Motor de combustão interna e transmissão da motocicleta (Automotiva) [1 ed.] 9788583933878

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Motor de combustão interna Ciclo Otto

AUTOMOTIVA

Motor de combustão interna Ciclo Otto

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Motor de combustão interna – ciclo otto / SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. – São Paulo : SENAI-SP Editora, 2016 160 p. : il Inclui referências ISBN 978-85-8393-387-8 1. Motores de combustão interna - Manutenção e reparos I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial II. Título.

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629.2503

Índice para o catálogo sistemático: 1. Motores de combustão interna - Manutenção e reparos 629.2503 SENAI-SP Editora Avenida Paulista, 1313, 4º andar, 01311 923, São Paulo – SP F. 11 3146.7308 | [email protected] | www.senaispeditora.com.br

Departamento Regional de São Paulo Presidente Paulo Skaf Diretor Regional Walter Vicioni Gonçalves Diretor Técnico Ricardo Figueiredo Terra Gerente de Educação João Ricardo Santa Rosa Colaboração Antônio Luiz Geovani Revisão técnica Antonio Cirilo de Souza Benjamin Prizendt Gerson Félix Fraga Junior Melsi Maran

Material didático utilizado nos cursos do SENAI-SP.

Apresentação Com a permanente transformação dos processos produtivos e das formas de organização do trabalho, as demandas por educação profissional se multiplicam e, sobretudo, se diversificam. Em sintonia com essa realidade, o SENAI-SP valoriza a educação profissional para o primeiro emprego dirigida a jovens. Privilegia também a qualificação de adultos que buscam um diferencial de qualidade para progredir no mercado de trabalho. E incorpora firmemente o conceito de “educação ao longo de toda a vida”, oferecendo modalidades de formação continuada para profissionais já atuantes. Dessa forma, atende às prioridades estratégicas da Indústria e às prioridades sociais do mercado de trabalho. A instituição trabalha com cursos de longa duração, como os cursos de Aprendizagem Industrial, os cursos Técnicos e os cursos Superiores de Tecnologia. Oferece também cursos de Formação Inicial e Continuada, com duração variada nas modalidades de Iniciação Profissional, Qualificação Profissional, Especialização Profissional, Aperfeiçoamento Profissional e Pós-Graduação. Com satisfação, apresentamos ao leitor esta publicação, que integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os alunos das diversas modalidades.

Walter Vicioni Gonçalves

Diretor Regional do SENAI-SP

Sumário Introdução 1. Tipos de motores de combustão interna Classificação dos motores Principais aplicações dos motores 2. Funcionamento dos motores ciclo Otto Motores de dois tempos Motores de quatro tempos Princípio termodinâmico Conceitos sobre dimensões e rendimentos Normas técnicas 3. Características construtivas dos motores Motor de combustão externa Motor de combustão interna 4. Componentes do motor Cabeçote Êmbolo (pistão) Biela Anéis de segmento (compressão) Bloco do motor Árvore de manivelas Bronzinas (casquilhos) Volante do motor

Volante de dupla inércia Amortecedor de vibrações (damper) Compensador de massas Contrapesos ou eixos desbalanceados 5. Anomalias no motor de combustão interna ciclo Otto Técnica de diagnóstico Exame da fumaça Fatores que determinam o momento para a retífica 6. Sistema de alimentação Sistema de alimentação de ar Sistema de combustível 7. Sistema de arrefecimento Tipos de sistemas de arrefecimento Cuidados com o sistema de arrefecimento 8. Lubrificação Atrito Função do sistema de lubrificação Funcionamento do sistema de lubrificação Óleos lubrificantes Viscosidade Classificações Componentes do sistema de lubrificação Anomalias, causas e possíveis soluções do sistema de lubrificação 9. Ferramentas e equipamentos Tipos de ferramentas e equipamentos Referências

Introdução Entre os diferentes tipos de motores já inventados encontram-se os motores de combustão interna, isto é, aqueles que queimam combustível internamente. São exemplos de motores de combustão interna o motor ciclo Otto e o motor ciclo Diesel. Inventado pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto, o motor ciclo Otto é um dos motores térmicos com maior rendimento energético. Ele aproveita a energia da queima do combustível nos cilindros (câmaras) e gera movimento no eixo de manivelas, para trabalho mecânico. É derivado do famoso ciclo de quatro tempos, do engenheiro francês Alphonse Beau de Rochas. Se Beau de Rochas é o inventor inconteste do ciclo de quatro tempos, Otto tem o mérito de ter sido o primeiro a conseguir operar um motor térmico segundo esse ciclo, abrindo o caminho para que este fosse aplicado por numerosos construtores. Desde os tempos de universidade, no fim do século XIX, em Munique, Alemanha, o engenheiro Rudolf Diesel tinha o sonho de construir um motor que utilizasse totalmente a energia do combustível. Realizou-o ao inventar o motor que leva seu nome, o qual rapidamente ficou conhecido. O motor ciclo Diesel passou a ser fabricado em toda a Alemanha, sendo utilizado inicialmente em empresas geradoras de energia. O motor ciclo Diesel se difere dos motores Otto (gasolina, álcool, GNV), pois nestes últimos a mistura ar-combustível, mesmo comprimida, precisa de uma faísca (da vela, por exemplo) para iniciar o processo de queima. Nos motores ciclo Diesel, esse processo é feito pelo aquecimento do ar mediante

compressão, elevando a temperatura que, combinada com o combustível pulverizado sob alta pressão, inicia o processo de combustão espontânea. O funcionamento só é possível por meio da sincronicidade de movimentos dos componentes mecânicos, que transformam a energia calorífica (química do combustível) em trabalho (energia de movimento). Este livro apresenta as características do primeiro tipo de motor de combustão interna: o motor ciclo Otto.

1. Tipos de motores de combustão interna Classificação dos motores Principais aplicações dos motores Classificação dos motores Ciclo de funcionamento Motores de dois tempos. Motores de quatro tempos.

Controle de combustão Motores de injeção direta. Motores de injeção indireta (com câmara de pré-combustão).

Número de cilindros Motores monocilíndricos – o motor tem um cilindro. Motores policilíndricos – o motor tem dois ou mais cilindros.

Alimentação de ar

Motores de alimentação natural. Motores de alimentação forçada (turboalimentado).

Curso do êmbolo Motores subquadrados – o diâmetro do cilindro é menor que o curso êmbolo. Motores quadrados – o diâmetro do cilindro e o curso do êmbolo são iguais Motores superquadrados – o diâmetro do cilindro é maior que o curso êmbolo.

Tipo de arrefecimento Motores arrefecidos a água. Motores arrefecidos a ar.

Disposição dos cilindros Motores em linha – todos os cilindros estão instalados em uma só linha.

Motores em V – os cilindros estão distribuídos em duas linhas, de forma qu cilindros opostos conservem um determinado ângulo entre si.

Motores de cilindros opostos – são muito utilizados nos motores ciclo Otto.

Motores em W – os cilindros estão distribuídos em quatro linhas, de forma os cilindros opostos conservem um determinado ângulo entre si.

Principais aplicações dos motores Estacionários – destinados ao acionamento de máquinas estacionárias, co geradores, máquinas de solda e bombas, ou de máquinas que operam rotação constante. Industriais – destinados ao acionamento de máquinas de construção civil, co pás carregadeiras, guindastes, compressores de ar, máquinas de minera veículos de operação fora de estrada, ao acionamentos de sistemas hidrostát e a outras aplicações em que se exijam características especiais e específicas acionador. Veiculares – destinados ao acionamento de veículos de transporte em ge como veículos leves, comerciais leves, caminhões e ônibus. Agrícolas – destinados ao acionamento de tratores, colhedeira de cana açúcar, colhedeira de grãos e equipamentos utilizados na lavoura. Marítimos – destinados à propulsão de barcos, navios, embarcações e máqu de uso naval. Conforme o tipo de serviço e o regime de trabalho da embarcação, existem diferentes modelos com características apropriadas para cada uso (lazer, trabalho comercial, leve, médio-contínuo, contínuo e pesado).

2. Funcionamento dos motores ciclo Otto Motores de dois tempos Motores de quatro tempos Princípio termodinâmico Conceitos sobre dimensões e rendimentos Normas técnicas Nos motores ciclo Otto, o ciclo de trabalho é caracterizado pela combustão da mistura ar-combustível, que utiliza o calor produzido pela vela de ignição no interior do cilindro.

Motores de dois tempos São motores que efetuam o ciclo de trabalho em uma volta da árvore de manivelas, isto é, 360° (correspondente a dois cursos do êmbolo). Considera-se o ciclo de trabalho, ou funcionamento, como uma série de operações que se repete sucessivamente para obter o trabalho total do motor.

Motores de quatro tempos São motores que efetuam o ciclo de trabalho em duas voltas da árvore de manivelas, isto é, 720° (correspondente a quatro cursos do êmbolo). O motor ciclo Otto apresenta, durante o funcionamento, quatro tempos. A série dessas quatro fases consecutivas é chamada de ciclo motor. • 1º tempo: admissão – com a válvula de admissão aberta, o êmbolo desloca-se do ponto morto superior (PMS) ao ponto morto inferior (PMI) aspirando a mistura ar-combustível para o interior do cilindro.

• 2º tempo: compressão – o êmbolo inverte seu movimento deslocando-se do PMI ao PMS. Com todas as válvulas fechadas, a mistura ar-combustível é comprimida no interior do cilindro.

• 3º tempo: expansão – ao chegar próximo ao PMS, a vela de ignição produz uma faísca para inflamar a mistura ar-combustível no interior do cilindro, fazendo o êmbolo se deslocar do PMS em direção ao PMI. É o único tempo que gera trabalho.

• 4º tempo: escapamento – com a válvula de escape aberta, o êmbolo se desloca do PMI ao PMS, empurrando os gases resultantes da combustão para fora do cilindro.

Dos quatro tempos, apenas o terceiro (expansão) produz trabalho. Um volante, instalado no lado extremo da árvore de manivelas, regulariza o funcionamento do motor, compensando cineticamente os outros tempos que não produzem trabalho. Os cilindros de um motor trabalham dentro de uma determinada ordem de combustão; e o volante, por ter inércia, transforma os impulsos que recebe em um movimento contínuo. Assim, quanto maior o número de cilindros, mais uniforme é o funcionamento do motor.

Princípio termodinâmico Para que o motor de combustão interna funcione, é necessário que haja a combinação de três elementos em uma proporção adequada:

Observação

Os motores de combustão interna do tipo convencional são praticamente iguais, já que possuem as mesmas peças: bloco, cabeçote, cárter, árvore de manivelas, cilindros, êmbolos, árvore de comando de válvulas, tuchos, varetas, balancins, engrenagens de distribuição e bomba de água. A diferença entre eles está no funcionamento dos órgãos dos sistemas de combustível e ignição. Existem dois tipos de combustão: por centelhamento (ICE) e por compressão (ICO). • Centelhamento (ICE) – esse processo usa como dispositivo de queima velas de ignição (spark plug) que recebem a corrente elétrica proveniente de uma fonte de energia, “bateria ou alternador”. Cada uma delas é instalada em um cilindro do motor, provocando faíscas e iniciando, dessa forma, a queima da massa gasosa (combustível e ar) previamente vaporizada e introduzida nos cilindros. Nos motores de baixa compressão do tipo explosão (gasolina ou álcool) o sistema de combustível é encarregado de dosificar e distribuir proporcionalmente ar e combustível em uma mistura homogênea aos cilindros, no tempo de admissão.

• Compressão (ICO) – esse processo é usado nos motores de combustão lenta (diesel), em que somente o ar é aspirado e comprimido até alcançar uma temperatura elevada (acima de 600°C). Sobre essa massa de ar incandescente é feita a pulverização de combustível, que, combinado com as moléculas de oxigênio, se inflama, dando início aos ciclos normais de funcionamento.

Conceitos sobre dimensões e rendimentos Diâmetro de cilindros O diâmetro dos cilindros é medido em milímetros.

Curso do êmbolo

O PMS é o ponto máximo que o êmbolo atinge em seu movimento de subida, invertendo o sentido do movimento em seguida. O PMI é o ponto máximo que o êmbolo atinge em seu movimento de descida, invertendo o sentido do movimento em seguida. O curso é igual à distância, expressa em milímetros, que o êmbolo percorre do PMS até PMI.

