O que aconteceu antes do motor de Benz?

O Patent-Motorwagen de Karl Benz, de 1886, entrou para a história como o nascimento do automóvel; mas o caminho até aquele motor lendário é uma verdadeira história de determinação e experimentação. Sem o veículo a hidrogênio de de Rivaz em 1806, a subida de colina de Samuel Brown em 1826, o Hippomobile de Lenoir e o ciclo de quatro tempos de Otto, o motor a gasolina de Benz jamais existiria. Esta é a história dessa cadeia do começo ao fim.

Como Surgiu a Ideia de Empurrar o Pistão com uma Explosão?

As máquinas a vapor estavam em todo lugar no início do século XIX: moviam fábricas, navios e até os primeiros veículos rodoviários. Mas havia um problema - a caldeira a vapor era pesada e levava horas para aquecer. E se o combustível queimasse dentro do cilindro, em vez de fora, na caldeira? Foi exatamente dessa pergunta que nasceu a ideia do motor de combustão interna. Ou seja, levar o fogo para dentro do próprio motor, como colocar o fogão embaixo da panela em vez de colocar a panela no fogão.

O primeiro a levar essa ideia a sério foi o oficial de artilharia François Isaac de Rivaz. Para alguém vindo do mundo das armas e da pólvora, pensar que uma explosão poderia empurrar um pistão não era nada difícil; afinal, era assim que o canhão funcionava. Ele montou o motor, no qual trabalhava desde 1804, em um veículo em 1807, e o primeiro veículo com motor de combustão interna da história percorreu uma curta distância.

Hidrogênio no Balão, Ignição na Pilha de Volta

O motor de de Rivaz continha conceitos incrivelmente modernos para os padrões de hoje: hidrogênio como combustível, faísca elétrica para a ignição. A mistura de hidrogênio e oxigênio era armazenada em um balão, a pilha de Volta gerava a faísca e o pistão disparava para cima. O restante, porém, era trabalhoso do ponto de vista mecânico: as válvulas precisavam ser abertas e fechadas manualmente, não havia mecanismo de temporização. O pistão descendente girava as rodas por meio de um sistema de catraca com manivela.

Esse inventor suíço de origem francesa registrou em Paris, em 30 de janeiro de 1807, sua patente de número 731 ; também a registrou no cantão de Valais. Continuou a desenvolver o projeto como um engenheiro obcecado e, em 1813, produziu uma máquina gigantesca: um veículo de seis metros de comprimento, com rodas de dois metros de diâmetro e pesando cerca de uma tonelada . Em Vevey, percorreu 26 metros em uma estrada com inclinação de 9%, carregando 300 quilogramas de carga e um grupo de quatro passageiros - a velocidade era de 3 km/h . Avançava apenas 4 a 6 metros por curso; é impossível não dizer que seria mais rápido levantar e caminhar.

Pior ainda, ninguém o levou a sério. Os círculos científicos da época defendiam que o motor de combustão interna jamais superaria o motor a vapor. A história mostraria quem estava certo, mas levaria meio século para isso. Uma nota: no mesmo ano, 1807, os irmãos Niépce patentearam o Pyreolophore, capaz de propulsionar um barco com jato de água - qual design foi realmente o primeiro ainda é discutido hoje.

Samuel Brown e a Teimosia Contra a Subida: O Motor a Gás de 1826

O próximo passo veio da Inglaterra. O engenheiro Samuel Brown recebeu uma patente para motor de combustão interna em 4 de dezembro de 1823. Sua abordagem era diferente da de Rivaz: adaptou um antigo motor a vapor Newcomen para queimar gás. Seu motor funcionava com hidrogênio e usava câmaras de combustão separadas; era, na verdade, de certo modo, um design do tipo gás-vácuo baseado no vácuo.

A demonstração de Brown foi uma das jogadas de marketing mais corajosas da história do motor. Em 27 de maio de 1826, montou o motor em uma carroça e subiu a Shooter's Hill, em Londres, morro acima. Embora hoje pareça tirar a foto de um carro e parar no topo, naquela época foi um desempenho sem paralelo. Ainda assim, o veículo de Brown não é considerado um automóvel prático - foi uma demonstração, uma prova de conceito. Mas a prova estava completa: quando a combustão acontece dentro do cilindro, o veículo realmente consegue se mover.

