil de inflamar do que a gasolina. Ele tem um ponto de inflamação muito maior, por isso precisamos elevar sua temperatura um pouco antes que o motor tenha alguma chance de funcionar. A taxa de compressão do motor de ignição comandada é menor, o que significa que o combustível não fica tão quente. Como conseqüência, é muito provável que o motor não funcione .
Se o motor tiver uma taxa de compressão alta o suficiente e / ou se estiver um dia quente o suficiente - lembre-se, o ponto de inflamação do diesel está próximo do ponto mais alto das temperaturas do Vale da Morte - então o motor funcionará, mas não muito bem. Também pode não funcionar por muito tempo; você pode conseguir ignição em alguns cilindros, mas não em outros, em alguns cursos, mas em outros, e, eventualmente, o combustível em si ou suas sobras parcialmente queimadas obstruirão parte do sistema. Mesmo quando você recebe ignição, você obtém menos energia porque as RPMs são mais altas (o diesel queima mais lentamente que a gasolina) e a temperatura é mais baixa.
Gasolina em um Motor Diesel
Esse é, de várias maneiras, um caso mais interessante - é mais fácil encaixar um bico de gasolina em um veículo a diesel na bomba e a gasolina mais fina pode não ter tantos problemas para se deslocar por um sistema de combustível projetado para diesel mais espesso, para que possamos ter certeza de que o combustível chegará ao motor.
Agora estamos na situação oposta de antes. Temos um combustível que não só é muito mais fácil de inflamar por faísca do que por compressão (lembre-se, sua temperatura de auto-ignição é maior que a do diesel), também é formulado com aditivos para impedir que ele acenda sem faísca para não danificar os motores Ele foi projetado para funcionar. E, novamente, existe a possibilidade de o mecanismo não funcionar .
Mas isso não significa necessariamente nenhuma ignição! Vou citar The Straight Dope para esta parte da explicação:
Isso nos leva a:
2. O motor será danificado?
Os motores a diesel são freqüentemente vistos como "mais difíceis" - são construídos para suportar as pressões muito mais altas que vêm com suas altas taxas de compressão e, pelo menos nos EUA, são geralmente comercializados em veículos e caminhões maiores. Eles entregam mais torque, movimentam cargas pesadas, são usados em geradores e equipamentos industriais; portanto, é irônico que colocar gasolina em um motor diesel tenha muito mais probabilidade de causar grandes danos ao veículo do que o inverso.
Além do risco de vapores de gasolina que passa através do motor a explodir em outros sistemas, se o motor não conseguem inflamar a gasolina no cilindro, Trevor indicou que a gasolina mais finas proporcionará menos de lubrificação para o motor; mesmo em RPMs a diesel, não demorará muito tempo para o motor se separar sem lubrificação adequada. O artigo Straight Dope também menciona a perda de lubrificação que pode danificar a bomba de combustível.
Bottom Line
De qualquer maneira, é possível acender o combustível e acionar os pistões, o que significa que o motor pode funcionar mal. Mas é muito melhor para o veículo se o motor não funcionar - especialmente para o veículo a diesel, que provavelmente será danificado pela gasolina (e teoricamente poderia explodir!). Não estamos aqui para dar conselhos de manutenção automática, mas se você entender o problema do ponto de vista da engenharia, deve ficar claro que o melhor cenário aqui é descobrir o problema antes de iniciar o veículo, para que o tanque de combustível possa seja drenado e reabastecido com o tipo de combustível correto.
E lembre-se, crianças: não tente fazer isso em casa!
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Os motores IC funcionam em ciclos; em um motor IC a quatro tempos, existem quatro ciclos
Durante o curso de admissão, a mistura ar-combustível é enviada para o cilindro do motor, mais tarde no curso de compressão, é comprimido e, no curso de ignição, o combustível é inflamado para consumir energia. No curso de exaustão, o resíduo é enviado para fora da câmara.
Existem dois tipos de motores IC baseados em seu método de ignição de combustível
A maneira como são nomeados assim é porque nos motores de ignição comandada o combustível é inflamado usando uma vela de ignição e nos motores de ignição comandada o combustível é comprimido a uma pressão tão alta que atinge uma temperatura próxima à sua temperatura de autoignição.
* Essa temperatura de auto-ignição é uma coisa importante a ser observada
A temperatura de auto-ignição ou o ponto de inflamação de uma substância é a temperatura mais baixa na qual ela se inflama espontaneamente na atmosfera normal sem uma fonte externa de ignição, como uma chama ou faísca.
Como mostra a figura, é claro que o diesel tem uma temperatura de auto-ignição mais baixa que a gasolina. Para o diesel, é 210 ° C; para gasolina, é 280 ° C.
Nos motores de ignição por compressão, o ar é aspirado durante o curso de admissão e é comprimido a uma alta pressão, onde o ar atinge uma temperatura superior a 210 ° C, e o diesel é injetado com um injetor de combustível. Assim que o diesel entra em contato com o ar, ele é inflamado.
Agora, quando você coloca gasolina dentro do motor a diesel, o ar durante a compressão ainda fica a uma temperatura variando de 210 ° C a 220 ° C e a gasolina inserida tem uma temperatura de autoignição de 280 ° C. Isso torna o combustível impossível de inflamar, portanto o motor não liga. Se iniciar, ele irá parar em segundos devido ao acúmulo de combustível no cilindro.
Enquanto os motores SI usam um método diferente para inflamar o combustível, primeiro o combustível é misturado com o ar no carburador. Essa mistura pode ocorrer apenas quando o combustível está no estado de vapor. Para isso, o ponto de inflamação do combustível deve ser muito baixo. (o ponto de inflamação é a temperatura mais baixa na qual um líquido pode formar uma mistura inflamável no ar perto da superfície do líquido. Quanto menor o ponto de inflamação, mais fácil é inflamar o material.)
Agora, chegando ao ponto de fulgor da gasolina, é de -44 ° C em temperaturas normais da atmosfera, pode facilmente formar vapores. Mas o diesel tem um ponto de inflamação de 55 ° C. Quando você coloca o diesel no motor a gasolina (SI), ele não forma uma mistura inflamável com o ar, mesmo quando uma faísca é gerada dentro do cilindro, o diesel fica na forma líquida, o que não é a condição ideal para a geração de chamas. Assim, o mecanismo não será iniciado.
Essa é a razão pela qual os veículos não são compatíveis com outros combustíveis para os quais foram projetados.
* OBSERVAÇÃO: - Esta é a explicação mais simples para esta pergunta; podem haver explicações mais detalhadas, por favor, consulte-as também.
É divertido saber: - Devido às taxas de compressão mais altas, os motores a diesel são geralmente usados para aplicações de alto torque, como transporte de carga e geração de energia. Motores a gasolina ou gasolina são usados em carros e motos comerciais devido ao seu peso leve e resposta mais rápida.
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