A relação entre o curso do êmbolo e o diâmetro dos cilindros influencia as características do motor, determinando se o motor possui mais rotação ou mais torque. Essa relação é apresentada no quadro a seguir.

Cilindrada É o volume definido pelo espaço criado dentro do cilindro quando se desloca do PMS ao PMI.

Cilindrada total A cilindrada total corresponde ao valor obtido da multiplicação da cilindrada de um cilindro pelo número total de cilindros que o motor possui.

Onde: V: cilindrada total; π equivale a 3,1416; h: curso do êmbolo;

n: quantidade de cilindros.

Relação de compressão (Rc) É a relação entre:

Potência É a medida do trabalho realizado em uma unidade de tempo. Como o trabalho é o resultado de uma força que desloca seu ponto de aplicação, tem-se que:

A potência de um motor é expressa normalmente nas seguintes unidades: Quilowatt (kW) – unidade de potência do Sistema Internacional de Unida (SI), 1 quilowatt (kW) indica a potência desenvolvida quando se rea contínua e uniformemente, um trabalho decorrente da aplicação de uma fo necessária para elevar um peso de 100 quilos (kg) a uma distância de 1 m (m) em 1 segundo (s).

Horsepower (HP) – unidade de potência da Society of Automotive Engin (SAE), 1 horsepower (HP) é a potência desenvolvida quando se realiza, contí e uniformemente, um trabalho decorrente da aplicação de uma força necess para elevar um peso de 33.000 libras (lb) – aproximadamente 14.970 kg – a (ft) – cerca de 0,3 m – de altura em 1 minuto (min).

Cavalo-vapor (cv) – unidade de potência do Deutsches Institut für Norm (DIN), 1 cavalo-vapor (CV) é a potência desenvolvida quando se rea contínua e uniformemente, um trabalho decorrente da aplicação de uma fo necessária para elevar um peso de 75 quilograma-força (kgf) a 1 m de altura 1 s. É a unidade mais comum para expressar a potência de uma máquina.

Momento de uma força (torque) Podemos definir o momento de uma força em relação a um ponto como o produto dessa força pela distância perpendicular do ponto à direção da força.

O momento de uma força é expresso normalmente nas seguintes unidades: Newton-metro (Nm) – por definição, 1 newton-metro (Nm) é o produto uma força de 1 newton (N) atuando perpendicularmente em um braço alavanca de comprimento igual a 1 m. Quilogrâmetro (kgm) – por definição, 1 quilogrâmetro é o produto de u força de 1 kgf atuando perpendicularmente em um braço de alavanca comprimento igual a 1 m. Libra.pé (lb.ft) – por definição, 1 libra.pé (lb.ft) é o produto de uma fo equivalente a 1 lb atuando perpendicularmente em um braço de alavanca comprimento igual a 1 ft.

Torque do motor No caso de motores de combustão interna, seu torque ou conjugado é o momento criado pela biela, em virtude da força de expansão dos gases atuando sobre o virabrequim. O torque do motor pode ser calculado pela seguinte fórmula:

M: torque do motor; P: potência do motor; K: constante que depende da unidade de potência, valendo: 97,44 para potência em quilowatt, 716,2 para potência em cavalo-vapor e 5.252 para potência em horsepower; rpm = rotações por minuto. A elevação da potência do motor é obtida com o aumento de sua rotação, ao atingir seu máximo na rotação máxima, enquanto o torque máximo do motor é obtido, aproximadamente, com a metade dessa rotação.

Normas técnicas Normas são padrões que regem as informações técnicas sobre máquinas e motores em geral, tais como: nomenclatura de potência, torque etc.

Não existe ainda uma única norma técnica internacional, pois são várias as associações técnicas, cada uma delas estabelecendo normas próprias. As principais dessas associações são descritas a seguir.

ISO Sigla de International Organization for Standardization (Organização Internacional de Normalização). Determina as normas geralmente usadas no comércio internacional ou tomadas por alguns países como texto-base para a elaboração de normas nacionais correspondentes. A ISO estabelece as características e o desempenho das peças e dos motores.

INMETRO/ABNT Siglas do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia e da Associação Brasileira de Normas Técnicas, respectivamente. O Inmetro publica normas que são discutidas e elaboradas pela ABNT, o fórum nacional de normalização que determina como deverão ser expressos os dados relativos ao desempenho dos motores. A ABNT determina que o motor deve ser ensaiado com todos os seus equipamentos, conforme instalado no veículo, o que não impede que sejam apresentados dados referentes ao motor sem tais equipamentos. A unidade de potência utilizada pela ABNT é o quilowatt.

SAE Sigla de Society of Automotive Engineers (Sociedade de Engenheiros Automotivos), hoje apenas SAE International. Instituição norte-americana que determina que o motor seja testado despido de seus equipamentos (bomba de água, alternador, ventilador etc.). Deve, porém, estar regulado de maneira que a

potência máxima seja obtida. A unidade de potência utilizada pela SAE International é o horsepower.

DIN Sigla de Deutsches Institut für Normung (Instituto Alemão de Normatização). Instituição alemã que determina o teste dos motores para que eles apresentem resultados idênticos àqueles obtidos quando instalados em seus veículos, isto é, completamente equipados. A unidade de potência utilizada pelo DIN é o cavalovapor.

Exemplos 0,736 kW = 1 cv 1.000 W = 1 kW = 1,36 cv

3. Características construtivas dos motores Motor de combustão externa Motor de combustão interna As partes fundamentais de um motor são:

Motor de combustão externa Nesse motor, o produto da queima não é utilizado diretamente. Ele funciona da seguinte forma: o combustível queima, em uma fornalha, aquece uma caldeira, e o vapor formado aciona a máquina.

Motor de combustão interna Nesse motor, o produto da queima é aproveitado diretamente, e o combustível queimado aciona diretamente a máquina.

Motor ciclo Otto É um motor de combustão interna, formado por um conjunto de peças sincronizadas, que transforma a energia calorífica em energia mecânica, resultante da queima de uma mistura de ar e combustível sob alta compressão.

Constituição do motor ciclo Otto Sistema de alimentação de ar – é encarregado de obter o ar necessário p encher os cilindros. Sistema de alimentação – abastece o sistema de injeção com o combust necessário.

Sistema de lubrificação – reduz o atrito entre as peças em movimento do mo mediante uma película de óleo lubrificante, gerada sob alta pressão por u bomba, contribuindo para manter a temperatura ideal de funcionamento motor. Sistema de injeção – tem a finalidade de fornecer o combustível na quantida nas condições suficientes para garantir o bom funcionamento do motor. Sistema de arrefecimento – tem a finalidade de manter a temperatura idea trabalho e garantir o bom funcionamento do motor. Sistema de distribuição motora – produz a abertura e o fechamento válvulas de admissão, e o escapamento no tempo correto, para encher e esva os cilindros do motor.

4. Componentes do motor Cabeçote Êmbolo (pistão) Biela Anéis de segmento (compressão) Bloco do motor Árvore de manivelas Bronzinas (casquilhos) Volante do motor Volante de dupla inércia Amortecedor de vibrações (damper) Compensador de massas Contrapesos ou eixos desbalanceados

Cabeçote

Função do cabeçote O cabeçote desempenha uma série de funções importantes. Ele serve de passagem para diversas substâncias necessárias ao funcionamento do motor e, por isso, dispõe de dutos apropriados que permitem: a entrada de mistura para as câmaras de combustão; a saída dos gases produzidos na queima da mistura; a circulação do líquido de arrefecimento para resfriar o cabeçote; a passagem de óleo para lubrificação do conjunto de balancins e guias válvulas; o alojamento dos bicos injetores e, em alguns casos, da câmara de combustão O cabeçote serve de fixação para as guias de válvulas, para válvulas e mancais de apoio do conjunto dos balancins, ou comando de válvulas. É submetido a enormes esforços térmicos, razão pela qual é usada para sua elaboração uma liga ferrosa, ou de alumínio, que tem boa condutibilidade térmica e é muito resistente a altas temperaturas.

Dependendo da marca e do tipo do veículo, o motor funciona com um ou mais cabeçotes, instalados em posições verticais ou inclinadas.

Funcionamento do cabeçote Nas câmaras estão as válvulas apoiadas em suas sedes. As válvulas movem-se ao longo das guias das válvulas. Na parte superior do cabeçote ficam os mancais de apoio do conjunto dos balancins. A vedação entre o cabeçote e o bloco do motor isola também os condutos, orifícios e câmaras para que cada parte cumpra suas funções sem sofrer interferência. Isso é possível porque as perfurações da vedação, do cabeçote e do bloco se correspondem perfeitamente. Essa vedação normalmente é feita por uma junta e recebe reforços metálicos para resistir às altas temperaturas e pressões causadas pela combustão da mistura. Como a junta sofre esmagamentos durante a instalação do cabeçote, deve ser substituída toda vez que ele for retirado. A junta do cabeçote (figura a seguir) pode ser de aço, que, além de resistente, permite boa troca de calor entre bloco e cabeçote.

Tipos de cabeçote Os tipos de cabeçotes variam de acordo com o sistema de distribuição motora e podem ser: cabeçote com conjunto de balancins, sem árvore de comando de válv (OHV);

cabeçote com árvore de comando de válvulas e demais dispositivos de válv (OHC e DOHC).

Componentes do cabeçote O cabeçote é constituído dos seguintes componentes: câmara de combustão, sede, guias de válvulas, válvulas, mola da válvula, tuchos, varetas (hastes),

balancim, árvore de comando de válvulas, face de assentamento, dutos de lubrificação e arrefecimento e parafusos.

Câmara de combustão A câmara de combustão é o lugar onde se realiza a combustão.

Sede A sede fixa é usinada no cabeçote, enquanto a sede removível consiste em um anel inserido à pressão em um alojamento do cabeçote. As sedes dos cabeçotes de liga leve são sempre removíveis.

Tanto as sedes fixas como as removíveis são paralelas à cabeça da válvula e concêntricas com a respectiva guia de válvula. As sedes removíveis têm as seguintes vantagens: permitem o emprego de metais diferentes do cabeçote, que tenham melh características para suportar as condições de trabalho; permitem a troca de sedes danificadas para a recuperação do cabeçote.

Guias de válvulas As guias de válvulas são feitas de aço, e em alguns casos a superfície interior é coberta com grafite para melhorar as condições de lubrificação. A guia fixa é usinada no cabeçote, enquanto a guia removível consiste em uma peça cilíndrica que é inserida à pressão em seu alojamento no cabeçote.

As guias removíveis podem ser substituídas quando estiverem danificadas. O ângulo de inclinação das sedes é praticamente igual ao ângulo da face de assentamento das válvulas para que se acasalem perfeitamente e causem a vedação da câmara de combustão da mistura.

Como estão submetidas a temperaturas elevadas, as sedes são fabricadas com aços especiais para resistirem a desgastes e deformações. A fim de evitar o consumo de óleo lubrificante no motor, são montados retentores cuja função é evitar esse inconveniente. Essas perdas se dão:

pelo vácuo formado pela velocidade dos gases que acabam arrastando o lubrificante; pelo vácuo no tubo do coletor de admissão; pela gravidade e inércia dos gases; pela pressão positiva do sistema de lubrificação. Para evitar a entrada de óleo nos cilindros, usam-se retentores que são colocados à pressão sobre a extremidade das guias ou nas hastes das válvulas.

Válvulas As válvulas de admissão permitem a entrada de ar/combustível para o interior do cilindro e as válvulas de escape liberam os gases queimados para a atmosfera depois da combustão. Elas podem ser acionadas por tuchos, varetas e balancins, ou diretamente pela árvore de comando de válvulas quando está instalada no cabeçote. Em alguns casos especiais, as válvulas estão dispostas verticalmente por causa da forma plana da câmara de combustão.

