Motor arrefecido a líquido

Um motor arrefecido a líquido gere o intenso calor da combustão fazendo circular um líquido de refrigeração por canais moldados no motor, transportando esse calor até um radiador onde é dissipado para o ar. A combustão produz temperaturas muito superiores às que qualquer material do motor poderia suportar sem ajuda, e uma grande parte da energia do combustível acaba por se transformar em calor residual que tem de ser removido continuamente para evitar que o motor gripe, deforme ou detone. Praticamente todos os motores de automóvel modernos recorrem a este método, que veio suplantar quase por completo as conceções arrefecidas a ar, outrora comuns nos veículos mais antigos e simples.

O coração do sistema é uma rede de galerias internas, conhecida por camisa de água, que envolve os cilindros e se estende pela cabeça do motor em torno das válvulas quentes e das câmaras de combustão. Uma bomba de água, acionada por correia ou eletricamente, impulsiona o líquido de refrigeração por estas passagens, onde absorve calor, e daí para o radiador, uma matriz de tubos finos e alhetas situada à frente do automóvel. O ar que atravessa o radiador, forçado pela marcha do automóvel e por uma ventoinha de comando termostático, arrefece o líquido antes de a bomba o devolver ao motor para repetir o ciclo.

Central em todo este controlo é o termóstato, uma válvula sensível à temperatura instalada no circuito de refrigeração. Quando o motor está frio, mantém-se fechada, bloqueando a circulação para o radiador para que o motor aqueça depressa até à sua temperatura de funcionamento eficiente; atingida essa temperatura, abre-se para permitir a circulação plena e manter o motor dentro de uma faixa estreita. Esta regulação precisa é uma das principais vantagens do arrefecimento a líquido, porque um motor que funciona a uma temperatura estável e ótima queima o combustível de forma mais limpa, desgasta-se mais devagar e emite menos poluentes do que outro cuja temperatura oscile com a carga e o clima.

O arrefecimento a líquido distribui também o calor de forma muito mais uniforme do que o arrefecimento a ar consegue. Como o líquido banha todos os cilindros e chega aos recantos mais quentes da cabeça, os pontos quentes que de outro modo provocariam dilatação desigual, deformação ou detonação localizada são mantidos sob controlo, permitindo uma potência mais elevada e constante. O líquido em circulação amortece ainda o ruído mecânico, pelo que os motores arrefecidos a líquido tendem a funcionar mais silenciosamente do que os seus equivalentes arrefecidos a ar, cujos cilindros com alhetas irradiam tanto calor como ruído.

O próprio líquido de refrigeração não é água pura, mas uma mistura, em geral com anticongelante de etilenoglicol ou propilenoglicol, que baixa o ponto de congelação, eleva o ponto de ebulição e contém inibidores de corrosão para proteger as peças metálicas internas. Todo o circuito é pressurizado pela tampa do radiador para elevar ainda mais o ponto de ebulição. Um benefício secundário engenhoso é que o mesmo líquido quente é encaminhado para um pequeno permutador de calor, o radiador de aquecimento, atrás do tablier, para aquecer o habitáculo, de modo que o calor residual do motor serve também de aquecimento interior do automóvel. Na prática, o sistema exige uma manutenção modesta — o líquido degrada-se com o tempo e tem de ser renovado, e fugas ou a avaria do termóstato, da bomba ou do radiador podem provocar sobreaquecimento —, mas oferece em troca o controlo rigoroso de temperatura de que dependem os modernos motores de combustão interna eficientes.