Étienne Lenoir: O Primeiro Sucesso Comercial e o Hippomobile

A partir daqui, as coisas ficam sérias. O engenheiro belga-francês Étienne Lenoir criou o primeiro motor de combustão interna a alcançar sucesso comercial, com o motor que desenvolveu entre 1858 e 1860. Era um motor a gás de dois tempos, sem compressão, com ignição por vela de faísca, e o ano de 1860 foi quando o motor de Lenoir passou a ser chamado de primeiro motor de combustão interna. Havia uma demanda real por esses motores em Paris; até 1865, cerca de 143 motores foram vendidos, e alguns cálculos elevam o número total vendido, incluindo motores não destinados a veículos, para 350-400 - a razão da diferença é o que foi contado: motores de veículos ou todos os motores a gás de Lenoir.

Mas o que gravou Lenoir na história não foi tanto o motor, mas o veículo que o montava. Em 1863, ele apresentou o Hippomobile: um veículo de três rodas que carregava seu próprio motor. O motor tinha um cilindro, 2543 cc de cilindrada e apenas 1,5 hp de potência. Na primeira versão, o combustível era hidrogênio produzido por eletrólise da água; depois passou-se a um combustível derivado de petróleo e adicionou-se um carburador primitivo. É até considerado, de forma controversa por alguns, o primeiro automóvel. Aliás, a troca de combustível é uma ironia interessante: a ideia do primeiro veículo a hidrogênio remonta a 1806, Lenoir depois retorna ao combustível a gasolina e hoje os motores a hidrogênio voltam a ser discutidos - a história às vezes desenha um círculo completo.

O problema, porém, era evidente desde o início: o motor de Lenoir era ineficiente. Por não haver compressão, a maior parte do combustível era desperdiçada, praticamente metade se perdia. Pense assim: a ideia de ignição interna estava correta, mas é preciso comprimir a mistura antes da ignição - caso contrário, a explosão fica fraca. Quem atravessaria esse limiar já havia começado a trabalhar do outro lado, em Colônia.

Otto e Langen: A Revolução da Eficiência e o Ciclo de Quatro Tempos

Em 1864, Nicolaus Otto e Eugen Langen fundaram em Colônia a N. A. Otto & Co., a primeira empresa de motores de combustão interna do mundo. Três anos depois, em 1867, apresentaram seu motor atmosférico de pistão livre. A lógica de funcionamento desse motor era bastante engenhosa: a combustão lançava o pistão para cima, e enquanto o pistão descia pelo efeito de vácuo, realizava trabalho. Ganhou o grande prêmio na Exposição Universal de Paris de 1867 e conquistou o título de motor a gás mais eficiente até então. Além disso, foi o primeiro motor a entrar com sucesso em produção em série - uma de suas versões de ~0,5 hp ainda está em funcionamento, o que por si só é uma vitória da engenharia.

Mas Otto tinha em mente uma ideia ainda maior. Em 1861 havia construído seu primeiro motor e, até o fim daquele ano, chegara à ideia do ciclo de quatro tempos. Em 1876, finalmente realizou o primeiro motor de combustão interna que comprimia o combustível - o ciclo de Otto, que ainda hoje leva o seu nome. Qual é a diferença? Comprimir a mistura multiplica a potência da explosão. Com uma analogia simples: é como inflar um balão até o limite e estourá-lo, em vez de inflá-lo levemente. Nos primeiros testes, o motor quebrou após alguns minutos e a parceria Otto-Langen se dissolveu, mas a ideia havia vingado. Os antigos projetos sem compressão foram rapidamente abandonados; o problema de ineficiência que arrastava desde Lenoir estava resolvido.