As válvulas devem resistir a altas temperaturas, a pressões e à corrosão, principalmente a de escapamento que sofre maior temperatura. Em situações mais críticas de trabalho, a válvula de escapamento pode ser oca e possui sódio em seu interior para facilitar a dissipação de calor. São compostas de: Cabeça – é a parte circular da válvula, podendo ser plana, convexa ou côncav Margem – é a espessura que apresenta a válvula entre a cabeça e a área assento. Face de assentamento – é a parte da válvula que se apoia sobre a sede cabeçote para produzir um fechamento hermético. O ângulo de assento da s normalmente varia de 30° a 45°. Haste – é a parte cilíndrica da válvula que se aloja e desliza na guia e tem em extremo ranhuras para o encaixe das chavetas. Canalete – espaço destinado à fixação das travas. Pé da válvula – região que entra em contato com o balancim ou tucho p promover sua abertura e fechamento.

As válvulas de admissão caracterizam-se por ter a cabeça com maior diâmetro que a de escape e são construídas de aço cromo-níquel. Em alguns tipos, o

assento da válvula é recoberto com a liga stelite, que é feita de aço cromo, tungstênio e carbono. Ela é aplicada por meio de solda. As válvulas de escape apresentam materiais semelhantes aos empregados nas válvulas de admissão, porém adiciona-se tungstênio para que suportem altas temperaturas. As hastes das válvulas são praticamente iguais. Elas são feitas de aço e níquel. Em alguns casos, as hastes das válvulas de escape têm uma zona de menor diâmetro perto da cabeça, para evitar o acúmulo de carvão, o qual pode travar o movimento da válvula. Na extremidade da haste está situada uma ranhura que aloja as chavetas.

Mola da válvula Mantém a válvula fechada quando não acionada. Cada válvula pode ter uma, duas ou três molas concêntricas.

As molas são resistentes à fadiga, permitindo uma vedação das válvulas com as sedes (anéis de aço); assim têm perfeita estanqueidade do cilindro no momento da compressão e combustão. O tipo mais usado nos motores é a mola helicoidal. Existem molas cilíndricas, retas e cônicas. As molas são fabricadas normalmente com arame de aço trefilado ou ligas especiais. As molas apresentam formato de espiral. Em algumas, as espiras estão uniformemente espaçadas, e em outras há certo número de espiras unidas em ambas as extremidades. Quando as espiras estão unidas em uma só extremidade, esta deve ser colocada do lado do cabeçote. Antes de serem instaladas, deve-se comprovar que as molas têm a altura e a tensão especificadas pelo fabricante. As molas cilíndricas devem estar retas. Para proteger as molas, alguns fabricantes as recobrem com pintura à base de ácido ou aplicam outro tipo de proteção, evitando a corrosão e diminuindo a possibilidade de ruptura. Quando a mola apresenta trincas ou corrosões, deve ser substituída, pois se quebra com facilidade.

Tuchos Os tuchos, em conjunto com a árvore de comando, são responsáveis pela transformação do movimento rotativo do comando em movimento alternativo; assim, abrem e fecham as válvulas de admissão e escapamento. Os tuchos podem ser mecânicos ou hidráulicos. Tuchos mecânicos – nesses tuchos é necessário que haja folga entre o conju tucho, vareta, balancim e válvula. Essa folga tem a finalidade de compens dilatação das peças e assegurar suas lubrificações pelo filme de ó possibilitando assim a estanqueidade da válvula. Periodicamente, devem reajustadas essas folgas para compensar prováveis desgastes das peças e ev ruído excessivo.

Tuchos hidráulicos – nesses tuchos é necessário que haja folga hidráu reajustada automaticamente, com o aproveitamento da pressão de óleo motor. Esse tucho tem a vantagem de não precisar de regulagem periódica, a de possuir funcionamento suave, uniforme e com maior durabilidade.

Os tuchos são fabricados em aço cromo-níquel. A parte que entra em contato com o ressalto é endurecida para resistir ao desgaste provocado pela pressão e pela fricção. Para facilitar sua rotação, em alguns casos, o tucho tem seu alojamento descentrado em relação ao ressalto correspondente. Outros têm a superfície de contato abaulada para alcançar a mesma finalidade. A superfície de contato com o ressalto deve ser lisa e polida. Nem o corpo deve ter riscos ou desgastes excessivos.

Varetas (hastes)

A função das varetas (hastes) é transmitir o movimento dos tuchos aos balancins.

As varetas são peças retas de aço. Suas extremidades se adaptam às superfícies de apoio do tucho e do balancim. O formato mais comum de vareta tem uma extremidade em forma de semiesfera; a outra, um rebaixo, também é semiesférica. As dimensões das varetas mudam de acordo com as características de cada motor. O requisito indispensável para sua utilização é que estejam perfeitamente retas. Os motores que têm a árvore de comando no cabeçote não usam varetas.

Balancim O balancim e seu suporte são montados na parte superior do cabeçote e formam uma alavanca dupla – em uma das extremidades há um parafuso de ajustagem, cuja parte inferior fica em contato com a vareta; a outra extremidade fica em contato com a haste da válvula.

O balancim abre as válvulas. Alguns motores dispõem de um balancim para acionar o injetor. O eixo dos balancins é bem polido, geralmente oco, com orifício para lubrificação e para parafusos de fixação dos suportes. Pelo eixo dos balancins circula o óleo que os lubrifica e as hastes das válvulas. O comprimento do eixo depende do tipo do motor. Os parafusos de fixação têm, em alguns casos, furos rosqueados para alojar o parafuso da tampa dos balancins.

Também é comum que tais parafusos sejam ocos para permitir a entrada do óleo lubrificante da galeria de lubrificação do cabeçote até o eixo dos balancins.

Árvore de comando de válvulas Esse componente é um eixo acionado pela árvore de manivelas por intermédio de engrenagem, correntes ou correia. Tem a função de comandar a abertura e o fechamento das válvulas de admissão e escapamento.

Os comandos de válvulas podem ser instalados no motor em três diferentes posições: OHV (overhead valve) – comando de válvulas no bloco. OHC (overhead camshaft) – comando simples de válvulas no cabeçote. DOHC (double overhead camshaft) – comando duplo de válvulas no cabeçote

Face de assentamento

A face é usinada uniformemente e permite, com a junta do cabeçote, a vedação da parte superior com a parte inferior do motor.

Dutos de lubrificação e arrefecimento Esses dutos (galerias) permitem a passagem do óleo lubrificante e do líquido para o cabeçote, que auxiliam no arrefecimento do cabeçote.

Parafusos Os parafusos de fixação do cabeçote, ao serem retirados, devem ser avaliados para verificar uma possível remontagem. Para isso, deve-se medir o diâmetro da rosca com um micrômetro e o seu comprimento com um paquímetro.

Procedimento de inspeção e manutenção do cabeçote Os procedimentos de inspeção e manutenção do cabeçote devem seguir as orientações do manual do fabricante do motor. Vale a pena lembrar que, nesses manuais, encontram-se os valores de referência para que se possa realizar o diagnóstico do motor com precisão e confiabilidade, e as ferramentas necessárias para sua manutenção. Os componentes dos balancins devem ser inspecionados periodicamente e de acordo com as instruções do fabricante do motor. A inspeção tem como finalidade realizar possíveis substituições e regulagens. A seguir estão descritos os principais pontos a se observar. Item de inspeção Eixo Balancins

Falhas que devem ser verificadas Empenamento. Folga excessiva em relação ao eixo. Deformação nas roscas dos dispositivos de regulagem.

Dispositivos de regulagens

Deformação nas roscas. Desgaste nos contatos com o pé da válvula. Folga incorreta entre balancins e pés de válvulas.

Orientações para a inspeção e a manutenção do cabeçote Exame no cabeçote, válvulas e sede Medidas das válvulas Seguir as orientações do manual de reparação e transcrever os valores para uma tabela como a do modelo a seguir. Depois, fazer as medições conforme orientações e transcrever os valores para a mesma tabela.

Empenamento do cabeçote e altura Seguir as orientações do manual de reparação e transcrever os valores para uma tabela como a do modelo a seguir. Empeno do cabeçote Valor especificado (mm) Valor medido (mm) Resultado Altura do cabeçote Valor especificado (mm)

Valor medido (mm) Resultado

Guias das válvulas Seguir as orientações do manual de reparação e transcrever os valores para uma tabela como a do modelo a seguir.

Altura em relação ao cabeçote Fazer as medições conforme as orientações e transcrever os valores para uma tabela como a do modelo a seguir.

Regulagem de válvulas Fazer as medições conforme orientações e transcrever os valores para tabelas como as dos modelos a seguir.

Especificações Válvula de admissão

Motor frio Motor quente

Válvula de escapamento

Motor frio Motor quente

Exame da árvore de comando de válvulas Seguir as orientações do manual de reparação e transcrever os valores para tabelas como as dos modelos a seguir. Empenamento da árvore de comando de válvulas Valor especificado (mm) Valor medido (mm) Resultado

Exame nos tuchos Seguir as orientações do manual de reparação e transcrever os valores para tabelas como as dos modelos a seguir.

Êmbolo (pistão) Função do êmbolo O êmbolo recebe a força gerada pela queima da mistura ar e combustível e a transfere, através da biela, para a árvore de manivelas.

Funcionamento do êmbolo Ao executar essa função, o êmbolo se sujeita a grandes esforços alternados, pois é acionado nos quatro tempos do motor: admite e comprime o ar, recebe o impulso provocado pela expansão dos gases, depois da combustão, e expulsa os gases queimados para o exterior. Para deslizar livremente no interior do cilindro e para ter arrefecimento rápido, ele deve ter baixo coeficiente de dilatação e alta condutibilidade, razão pela qual o material mais comumente usado em sua fabricação é uma liga de metais leves.

Componentes do êmbolo

O êmbolo, ou pistão, é constituído dos seguintes componentes: zona de fogo (cabeça do êmbolo), pino do êmbolo e saia do êmbolo.

Zona de fogo (cabeça do êmbolo) Os tratamentos superficiais dos êmbolos têm uma proteção adicional que reduz o atrito do êmbolo no cilindro, enquanto, simultaneamente, melhora a capacidade do êmbolo para evitar desgaste excessivo, trazendo como principais benefícios: diminuição de folgas, ruídos, vibrações e atrito. Vários tipos de combinações de tratamentos superficiais podem ser realizados, melhorando o desempenho do motor. Além desses tratamentos superficiais, também podem ser utilizados: estanhagem, fosfatagem e anodização. A anodização no topo, ou no primeiro canalete, é outro tipo de tratamento superficial que possui as funções de prevenção de trincas, se aplicado no topo, e contra desgaste, quando aplicado no primeiro canalete e nas zonas de fogo.

Os êmbolos de alumínio oferecem confiabilidade, com a opção de serem leves e possuírem capacidade de resistência às pressões em motores ciclo Diesel de alto desempenho. A introdução das ligas avançadas de alumínio permitiu que as cargas térmicas e mecânicas pudessem ser aumentadas, adicionando o uso das galerias de refrigeração. Os avanços conseguidos por meio da tecnologia utilizada nos êmbolos também estão sendo aplicados nos êmbolos sem saia. Esse tipo de êmbolo é fabricado em uma peça forjada em aço, não sendo necessária a utilização da saia.

As principais vantagens do êmbolo sem saia incluem maior capacidade de carga e menor massa oscilante, quando comparado ao êmbolo de duas peças.

Pino do êmbolo Esse pino, que liga o êmbolo à biela, pode ser oco ou maciço. Sua função é transmitir para a árvore de manivelas, por meio da biela, a força provocada pelos movimentos alternados do êmbolo. É uma peça sujeita a grandes esforços. Se for oca, seu peso será sensivelmente reduzido, minimizando a força da inércia causada pelos movimentos do êmbolo. O pino do êmbolo deve ser resistente a altas cargas e temperaturas.

Em muitos motores, os êmbolos são projetados com os furos para pino deslocados lateralmente em relação ao eixo de simetria do êmbolo. Essa descentralização pode ser feita no sentido da superfície de maior ou de menor pressão, conforme o efeito que se queira com essa descentralização.

Portanto, o deslocamento do furo para o pino, para o lado de maior pressão, evita as batidas da saia, provocando um funcionamento mais silencioso do motor. Esses ruídos não eram importantes no passado, quando havia muitas outras fontes de barulho. A intensidade dessas batidas e o perigo de rompimento da película de óleo se agravaram com o emprego de êmbolos de diâmetro maior que o comprimento e com rotações maiores por minuto nos motores.

Tipos de pino O pino do êmbolo é uma peça de aço, tratada termicamente, que atua como elemento de união e de transmissão de força entre o êmbolo e a biela, estando suas características de projeto intimamente ligadas com as do próprio êmbolo. Os pinos se classificam, de acordo com a fixação no êmbolo e na biela, em: Pino flutuante – desliza livre no êmbolo e na biela; é limitado por anel de tra

Pino semiflutuante – desliza livre no êmbolo e é fixado à biela por parafuso por interferência.

Pino fixo – é preso no êmbolo por meio de parafuso ou trava e não movimento de rotação.

A facilidade ou dificuldade com que o pino entra em seu alojamento dependerá do tipo de ajuste. Levando em conta o tipo de fixação, é necessário aquecer o êmbolo ou congelar o pino para efetuar a montagem.

Tratamento térmico dos pinos Um pino de êmbolo, em razão do tipo de trabalho que realiza, deve apresentar uma superfície dura para resistir ao desgaste superficial, e um núcleo flexível (dúctil) para que não fique frágil e possa se acomodar, resistindo às deformações elásticas que lhe são impostas no funcionamento do motor. São feitos três tratamentos térmicos nos pinos: Cementação – tem a finalidade de elevar o teor de carbono na superfície pino, para torná-lo mais resistente ao desgaste. Têmpera – o tratamento térmico de têmpera é exigido para aumentar ai mais a elevada resistência ao desgaste, conseguida pela formação de u estrutura martensítica na camada cementada. Depois de atingirem temperatura de têmpera, os pinos são resfriados bruscamente em ó martêmpera ou salmoura. O líquido usado na têmpera deve ser agitado p promover resfriamento mais rápido.

Revenimento para alívio de tensões – o processo de têmpera introduz pinos tensões internas residuais. Para eliminá-las, os pinos passam por revenimento, que consiste em aquecê-los em fornos de banho de sal, ou c circulação de ar forcado ou banho de óleo, a certa temperatura e determin tempo, específicos para cada tipo de pino. Depois, os pinos são protegidos óleo, ficando prontos para as operações finais.

Observação

Nunca se deve usar força excessiva para a remoção ou introdução do pino, pois isso poderá deformar o furo, e o próprio êmbolo, alterando sua forma. Se necessário, pode-se aquecer o êmbolo até que o pino possa ser movido sem muito esforço. Não se deve esquecer de lubrificar o pino antes de introduzi-lo no êmbolo.

Bucha do pino O pino ainda tem uma bucha. Ao ser instalada, não se pode esquecer de verificar se está com a interferência correta e deve-se aplicar adesivo quando recomendado.

As buchas com sobremedidas como as standard são fornecidas com o diâmetro interno semiacabado; por isso, deve-se fazer seu mandrilhamento. O diâmetro

deve ficar paralelo ao alojamento das bronzinas, ser cilíndrico e estar dentro das dimensões especificadas para evitar usinagens e problemas de desgaste irregular das buchas e do êmbolo, falta de lubrificação do pino do êmbolo ou outros problemas mostrados na figura a seguir.

Saia do êmbolo A saia dos êmbolos evita seu deslocamento lateral. Ela começa quando terminam os canaletes dos anéis. Geralmente são lisas, sem cortes, mas apresentam maior dilatação que as outras, exigindo maior folga entre elas e a parede do cilindro. Para diminuir essas folgas, as saias são dotadas de fendas que podem estar a seu redor ou ser longitudinais.

Procedimento de inspeção e manutenção Os procedimentos de inspeção e manutenção do êmbolo devem seguir as orientações do manual do fabricante do motor. Vale a pena lembrar que, nesses manuais, encontram-se os valores de referência para que se possa realizar o diagnóstico do motor com precisão e confiabilidade e as ferramentas necessárias para sua manutenção.

Na sequência são apresentadas algumas orientações referentes à inspeção e à manutenção dos êmbolos.

Exame dos êmbolos Preencher uma tabela como a do modelo a seguir com os valores encontrados no manual tanto para reparos como para o motor.

Exame do pino do êmbolo Preencher uma tabela como a do modelo a seguir com os valores encontrados no manual tanto para reparos como para o motor.

Exame visual

Biela Função da biela A biela é o elemento do motor que converte o movimento alternativo retilíneo do êmbolo em movimento circular contínuo da árvore de manivelas.

Componentes da biela A biela é composta por: Cabeça – é a parte da biela que se fixa ao moente da árvore de manivela composta por duas partes: a cabeça e a capa. Corpo – constitui a parte média da biela. Pé – é a parte da biela que se liga ao êmbolo por intermédio do pino do êmbo

Tipos de bielas As bielas podem ser classificadas de acordo com suas características: pela forma do corpo, que pode ter a seção em I ou tubular;

pela forma como é feita a união ao êmbolo, podendo ser direta ou em d partes separadas (aplicação generalizada nos grandes motores); pelo tipo de união da capa da biela, que pode ser oblíqua, reta ou articulada.

Construção de bielas As bielas são fabricadas em aço especial e podem receber tratamentos exclusivos. A determinação do entrecentros é realizada com grande precisão. Os alojamentos das bronzinas da cabeça e das buchas, no pé, são usinados com cuidado para a obtenção do ajuste de interferência preciso no pé e de uma margem de pressão adequada na cabeça. Igualmente, a usinagem da bucha do pé da biela faz-se com precisão para conseguir uma montagem suave do pino do êmbolo. As tolerâncias de peso entre as bielas do mesmo motor variam segundo os fabricantes. Durante o forjamento, deixam-se no pé e na cabeça alguns ressaltos, que podem ser rebaixados cuidadosamente, igualando o peso sem prejudicar o equilíbrio. Para facilitar a lubrificação do pino e de sua bucha, são usadas duas formas: a primeira consiste em perfurar a biela desde a cabeça até o pé; a segunda faz uma perfuração de um lado da cabeça, de maneira que fique orientada para o ponto que deve lubrificar.

Quando a cabeça da biela é construída com a união oblíqua, dá origem a um efeito de cisalhamento que prejudica a durabilidade das bronzinas da biela. Para eliminar esse inconveniente, é feita uma sólida união da capa com a cabeça por meio de guias, estrias ou encaixes. A união é feita por meio de parafusos ou prisioneiros de aço especial, que são travados com o uso de diferentes tipos. A união oblíqua da cabeça da biela é usada como solução para reduzir o tamanho da cabeça e permitir sua passagem pelo interior da camisa, conseguindo-se dessa maneira a retirada pela parte superior do motor.

Condições de uso da biela Toda vez que o mecânico desmontar o motor, ele deve verificar as condições em que se encontra a biela, além de comprovar o seu paralelismo e o desgaste das bronzinas. Se a bronzina desliza no alojamento, riscando ou deformando, é necessário substituir a biela ou retificá-la em uma oficina especializada.

Ao instalar ou retificar as bielas novas, é necessário verificar seu peso, o qual não deve exceder as tolerâncias indicadas pelo fabricante. Quando a bucha do pé da biela for ajustada, ela deve ficar dentro das tolerâncias recomendadas pelo fabricante.

Procedimento de inspeção e manutenção da biela A manutenção da biela é feita apenas no recondicionamento do motor. Nesse momento, deve-se observar se há empenos ou desgastes acentuados na bucha e na cabeça. As bielas são rigorosamente pesadas uma a uma depois da usinagem. São selecionadas para que sejam montadas no mesmo motor com a mesma classificação de peso, permitindo seu funcionamento balanceado e silencioso. A diferença máxima de peso entre as bielas não deve ultrapassar a especificada pelo fabricante para não desbalancear o motor. A biela é usinada junto com sua capa, pois elas não podem ser trocadas entre si. Existem bielas que têm um canal interno para lubrificação; outras são fabricadas por inteiro e depois cortadas, formando assim a capa.

Existe ainda uma nova tecnologia chamada biela fraturada, que consiste em “quebrar” a biela para formar a capa.

Nesses modelos de biela, as capas ficam assentadas em seu corpo, impedindo que sejam trocadas.

Exame da biela

Preencher as tabelas como as dos modelos a seguir com os valores encontrados no manual de reparações e no motor.

Exame visual da biela

Anéis de compressão (segmento) Função dos anéis de compressão A função dos anéis de compressão é vedar em dois sentidos a pressão da compressão e a passagem de óleo lubrificante para a câmara de combustão, com

a ajuda do próprio lubrificante. No geral, os anéis cumprem funções básicas como: vedação de compressão, controle de lubrificante nas camisas e dissipação de calor entre pistão e camisa.

Características dos anéis de compressão São construídos de forma a adaptar-se às pequenas variações que, dentro de certos limites, ocorrem nas medidas do êmbolo. Com o funcionamento do motor carregado, os anéis sofrem uma torção, prevista em seu projeto. Deixar o motor em marcha lenta ou com pouca carga provoca o desgaste prematuro do conjunto de anéis-camisa, por causa do mau acomodamento dos anéis.

Construção dos anéis de compressão O primeiro anel de compressão é feito de uma liga de ferro fundido revestido com cromo, oferecendo maior resistência ao desgaste e ao calor. O segundo anel de compressão também é feito de uma liga de ferro fundido revestido com cromo somente na face de contato com a parede do cilindro. O anel de óleo pode ser de liga de ferro fundido ou aço, com algumas aberturas para acumular o óleo. A função do anel de óleo é controlar a lubrificação das paredes do cilindro, do êmbolo e dos anéis.

Revestimentos da face do anel Revestimentos especiais podem ser aplicados às faces dos anéis do êmbolo para aumentar a durabilidade e evitar a formação de marcas de engripamento. Revestimentos de cromo ou aspergidos por plasma de materiais cerâmicos ou metálicos são usados para esse propósito.

Tipos de perfis de anéis

O quadro a seguir apresenta os perfis dos anéis de compressão.

Procedimento de inspeção e manutenção dos anéis de compressão Exame nos anéis Preencher uma tabela como a do modelo a seguir com os valores encontrados no manual de reparações e no motor.

Preencher uma tabela como a do modelo a seguir com os valores encontrados no manual de reparações e no motor.

Exame visual dos anéis

Bloco do motor Construção do bloco do motor Em diferentes rotações, o motor de combustão interna funciona melhor quando possui diversos cilindros pequenos do que quando é dotado de um só cilindro. Os cilindros são agrupados de diversas maneiras, constituindo o bloco do motor.

Os cilindros podem ser usinados diretamente no bloco de ferro fundido, melhorado com a adição de outros metais. Quando, entretanto, os cilindros são feitos separadamente, em forma de camisas, o bloco funciona apenas como um suporte para essas camisas e pode ser confeccionado de ferro fundido comum. Antes de ser usinado, o bloco é tratado por um processo térmico, a fim de que haja a acomodação das moléculas, evitando-se, assim, eventuais torções e empenamento. É comum o alumínio e suas ligas serem utilizados para a fabricação do bloco de cilindros, ficando o ferro fundido restrito à fabricação das camisas. Isso ocorre porque o alumínio apresenta fácil usinagem, pouco peso e boa condução de

calor, enquanto o ferro fundido tem excelentes qualidades de autolubrificação, graças ao grafite existente em sua composição. As superfícies são usinadas para obter uma vedação hermética. As partes em que se apoiam as árvores de manivelas e comando necessitam estar perfeitamente alinhadas para funcionar. As paredes são pouco espessas e reforçadas com nervuras, o que deixa o bloco do motor leve e resiste. As capas dos mancais dos munhões são de aço forjado e fixadas ao bloco por meio de parafusos. Os canais de óleo e de fluido de arrefecimento são vedados pela junta do cabeçote que fica instalada entre as superfícies de contato do bloco e do cabeçote. Nas extremidades do bloco são alojadas as engrenagens do sistema de distribuição, assim como o volante do motor.

Componentes do bloco do motor O bloco do motor possui as seguintes peças básicas: cilindros; mancais das árvores de manivelas; dutos de lubrificação; canais de arrefecimento.