Delamare-Deboutteville: As Primeiras Tentativas que Passaram às Quatro Rodas

Depois de 1876, chegava a hora de montar adequadamente esse motor em um veículo. O francês Édouard Delamare-Deboutteville, estudando em 1881 os trabalhos de Lenoir e Otto, construiu seu primeiro motor de combustão interna de quatro tempos. Em 1883, junto com Léon Malandin, desenvolveu um motor de combustão baseado no motor de quatro tempos de Otto e, no mesmo ano, projetou um veículo movido a gasolina com motor de combustão interna.

As coisas nem sempre correram bem: na primeira tentativa, o carro se partiu em dois - sim, literalmente. Mas, na França, essa dupla é hoje reconhecida como a inventora do primeiro automóvel de quatro rodas. Isso mostra o quão sutis são as discussões sobre pioneirismo: há diferenças consideráveis entre ter nome e patente e vir a público tornando-se utilizável.

O Último Passo de Benz até a Patente: 1886

A história de Karl Benz, na verdade, começa sete anos antes de 1886. Seu primeiro motor estacionário a gasolina era um motor de um cilindro de dois tempos e funcionou pela primeira vez na véspera do Ano Novo de 1879 Uma história sobre como nasceu a ideia da gasolina: Benz, ao ver uma tigela de benzeno incendeando-se com uma faísca enquanto limpava luvas, pensou que esse líquido volátil poderia ser usado como combustível. Um acidente na cozinha, afinal, encontrou o combustível que iniciou a era do automóvel.

Para o Benz Patent-Motorwagen em 29 de janeiro de 1886, foi solicitada e concedida a patente para um veículo movido por motor a gás. O motor a gasolina de um cilindro e quatro tempos produzia cerca de 0,55 kW (0,75 hp), com velocidade máxima de 16 km/h era. Os números eram revolucionários em comparação com os 3 km/h de Rivaz, mas não de tirar o chapéu pelos padrões de hoje; a questão não era a velocidade, mas a combinação. Um chassi leve, um motor potente mas pequeno e combustível à base de petróleo - e o equilíbrio da potência do motor com o volante. Tudo isso junto deu origem, pela primeira vez, a um automóvel utilizável. A maioria dos historiadores considera essa patente o nascimento do automóvel. Pouco depois, Gottlieb Daimler também entrou em cena; muitos o consideram o primeiro a criar um motor de combustão interna prático e, em 1889, ao inventar seu motor de quatro tempos com dois cilindros em V, levou o caminho um passo adiante.

O Que Vemos Quando Olhamos Para o Conjunto da Corrente?

Cada nome carregava um elo da corrente: de Rivaz levou o fogo para dentro do cilindro, Brown provou que o movimento era possível, Lenoir mostrou um motor vendável, Otto resolveu a eficiência, Delamare-Deboutteville passou para as quatro rodas, Benz reuniu tudo dentro de um único veículo. Cada um teria fracassado na ausência do outro - embora a história da patente leve o nome de um único inventor, aquele motor era, na verdade, o produto de um esforço coletivo de oitenta anos.

Por isso, da próxima vez que girar a chave do carro e ouvir o motor funcionar, pare um segundo e pense: aquele som é o último elo de uma história muito longa que começou com um balão de hidrogênio em 1807. Qual passo dessa corrente vocês acham o mais corajoso? Meu favorito é Benz ter tirado a ideia do combustível à base de benzina de um acidente com uma tigela de benzeno - mas o veículo a hidrogênio de de Rivaz, que nunca recebeu nenhuma seriedade, também merece justiça.

Fontes

• Motor de De Rivaz
• Samuel Brown (engenheiro)
• Samuel Brown (de Brompton)
• First Auto | The Engines of Our Ingenuity - Universidade de Houston
• Hippomobile
• Étienne Lenoir
• Nascimento de uma ideia: Etienne Lenoir e o motor de combustão interna
• Motor Otto
• Motor Atmosférico Otto-Langen
• Otto (1832) - Energy Kids
• Precursores do automóvel
• Delamare-Deboutteville
• Benz Patent Motor Car
• Réplica do Benz Patent Motorwagen de 1886
• Benz Patent-Motorwagen
• A História do Automóvel - Motores a Gasolina