Os cilindros alojam os êmbolos e permitem seu movimento retilíneo alternado. Quando removíveis do bloco, chamam-se camisas úmidas, se têm contato direto com o líquido de arrefecimento, ou camisas secas, se esse contato é indireto. A operação de acoplamento, ou encaixe por pressão, da camisa no bloco do motor chama-se encamisamento. As camisas podem ser retificadas até certa tolerância, passando a receber êmbolos e anéis sob medida. Fora dessa tolerância, as camisas devem ser substituídas. O conjunto de camisas para substituição encontra-se disponível na forma de kits.

Tipos de blocos do motor Os blocos podem ser dos seguintes tipos: blocos com camisas secas;

blocos com camisas úmidas;

blocos de liga de alumínio composto de duas partes, sem cilindro.

Geralmente, os blocos de ferro fundido são usados em motores arrefecidos por líquido de arrefecimento. Os motores arrefecidos a ar têm blocos constituídos de ligas de alumínio. O quadro a seguir mostra as vantagens e desvantagens dos blocos de camisa seca e camisa úmida.

Bloco de camisa seca Vantagens

Desvantagens

Evita os riscos de descontinuidade, sob o ponto de vista térmico, entre os cilindros e o bloco.

Não permite a troca dos cilindros. Quando estes apresentam desgaste, é necessário retificá-los deixando-os sobremedida.

Mantém a rigidez e não apresenta problemas de estanqueidade. Bloco de camisa úmida Vantagens Pode ser recuperado trocando as camisas para devolver a medida original aos cilindros. Apresenta ótimas condições de refrigeração porque as camisas estão em contato direto com a água. Apresenta menor dilatação, as camisas não transmitem cargas excessivas. Tem instalação relativamente fácil. Permite a utilização de materiais diferentes na fabricação das camisas, deixando-as com características vantajosas sobre o bloco.

Cilindros

Desvantagens Em razão da pouca rigidez do bloco, é necessário realizar uma usinagem cuidadosa aos alojamentos da camisa, para alcançar uma estanqueidade perfeita.

Em alguns motores, os cilindros são usinados diretamente no bloco, sendo, nesse caso, do mesmo material que constitui o bloco – ferro fundido ou liga de metais leves. Se forem utilizadas camisas, uma grande variedade de materiais poderá ser escolhida. Ao substituir uma junta de cabeçote ou ao remover uma camisa de cilindro, a saliência da camisa sobre o bloco deve ser medida.

Brunimento é o nome dado ao acabamento do diâmetro interno dos cilindros. Ele tem um papel fundamental na vida útil do motor, além de proporcionar um pequeno período de amaciamento. Conforme a rugosidade especificada, o brunimento tem a função de: vedar; controlar o consumo do lubrificante; dissipar o calor entre anéis e camisa. Os riscos de brunimento são de 90° a 120°.

Camisa de motores São peças cilíndricas, pouco espessas e com rugosidade microscópica na parte interior, onde o êmbolo desliza.

Tipos de camisas Existem dois tipos de camisas, a úmida e a seca, usadas em motores de dois e quatro tempos.

Camisa úmida – a principal característica da camisa úmida é que, entre o bl do cilindro e a superfície externa da camisa, existe um espaço por onde circu líquido de arrefecimento para refrigeração.

Para conseguir a estanqueidade, são instalados anéis de borracha (O-ring) ou cordões selantes, de modo que vedem a camisa e o bloco, evitando, dessa maneira, a fuga de líquido de arrefecimento. A parte superior não precisa de juntas ou anéis porque o assento é efetuado entre duas superfícies usinadas e firmemente apertadas por causa da ação exercida pelo cabeçote sobre a saliência da camisa. Camisa seca – a camisa seca não entra em contato direto com a água arrefecimento e tem menor espessura que a úmida. Algumas não têm saliênc

O quadro a seguir mostra as vantagens e desvantagens das camisas úmida e seca. Camisa úmida Vantagens

Desvantagens

Em virtude de seu contato direto com a água de arrefecimento, ela dissipa melhor o calor. Pode ser substituída, devolvendo a medida original do cilindro, sem alterar as características gerais do motor.

A saliência da parte superior requer usinagem bastante delicada. Em alguns motores (pouco utilizados), há um apoio na parte inferior da camisa para facilitar a instalação dos anéis; esse apoio pode causar deformação da camisa motivada pela dilatação. Para evitar os riscos de corrosão, as paredes externas da camisa devem ser submetidas a tratamentos especiais.

Camisa seca Vantagens Tem algumas das vantagens da camisa úmida, mas apresenta outras próprias.

Desvantagens A montagem requer um procedimento mais cuidadoso e, em alguns casos, uma retificação posterior.

Permite cilindros e válvulas de maior diâmetro. Não apresenta problemas de estanqueidade, não necessitando de anéis ou selos.

A usinagem exterior deve ser feita com pequena tolerância para conseguir um contato perfeito com o bloco e evitar pontos de concentração térmica e a ascensão por capilaridade do óleo do cárter entre o bloco e a camisa.

Pode ser adaptado a blocos com cilindros integrados, para retornar ao diâmetro original dos cilindros. Não apresenta perigo de corrosão externa.

Construção das camisas As camisas podem ser fabricadas com materiais diferentes dos materiais do bloco, como ferro fundido, aço, tubo trefilado e cromado e ligas especiais.

Uso e condições de uso O diâmetro interno deve estar dentro das tolerâncias indicadas pelo fabricant A diferença da altura entre a camisa e a superfície do bloco deve guard tolerância indicada pelo fabricante para que, no momento em que o cabeçote colocado sobre o cilindro, a camisa seja bem afixada, evitando seu deslocame principalmente nas camisas flutuantes.

A superfície interior da camisa não deve apresentar riscos ou queimadu Durante o processo de montagem, deve-se cuidar para que fiquem alinhad para que os anéis de borracha das camisas úmidas não sejam danificados.

Procedimento de inspeção e manutenção das camisas Normalmente, as camisas úmidas e algumas camisas secas do tipo flutuante são montadas ou desmontadas com certa facilidade, utilizando-se ferramentas especiais de extração e montagem. Para a desmontagem e montagem das camisas secas que entram à pressão, é necessário usar prensas hidráulicas ou ferramentas especiais. O processo de instalação dessas camisas é muito delicado e devem ser tomadas determinadas precauções para evitar sua deformação. Alguns fabricantes usam uma interferência relativamente grande na montagem, deixando aproximadamente 0,5 mm menor o diâmetro interno da camisa. Dessa forma verificam se a altura entre a saliência da camisa e a superfície do bloco está correta no fim da montagem. Cada vez que se desmonta um motor, o bloco deve unir certas condições para ser usado novamente: Os mancais principais devem estar alinhados.

Os mancais não devem apresentar fuga de água e óleo, por falta estanqueidade. As superfícies inferior e superior devem estar livres de riscos, juntas, adesiv perfeitamente planas. As camisas devem estar dentro das tolerâncias indicadas pelo fabricante e li de riscos e sujeiras. As capas dos mancais principais de um bloco não devem ser usadas em ou bloco porque são usinadas conjuntamente (mandrilhamento).

Exame no bloco do motor Utilizando o manual de reparação, preencher uma tabela como a do modelo a seguir. Diâmetro dos cilindros (mm) Standard Sobremedida

Exame de ovalização e conicidade

Tolerância (mm)

Fazer as medições no motor e preencher uma tabela como as dos modelos a seguir.

Exame do brunimento dos cilindros

Árvore de manivelas Função da árvore de manivelas A árvore de manivelas é o eixo do motor responsável pela transformação do movimento retilíneo do êmbolo em movimento rotativo (princípio da manivela).

Funcionamento da árvore de manivelas A árvore de manivelas é pesada, pois precisa suportar os esforços e armazenar parte da energia gerada no tempo da combustão “força da inércia”, em conjunto com o volante, que será visto mais adiante.

Componentes da árvore de manivelas A árvore de manivelas é formada pelos munhões (colos fixos) e pelos moentes (colos móveis), onde trabalham as bielas.

Um dos munhões serve de apoio ao deslocamento axial (longitudinal) da árvore de manivelas.

Constituição da árvore de manivelas A árvore de manivelas é constituída das seguintes partes principais:

Moentes – são seções torneadas e polidas, onde são instaladas as bielas.

Munhões – são seções torneadas e polidas que são apoiadas nos man principais do bloco. Braços – são as seções que ligam os munhões aos moentes. Contrapesos – são massas de material que podem ser removíveis ou fixas e por objetivo alcançar o equilíbrio da árvore de manivelas. Flange – é uma seção de forma circular, em uma das extremidades da árvor manivelas, que serve para fixar o volante e como superfície de deslizamento p o retentor de óleo.

Construção da árvore de manivelas A árvore de manivelas é construída de aço forjado de grande resistência. São compostas de níquel, cromo, molibdênio, magnésio e silício. Os munhões e moentes são tratados termicamente para adquirirem maior dureza. Quando seu tamanho permite, a árvore de manivelas é perfurada internamente para facilitar a lubrificação dos munhões e moentes.

Para evitar a quebra da árvore de manivelas, todos os cantos dos munhões e moentes são arredondados, formando um raio de concordância com o colo. A armazenagem da árvore de manivelas deve ser feita preferencialmente na posição vertical sobre o volante do motor. Se não for possível, deve-se mantê-la em seu alojamento no bloco do motor.

Condições de uso da árvore de manivelas Cada vez que o mecânico retira uma árvore de manivelas, deve verificar: se os munhões e moentes estão isentos de riscos e dentro dos limites de desg indicados pelo fabricante; se não há empeno ou outras deformações; se as passagens de lubrificação estão livres. Durante a instalação, devem-se observar as regras de montagem, assim como a torção de aperto recomendada pelo fabricante.

Procedimento de inspeção e manutenção da árvore de manivelas Preencher as tabelas como as dos modelos a seguir com os valores encontrados no manual de reparações e no motor.

Bronzinas (casquilhos) As bronzinas, ou casquilhos do motor, são peças que ficam intercaladas entre os eixos e os apoios dos mancais móveis e fixos para reduzir o atrito, permitindo a melhor eficiência dos motores e o prolongamento de sua vida útil.

Localização das bronzinas As bronzinas se intercalam entre os seguintes elementos:

árvore de manivelas e alojamento dos mancais (bronzinas de mancal); árvore de manivelas e biela (bronzinas de biela); árvore de comando de válvulas (bronzinas de eixo de comando); liga antifricção. A superfície dos casquilhos exposta aos efeitos do movimento é recoberta por uma liga de metal mole chamada metal antifricção. O metal antifricção possui boas características e deslizamento, e seu ponto de fusão é muito mais baixo que o dos metais das peças que o metal antifricção protege. Tem ainda alto índice de resistência à fadiga, o que lhe permite longa vida. A liga que compõe o metal antifricção varia de acordo com o tipo e as características do motor a que se destina. As mais empregadas são feitas à base de alumínio, cobre e chumbo.

Tolerâncias de fabricação das bronzinas A bronzina é uma peça bastante precisa, e as tolerâncias de fabricação devem ser mantidas dentro de milésimos de milímetros.

Pressão radial das bronzinas Geralmente a bronzina permanece fixa, com toda a sua superfície de apoio em contato com o alojamento para permitir a dissipação do calor.

Cada semibronzina é um pouco maior do que uma circunferência, de modo que, ao colocá-la em seu apoio, sobressaia ligeiramente. Isso é necessário para permitir uma pressão radial entre a bronzina e o alojamento quando for montado o conjunto.

Ressalto de localização O ressalto de localização permite montar a bronzina em sua posição correta. Normalmente, o ressalto se projeta para fora da linha de separação das semibronzinas, e encaixa perfeitamente em seu alojamento, ou é usado também um pino-guia.

Ranhuras de lubrificação As ranhuras de lubrificação servem para distribuir o óleo lubrificante, em forma de película, sobre toda a superfície de contato da bronzina com o eixo.

Bronzina principal Existente em alguns motores, a bronzina principal serve para regular a folga axial da árvore de manivelas, por meio da espessura de seus flanges laterais sob medida.

Semianéis (arruelas de encosto) Uma das extremidades da árvore de manivelas está submetida ao impulso proveniente da pressão da embreagem e, em alguns casos, da reação resultante das engrenagens que movem os órgãos auxiliares. Se esse impulso não fosse controlado, causaria deslocamentos axiais, ruídos e desgastes. Para eliminar tal inconveniente, um dos apoios da árvore de manivelas é rodeado por arruelas axiais de encosto, normalmente conhecidas por meias-luas ou semianéis, constituídas de finos segmentos de aço revestidos de metal antifricção, que mantém a árvore de manivelas em sua posição, anulando por encosto qualquer reação evidente à deslocação axial.

Procedimento de inspeção e manutenção das bronzinas Para evitar desgaste prematuro das bronzinas, é importante observar os seguintes procedimentos: 1. Verificar o nível de óleo, completá-lo ou trocá-lo de acordo com a especifica do fabricante do veículo. 2. Observar a pressão do óleo no sistema. 3. Evitar a aceleração brusca do motor ainda frio e seu funcionamento prolong em marcha lenta.

Volante do motor Função do volante do motor O volante é um componente muito pesado. É projetado para executar três funções importantes: armazenar a energia proveniente da combustão, suprindo os intervalos nos q não se produz energia através de sua inércia; conduzir força à transmissão com auxílio da embreagem acoplada em sua fac permitir a partida inicial do motor por meio da cremalheira.

Quanto maior for o número de cilindros, menor será o peso do volante. Em alguns motores com grande número de cilindros, o volante pode ser dispensado porque o motor possui uma regularidade da marcha favorecida pela superposição de impulsos motores.

Construção do volante do motor O volante do motor é fabricado de aço forjado, laminado ou fundido. Seu peso é calculado de acordo com o número de cilindros e a aplicação que o motor vai ter. Geralmente, o volante vem balanceado dinâmica e estaticamente com o conjunto móvel do motor.

Condições de uso do volante do motor Para que o volante trabalhe satisfatoriamente, ele deve reunir certas condições de uso: a superfície de fricção deve estar complemente lisa; a coroa dentada e o apoio da árvore primária devem estar em boas condições

O alinhamento deve ser comprovado, porque um volante desalinhado por defeito de montagem produz vibrações e desgastes prematuros dos mancais e das peças móveis.

Constituição do volante do motor O volante é constituído das seguintes partes:

Superfície de fricção É uma superfície completamente lisa, onde geralmente fica alojado o conjunto de embreagem.

Cremalheira (coroa dentada) É um anel com dentes na parte externa, utilizado para pôr o motor em movimento.

Superfície de encosto É a parte que se apoia na árvore de manivelas, podendo ser unida por meio de parafusos ou mediante uma extremidade cônica (motores antigos). Em alguns casos, quando a união é feita por parafusos, os furos estão distribuídos de tal maneira que o volante tem uma só posição de montagem. Em alguns motores, o volante tem as marcas de referência que servem de guia para sincronizar o motor.

Volante de dupla inércia Ao utilizar um sistema de molas de amortecimento integradas, esse tipo de volante de motor absorve os choques durante o acoplamento da embreagem e reduz as vibrações e os ruídos do sistema motor-propulsor.

Amortecedor de vibrações (damper) O amortecedor de vibrações é uma peça que se encontra acoplada na parte dianteira da árvore de manivelas, formando um sistema com a polia. Tem por finalidade reduzir a influência das vibrações torcionais que se apresentam em consequência das combustões sucessivas.

Quanto mais comprida for a árvore de manivelas, maior será o ponto crítico das vibrações. Em virtude da necessidade de motores de grande potência, foram construídos motores radiais e em V, com o objetivo de torná-los mais compactos e uma árvore de manivelas mais curta; assim, os amortecedores de vibrações são mais utilizados em motores em linha.

Tipos de amortecedores Pela sua construção, os amortecedores podem ser classificados em três tipos: mecânicos; elásticos; hidromecânicos.

Construção dos amortecedores Amortecedor mecânico – é composto de dois discos de metal, separados certo número de molas que provoca o arrastamento do conjunto por atrito. Amortecedor elástico – é formado por uma bucha de borracha vulcanizada neoprene, entre duas de metal. A interna forma o cubo e a externa a polia. E sistema é um dos mais simples; nele, a força torcional é absorvida pela buch borracha. Amortecedor hidromecânico – é constituído de uma polia com um anel de fechado hermeticamente, dentro do qual vai um aro pesado. O espaço ent anel e o aro é preenchido por um líquido espesso e viscoso chamado sil fluido, o que permite trabalhar sob as mais diversas temperaturas.

Funcionamento dos amortecedores

Amortecedor mecânico – quando a rotação é uniforme e regular, não deslizamento entre as peças que estão sob os efeitos das molas. Quando surg as vibrações torcionais na extremidade da árvore de manivelas, os discos tend a deslizar no sentido contrário da rotação, mas o peso e o atrito reduzem movimento, anulando seu efeito. Amortecedor hidromecânico – a carcaça está montada diretamente na árv de manivelas, e acompanha todos os movimentos desta; um anel de aço, que solto no interior da carcaça, gira na mesma velocidade em consequência inércia. Ao aparecerem vibrações torcionais na árvore de manivelas, é cr uma diferença de velocidade entre o anel e a carcaça, e a resistência ofere pelo líquido serve para igualar as velocidades. Como a carcaça está unid árvore de manivelas, esse nivelamento de rotação amortece as vibraç evitando a quebra ou torção de toda a árvore de manivelas e o desequilíbrio funcionamento do motor. A ação amortecedora acontece porque, para segui vibrações da polia com o anel, a inércia do aro as freia, graças à viscosid elástica do líquido. À medida que a velocidade aumenta, por força centrífuga, o líquido se concentra nos bordos, e o enlace elástico se torna mais firme e seguro, freando com mais energia as vibrações e protegendo a árvore de manivelas contra rupturas.

Procedimento de inspeção e manutenção dos amortecedores Os amortecedores de vibração mecânica requerem conservação periódica no sistema de molas e borrachas, pois estes são afetados facilmente por impurezas, água, óleo e calor, que os deterioram ou empenam.

Compensador de massas Os balanceadores são os elementos componentes do motor que têm a função de neutralizar a força de trepidação vertical, que sacode o motor para cima e para baixo, permitindo, dessa maneira, um funcionamento mais suave do motor. Eles não devem ser confundidos com o amortecedor compensador de vibrações torcionais ou de torção da árvore de manivelas. Para neutralizar ou equilibrar essa força de trepidação vertical, uma força igual deve ser aplicada na direção oposta. Isso se consegue utilizando balanceadores acionados por engrenagens. Quando dois êmbolos quaisquer estão no PMS, as massas dos contrapesos dos eixos estão embaixo. Nos motores em V de 60º, são utilizados balanceadores excêntricos. O centro de gravidade desses balanceadores não está sobre a linha central do eixo.

Funcionamento do compensador de massas Contrapesos, ou eixos desbalanceados girando em direção oposta e com o dobro da rotação do motor, introduzem força igual e oposta à força de trepidação vertical. Eles exercem força para baixo toda vez que dois êmbolos estão no PMS.

As marcas de sincronização nas engrenagens asseguram uma sincronização correta, de modo que as porções dos contrapesos das engrenagens ou eixos fiquem embaixo, quando dois êmbolos quaisquer estiverem no PMS.

Contrapesos ou eixos desbalanceados

5. Anomalias no motor de combustão interna ciclo Otto Técnicas de diagnóstico Exame da fumaça Fatores que determinam o momento para a retífica Técnica de diagnóstico O diagnóstico é um método racional composto dos seguintes procedimentos: 1. Comprovar o defeito com o objetivo de verificar se ele existe e qual é gravidade. 2. Determinar as causas prováveis, analisando as peças ou componentes do sist que, por mau funcionamento, possam estar causando o defeito. 3. Testar as causas prováveis, verificando primeiro as causas mais simples, aqu que não necessitam de desmontagem, depois as que exigem desmontag simples, e assim por diante, por ordem de dificuldade, até encontrar o proble 4. Apurar as causas reais com muito critério, pois essa apuração determin defeito, a possibilidade de conserto e a prevenção para que não volte a ocorre

Observação

Somente depois do diagnóstico é realizado o conserto de sistema e, ao término desse processo, deve ser realizado um teste de funcionamento para avaliar o trabalho.

Exame da fumaça A fumaça cinza-azulada que sai do escapamento indica que está queimando óleo na câmara de combustão ou na tubulação de escapamento em virtude da alta temperatura. Pode-se fazer um exame de fumaça para determinar se o óleo está sendo consumido dessa forma.

Procedimentos para o exame da fumaça 1. Aquecer o motor. 2. Deixar funcionar em marcha lenta por 3 a 5 minutos. 3. Acelerar e verificar a fumaça que sai do escapamento. 4. Repetir, se for necessário. Não confundir com fumaça preta, que é sinal de mistura rica (excesso de combustível), e com fumaça branca, que é condensação de vapor.

Outro ponto a observar é que durante a desaceleração ocorre um forte vácuo na tubulação de admissão e nos cilindros. Nessas condições, alguns motores expelem certa quantidade de fumaça cinza-azulada, sem que haja consumo excessivo de óleo. Portanto, para fazer um diagnóstico correto, o volume de fumaça deve ser cuidadosamente verificado. Uma nuvem densa de fumaça cinza-azulada é sinal positivo de um excessivo consumo de óleo queimando nas câmaras de combustão.

Fatores que determinam o momento para a retífica A maioria dos fatores que determina a retífica é proveniente do tempo de funcionamento. Esse tempo de funcionamento refere-se a horas de trabalho, podendo ser de um motor estacionário ou de um motor instalado em um veículo.

Perda de potência A diminuição ou perda da potência desenvolvida por um motor deve acontecer gradativamente. A perda de potência de um motor pode ser causada por vários

motivos. Portanto, antes de ser feita uma retífica completa, ou recondicionamento, é necessário analisar diversos fatores, pois grande parte dos problemas de perda de potência pode ser solucionada por meio de uma simples regulagem ou substituição de peças de fácil reposição. As causas mais comuns da perda de potência do motor são: folga excessiva entre o êmbolo e o cilindro; desgaste excessivo dos anéis; desgaste de válvulas de admissão e escapamento, ocasionando m assentamento e a consequente falta de vedação. Essas folgas e desgastes causam uma perda de compressão, acompanhada, quase sempre, pelo aumento do consumo de combustível e do óleo lubrificante e de uma elevada temperatura de funcionamento. Essa temperatura elevada pode atingir o superaquecimento ocasionando graves problemas ou agravar os já existentes. É aconselhável bastante atenção na operação de um motor, procurando não sobrecarregá-lo com altas cargas ou altas rotações.

Fatores que podem levar à perda de potência nos motores Motores ciclo Otto (gasolina/álcool) Sistema de alimentação com defeito. Bomba de combustível defeituosa. Entradas de ar através das juntas e abraçadeiras.

Vazamentos nas tubulações de combustível. Sistema de ignição desregulado ou com avarias. Velas fora da especificação. Eletrodo das velas sujo, gasto ou com folgas fora do especificado. Detonação ou pré-ignição causada por depósitos de carvão no topo do pis em virtude do uso de combustível de baixa octanagem, por problemas sistema de alimentação ou no sistema de arrefecimento. Combustível com impureza. Filtro de combustível obstruído. Válvulas desreguladas. Ressaltos (cames) do eixo do comando de válvulas com desgaste excessivo. Distribuição deficiente em consequência da engrenagem de corrente ou correias dentadas desgastadas. Desgaste excessivo de anéis, êmbolos, camisas, bronzinas, buchas etc.

Motores ciclo Diesel Filtro de ar obstruído. Bomba injetora desregulada (tempo de injeção adiantado ou atrasado). Filtro de óleo diesel obstruído. Bicos injetores com vazamento ou parcialmente obstruídos (irregularidade injeção).

Vazamento nas tubulações de óleo diesel sob pressão. Óleo diesel com impurezas. Válvula de retorno do óleo diesel com defeito. Válvulas de admissão e escape desreguladas ou com desgaste. Ressalto (cames) do eixo do comando de válvulas com desgaste excessivo. Engrenagem ou corrente da distribuição desgastada. Desgaste excessivo dos êmbolos, anéis, camisas, bronzinas e buchas.

Queda de pressão do óleo lubrificante A queda de pressão do óleo do motor é indicada por uma luz de anomalia ou por um manômetro, situados no painel de instrumentos. A lâmpada possui circuito próprio, que é ligado à bateria por um pressostato (cebolinha) que “fecha” o circuito toda vez que a pressão de óleo estiver abaixo do mínimo especificado. O pressostato deve estar localizado no ponto de lubrificação mais crítico da galeria de óleo. O manômetro de óleo indica a pressão do sistema e é normalmente conectado depois do filtro de saída da bomba de óleo.

Fatores que podem gerar a baixa pressão de óleo Rotação de marcha lenta muito baixa. Pescador ou filtro de óleo obstruído. Óleo lubrificante inadequado ou impuro (viscosidade baixa). Motor superaquecido.

Válvula de pressão do sistema de lubrificação travada na posição aberta. Folgas excessivas na bomba de óleo. Folgas excessivas nas buchas e bronzinas do motor (nas bielas, no virabreq ou no comando de válvulas).

Consumo excessivo de óleo lubrificante Esse consumo é notado pela necessidade frequente de completar o nível do óleo.

Fatores que podem levar ao consumo excessivo do óleo lubrificante do motor Filtro de ar obstruído (vácuo de admissão muito alto). “Respiro” do cárter obstruído quando se forma uma pressão no cárter que f óleo lubrificante subir respiro, atingindo o sistema de admissão e por fim câmara de combustão. Vazamentos de óleo lubrificante, através de juntas, retentores ou radiadore óleo. Anéis de pistão invertidos, gastos, quebrados ou presos. Vedadores de válvulas com folgas excessivas. Folga excessiva entre o êmbolo e o cilindro.

Superaquecimento

A elevação da temperatura do motor pode causar seu engripamento. O superaquecimento pode ser notado através de um indicador no painel de instrumentos, que mostra a temperatura de funcionamento do motor.

Fatores que podem levar ao superaquecimento do motor Nível incorreto do líquido de arrefecimento. Falhas no sistema de lubrificação (vazamento etc.). Folgas pequenas, acarretando aumento de atrito. Correia de acionamento da bomba de água ou do ventilador do radiador. Ventoinha de acionamento elétrico com defeito. Bomba de água defeituosa. Abraçadeiras soltas. Vazamento de água para dentro do motor, através de juntas defeituosas, trin no bloco, camisas ou cabeçotes. Válvula termostática fora do especificado ou com defeito.

Ruídos no motor Dependendo do desgaste causado por problemas no sistema de lubrificação ou de arrefecimento, pode gerar ruídos que são usualmente chamados de rajadas ou ruídos metálicos que parecem batidas (motor batendo).

Observação

Não confundir batidas de motor causadas por desgastes com as famosas “batidas de pino”, que são causadas por pré-ignição no tempo de

combustão.

6. Sistema de alimentação Sistema de alimentação de ar Sistema de combustível Sistema de alimentação de ar Admissão de ar No tempo de admissão o êmbolo desce aspirando ar do ambiente e preenchendo o cilindro. Com relação ao sistema de admissão, os motores podem ser: de admissão natural; turboalimentados; turboalimentados com intercooler (pós-resfriador). Seja qual for o sistema, o primeiro processo que ocorre com o ar admitido é sua purificação. Nos motores para caminhões e ônibus o ar entra através de um prépurificador, que por ação centrífuga separa as impurezas mais pesadas do ar, eliminando-as pelo tubo de escape. Depois dessa operação, o ar passa pelo filtro de ar composto de dois elementos, o principal, de papel, e um de segurança, de lã compactada. Esse sistema proporciona excelente eficiência de filtragem, pois, mesmo em caso de falha do elemento principal, as impurezas são retidas pelo de segurança, garantindo longa vida útil ao motor.

Do filtro, o ar segue pela tubulação de admissão (coletor) que o dirige para o cilindro.

Admissão natural Nos motores de admissão natural, o ar vai diretamente do filtro para o cilindro, aspirado pelo pistão.

A potência do motor é limitada pela quantidade de combustível queimada. Por sua vez, a quantidade de combustível depende da massa de ar no interior do cilindro, pois, se for injetado mais combustível sem aumentar proporcionalmente a quantidade de ar, não haverá oxigênio suficiente para a queima e o combustível será desperdiçado em forma de fumaça preta. Portanto, para aumentar a potência do motor, além de combustível, é preciso também maior quantidade de ar no cilindro, e isso é conseguido comprimindose o ar admitido.

Sistema turboalimentador Depois de ter sido purificado, o ar é comprimido para aumentar sua massa no interior do cilindro, possibilitando maior injeção de combustível e, consequentemente, aumentando a potência do motor.

O componente responsável por essa operação é o turbocompressor, ou turboalimentador. Quando foi idealizado, era acionado por correias; atualmente, a energia anteriormente desperdiçada dos gases de escape é utilizada para seu acionamento. O turboalimentador é composto de três partes principais: turbina, carcaça de mancais e compressor. A turbina e o compressor – um de cada lado da carcaça – estão montados em um eixo comum, que gira sobre mancais flutuantes. Os gases de escape resultantes da combustão, antes de serem lançados na atmosfera, acionam a turbina e, consequentemente, o compressor, que por sua vez aspira e comprime o ar, canalizando-o pelo coletor de admissão para finalmente atingir os cilindros.

O turboalimentador trabalha a altas rotações, podendo chegar a cerca de 200.000 rotações por minuto (rpm); por isso, necessita de lubrificação eficiente desde o início de seu funcionamento. A lubrificação e o arrefecimento do turboalimentador são feitos pelo óleo lubrificante do motor.

Intercooler Ao ser comprimido pelo turboalimentador, o ar aumenta de temperatura e se expande. Isso significa que ainda há possibilidade de aumentar a massa de ar no interior do cilindro se for possível resfriá-lo. Esse processo realiza o sistema de admissão de ar turboalimentado com intercooler.

Depois de comprimido, o ar passa por um radiador onde é resfriado, tornandose mais denso. Essa operação permite que uma quantidade maior de massa de ar seja admitida no cilindro, injetando nele mais combustível e aumentando, dessa forma, a potência do motor. Esse radiador pode usar ar ou água como agente de arrefecimento nos motores que utilizam intercooler do tipo ar-ar, montado na frente do radiador. A troca de calor ocorre entre o ar quente, comprimido pelo turboalimentador, e o ar externo, frio, que passa pelo radiador. Assim, o intercooler reduz a temperatura do ar de admissão de 150°C para 100°C, aproximadamente.

Sistema de combustível Já foi visto anteriormente que nos motores ciclo Diesel a combustão ocorre no momento da injeção do combustível na câmara, onde se mistura com ar quente e queima. Agora será visto como o combustível chega à câmara de combustão através do sistema de combustível. O desempenho e a economia dos motores ciclo Diesel dependem da eficiência do sistema, que deve: dosar a quantidade adequada de combustível; regular o tempo de injeção do combustível; atomizar o combustível para distribuição homogênea na câmara de combustã

Circuito de alimentação de combustível

No sistema Diesel convencional, o combustível, aspirado pela bomba alimentadora, passa pelo filtro existente no reservatório, pelo pré-filtro da própria bomba, seguindo, sob pressão, para um filtro principal, de onde o excesso retorna ao reservatório. O combustível restante segue para a bomba, distribuindo-se, em seguida, pelos bicos injetores, de onde há novo retorno, desta vez da porção de combustível utilizada para lubrificar os bicos.

Elementos do sistema de alimentação de combustível Reservatório de combustível O reservatório de combustível possui chapa quebra-ondas, coletor de impurezas, filtro no tubo de sucção e indicador de nível. A tampa de abastecimento é provida de fixador do tipo baioneta. Uma tampa auxiliar externa evita a infiltração de poeira.

Bomba alimentadora A bomba alimentadora de êmbolo aspira o combustível do reservatório, pressionando-o através do pré-filtro, e do filtro principal, para a galeria de combustível da bomba injetora.

Filtro principal O filtro principal é formado por dois elementos, ligados em paralelo. Retém as partículas sólidas remanescentes no combustível, que, assim, estará limpo ao entrar na bomba injetora.

Bomba injetora A bomba injetora de elementos (um para cada cilindro do motor) é equipada com regulador centrífugo e, nos motores superalimentados, com limitador de fumaça.

Bico injetor Forçado pela bomba injetora, o combustível é atomizado dentro do cilindro do motor, através de cinco orifícios existentes no bico injetor. Os injetores são fixados diretamente no cabeçote, sem qualquer tipo de luva, o que lhe proporciona melhor arrefecimento e evita vazamentos.

Sincronismo da bomba injetora Toda vez que se faz a remoção da bomba injetora, quando o motor apresenta baixo rendimento ou no reparo do motor ciclo Diesel, é necessário realizar o sincronismo da bomba injetora com o movimento interno do motor para que o sistema forneça o óleo diesel no momento correto (tempo de combustão). Com isso, o motor trabalha com melhor rendimento, menor poluição e menor ruído interno, além de permitir uma vida útil maior. Vale salientar que para cada tipo de motor existe uma forma de sincronizá-lo e ferramentas adequadas. Para isso, é necessário consultar o manual de reparações do motor. Nos motores modernos com sistema de injeção eletrônica, esse sincronismo deixa de existir, pois o sistema opera seguindo o gerenciamento eletrônico do motor.

7. Sistema de arrefecimento Tipos de sistema de arrefecimento Cuidados com o sistema de arrefecimento Durante a operação, todos os motores de combustão interna geram calor. Esse calor é causado pela queima da mistura ar-combustível. O sistema de arrefecimento deve ter a capacidade de remover parte desse calor para manter o motor dentro dos limites normais de funcionamento. Esse sistema, porém, não deve remover demasiadamente o calor, para que o motor não funcione a frio, evitando, dessa maneira, provocar danos posteriores em outros sistemas e prolongando sua vida útil.

Existem vários tipos de sistemas de arrefecimento. A maioria deles usa um radiador e um ventilador para remover o calor do motor. Outros sistemas usam um trocador de calor, arrefecedores de quilha ou torres de arrefecimento para remover o calor.

Tipos de sistema de arrefecimento Existem dois tipos de sistemas de arrefecimento: a ar; a líquido de arrefecimento.

Vantagens e desvantagens de cada sistema de arrefecimento Vantagens Sistema com líquido de arrefecimento

Sistema de arrefecimento a ar

Mantém a temperatura do motor mais uniforme, independentemente da temperatura externa.

Não há líquido de arrefecimento para ser examinado. Defeitos são mais raros.

O motor é mais silencioso. A camada de líquido entre os cilindros age como amortecedor de ruídos.

Menor peso por não ter radiador e líquido de arrefecimento. Atinge mais rapidamente a temperatura normal de trabalho do motor.

Desvantagens Sistema com líquido de arrefecimento Exige verificação periódica do nível do líquido. Tem manutenção mais cara.

Sistema de arrefecimento a ar A temperatura externa influi no sistema. Motor mais ruidoso, pois as aletas formam pequenos amplificadores sonoros.

Veículo mais pesado por ter radiador e líquido. Atinge lentamente a temperatura de trabalho.

Sistema de arrefecimento a ar O sistema de arrefecimento a ar arrefece o motor à base de corrente de ar que contorna o cilindro e o cabeçote. Os motores arrefecidos a ar, assim como o cabeçote, têm cilindros removíveis e estes, externamente, são providos de aletas.

Esse sistema é composto de uma turbina acionada por meio de correia trapezoidal pelo próprio motor. Um conjunto de defletores que envolvem os cilindros orienta a passagem do ar de arrefecimento. A função das aletas é aumentar a superfície de contato com o ar, para melhorar a dissipação de calor.

Sistema de arrefecimento a líquido de arrefecimento Nesse sistema ocorre refrigeração por circulação forçada. O líquido de arrefecimento circula através dos dutos (galerias) do motor, impulsionados por uma bomba. Pode ser aberto ou fechado.

Sistema de arrefecimento aberto É empregado em alguns motores estacionários ou navais. Nele se aproveita o líquido de arrefecimento contido em um tanque, lago, rio ou mar, de onde é retirado e posto

em circulação, arrefecendo o motor e retornando ao lugar de origem.

Sistema de arrefecimento fechado É utilizado em motores estacionários, onde o líquido de arrefecimento se mantém em circulação contínua através do motor. O arrefecimento é executado em torres, tanques ou radiadores. É chamado de arrefecimento direto e indireto quando se efetua através de intercambiadores de calor.

Sistema de arrefecimento por bomba de água e radiador Esse sistema convencional de arrefecimento a líquido é empregado em automóveis, caminhões, tratores e motores estacionários de alta rotação. É composto do conjunto de bomba de água, radiador, mangueiras, ventilador, termostato, correias e dutos (galerias). O agente de arrefecimento é o ar, já que este arrefece o líquido de arrefecimento que absorve o calor do motor ao circular por seus diferentes órgãos.

Funcionamento do sistema de arrefecimento por bomba de água e radiador O sistema funciona basicamente da seguinte forma: motor frio (início de funcionamento). Nesse momento, a válvula termostática está fechada, impedindo a passagem do líquido de arrefecimento para o radiador, mantendo-o no motor.

Em motores com temperatura de condições normais de trabalho, a válvula termostática fica parcialmente aberta, permitindo uma troca lenta de líquido de arrefecimento entre o motor e o radiador.

Em motores com temperatura de condições severas de trabalho, a válvula termostática fica totalmente aberta, permitindo uma troca rápida de líquido de arrefecimento entre o motor e o radiador.

Ventiladores O ventilador reproduz a corrente de ar que, ao atravessar pelo núcleo do radiador, arrefece o líquido do sistema.

Construção dos ventiladores Na maioria dos casos, os ventiladores são feitos de aço laminado, liga de alumínio ou material sintético. São balanceados dinamicamente.

Funcionamento dos ventiladores Os motores são providos de ventiladores que são movimentados por correias ou acionados diretamente pela árvore de manivelas. Um motor, ao entrar em funcionamento, aciona o ventilador, e este força a passagem de ar através do conjunto de tubos e aletas do radiador, arrefecendo o líquido do radiador. Em alguns motores, no início de funcionamento, o ventilador gira a uma baixa rotação até que o motor atinja a temperatura de trabalho. Os ventiladores devem estar balanceados a fim de reduzir as vibrações, uma vez que um simples empeno de uma das pás pode interferir nas pás adjacentes. Cabe recordar que a pressão criada pelo ventilador é diretamente proporcional ao número de pás.

Tipos de ventiladores De acordo com o trabalho que realizam, os ventiladores podem ser classificados em dois tipos: aspirantes e impulsores. Aspirantes – são os que atraem o ar através do radiador e são utilizados em veícul

Impulsores – são os que, pela posição das pás, impulsionam o ar para fora, atravé radiador, e são geralmente empregados em motores estacionários.

Tipos de acionamento de ventiladores Outra forma de montagem dos ventiladores encontrada nos veículos é por meio de um motor elétrico. Nesse caso, há um sensor térmico instalado no radiador ou no motor. O sensor liga e desliga o ventilador toda vez que a temperatura do líquido de arrefecimento atingir determinado valor.

Também existem ventiladores de embreagem eletromagnética e polia multiviscosa.

Correias

As correias são ligações flexíveis destinadas a transmitir o movimento das polias.

Constituição das correias As correias são constituídas geralmente de borracha sintética e fios de cânhamo, algodão ou náilon. A borracha é vulcanizada sobre fios e, com isso, obtém-se o elemento de fricção. Os fios mantêm a plasticidade, resistindo aos esforços de alongamento. Correias em V e poly-V – são utilizadas para movimentar alternadores, bomba direção hidráulica e compressor do ar condicionado. Permitem certo deslizame entre a polia motora e a movida. Correias dentadas – são utilizadas para sincronizar a árvore de manivelas e a árv do comando de válvulas. Elas não permitem deslizamento entre a polia motora movida.

Observação

Jamais se deve pegar as correias com as mãos sujas de graxa ou óleo.

Tampa do radiador

Como o radiador trabalha com líquido aquecido, vindo do motor, sua tampa é especial. A tampa, além de permitir a colocação do líquido de arrefecimento, dispõe de válvulas para controlar a pressão no sistema. São duas as válvulas da tampa do radiador: de pressão e de depressão.

Essas válvulas controlam a pressão do sistema de arrefecimento e, consequentemente, elevam o ponto de ebulição do líquido de arrefecimento no interior do sistema.

Funcionamento da tampa do radiador Quando a pressão dentro do sistema de arrefecimento se torna superior à pressão estipulada, a válvula de pressão se abre, permitindo a saída do excesso pelo tubo ladrão.

No momento em que a pressão diminui em virtude do esfriamento do líquido de arrefecimento, torna-se inferior à da atmosfera, e a válvula de depressão se abre, permitindo a entrada de ar no radiador, evitando com isso a formação de vácuo no interior do sistema.

Observações

Deve-se manter a junta de vedação da tampa do radiador em perfeito e ponto de ebulição do líquido de arrefecimento ao nível do mar (pressão at normal é de 100ºC). Deve-se ter cuidado ao retirar a tampa do radiador com o sistema quente.

Válvula termostática O termostato é uma válvula que atua pelo efeito do calor do líquido no sistema. Serve para limitar a circulação quando o motor está frio, permitindo que este alcance rapidamente sua temperatura normal de funcionamento.

Funcionamento da válvula termostática Quando o motor está frio, a válvula termostática se encontra completamente fechada, permitindo que o líquido de arrefecimento circule somente pelo interior do motor, sem passar pelo radiador.

No momento em que o líquido atinge a temperatura mínima para a abertura, começa gradativamente a passagem de líquido de arrefecimento para o radiador, onde se inicia o arrefecimento.

Radiadores O radiador é colocado normalmente na frente do motor para aproveitar a corrente de ar que encontra o veículo ao se deslocar. Alguns radiadores podem ficar ao lado ou atrás do motor, tudo obedecendo aos critérios dos fabricantes.

Empregam-se calços de borracha para apoiar o radiador sobre o chassi, e mangueiras flexíveis ligando o motor ao radiador, com o objetivo de proteger o radiador das vibrações diretas do motor e do chassi quando em movimento.

Constituição do radiador O radiador geralmente é feito de cobre ou latão. Ele é dividido em três partes:

Depósito superior – no depósito superior está localizado o tubo de enchimento, c bocal ou rosca para receber a tampa, e um tubo de entrada do líquido arrefecimento que vem do motor. Geralmente é provido de um tubo-ladrão para vazão ao excesso de líquido e à saída da pressão (vapor) quando o motor está quen Núcleo – é a parte principal do radiador, onde se processa o arrefecimento. Ele li depósito superior ao inferior. Possui pequenos canais ou canaletes, paralelos entr feitos de material metálico não ferroso resistentes à corrosão e bons condutore calor (por exemplo, latão ou alumínio). Em toda a extensão dos canaletes são fixa chapas metálicas muito finas, formando as aletas.

Depósito inferior – no depósito inferior encontra-se o tubo de saída do líquido arrefecimento e, em alguns casos, uma torneira de escoamento.

Bomba de água A bomba de água é um dos componentes do sistema de arrefecimento, que mantém em circulação o líquido de arrefecimento através das galerias (dutos) do motor.

Funcionamento da bomba de água A bomba de água é acionada pela correia, que recebe o movimento da árvore de manivelas ou diretamente por uma das engrenagens do motor. Ao colocar o motor em funcionamento, o rotor produz uma depressão no tubo de entrada da bomba, sugando o líquido do radiador ou da válvula termostática, impulsionando-o através dos seus dutos para dentro do motor. No corpo de algumas bombas existe uma passagem em derivação, que torna possível o líquido circular no interior do motor sem passar pelo radiador, o que permite alcançar rapidamente a temperatura normal do motor.

Cuidados com o sistema de arrefecimento

Uma das tendências atuais de engenharia é produzir motores com sistema de camisas úmidas, permitindo melhor controle e maior eficiência das trocas térmicas. Nesse sistema, o líquido fica em contato com as camisas, deixando-as expostas à ação da corrosão, formação de depósitos e cavitação.

Corrosão A corrosão eletrolítica ou eletrólise resulta da decomposição química do metal em virtude da ação de pequenas correntes elétricas que surgem quando dois metais diferentes entram em contato com o líquido. Com o tempo, essa corrente, apesar de fraca, acaba atacando as paredes das camisas. Na corrosão química, o oxigênio contido na água, em contato com o ferro das camisas, origina óxido de ferro, a conhecida ferrugem. Quanto mais ar existe no sistema, mais rápido se forma o óxido. Normalmente o ar entra no sistema através de falhas de vedação, como tampas defeituosas, baixo nível de líquido de arrefecimento, entre outros. Os minerais contidos na água vão se depositando nas paredes externas das camisas, quando aquecidas. Com isso forma-se uma barreira que dificulta a troca térmica com o líquido de arrefecimento, criando, assim, pontos quentes que podem causar escoriações e engripamento dos anéis e êmbolos.

Cavitação Durante o funcionamento do motor, as camisas sofrem uma deformação por causa da combustão em seu interior. Essa deformação de centésimos de milímetros movimenta o líquido de arrefecimento em contato com a camisa. Depois da expansão dos gases, a camisa volta a sua posição normal, porém a velocidade é muito alta para o líquido de arrefecimento acompanhar, formando dessa maneira uma zona de baixa pressão entre a camisa e o líquido. Originam-se, então, minúsculas bolhas de vácuo que depois implodem junto à parede externa da camisa, arrancando minúsculas partículas e podendo até, nos casos mais graves, perfurar a camisa. É claro que uma superfície já atacada pelos outros casos citados anteriormente tornase mais vulnerável ao ataque da cavitação. Outro fator que pode acelerar o processo

de cavitação é a falta de pressão no sistema, pois, se houver pressão adequada, a formação de vácuo na contração da camisa diminui.

Controle Manter o nível do líquido de arrefecimento dentro das especificações e o sistema sempre pressurizado. Usar tampas com as pressões recomendadas. Utilizar água sempre limpa e aditivado com anticorrosivo, observando as indicações para uso no manual do motor e na embalagem do produto.

Uso de anticorrosivos Um bom aditivo contém em sua fórmula inibidores de corrosão para todas as ligas metálicas que compõem o sistema de arrefecimento, dispersante de depósitos e antiespumante. Todos esses componentes devem atuar sem alterar as características químicas da água. Os inibidores de corrosão formam uma película que protege o ferro, latão, cobre, solda e alumínio contra o ataque químico da água. Essa película ajuda também a evitar a cavitação sem interferir na troca térmica. A proteção acontece quando as bolhas de vácuo implodem e, em lugar de remover partículas metálicas, removem somente a película formada pelo aditivo. Como é uma área de grande turbulência e fluxo, a recirculação do aditivo formará uma nova película. O antiespumante é também muito importante, pois elimina completamente a formação de bolhas, a maior causa da corrosão. O anticorrosivo é testado e aprovado pela engenharia do fabricante do motor, garantindo as características desejadas para um bom aditivo.

8. Lubrificação Atrito Função do sistema de lubrificação Funcionamento do sistema de lubrificação Óleos lubrificantes Viscosidade Classificações Componentes do sistema de lubrificação Anomalias, causas e possíveis soluções do sistema de lubrificação Atrito O atrito garante o bom funcionamento dos freios e da embreagem. Ele é uma força opositora, isto é, oferece resistência ao movimento dos objetos com os quais está em contato. Mesmo as superfícies mais polidas têm irregularidades que se engancham umas nas outras, interferindo no movimento de uma superfície em relação à outra. Quanto maior for a força com que as superfícies se comprimem, mais unidas ficarão suas irregularidades, aumentando o atrito. Entretanto, no motor de combustão interna, o atrito tem uma ação indesejável: desgasta os componentes e gera calor, dificultando o movimento do motor. Por isso, deve-se aplicar óleo lubrificante.

Tipos de atrito

Existem vários tipos de atrito, como o de deslizamento e o de rolamento. O atrito de deslizamento ocorre entre superfícies que estão em contato direto ou por meio de uma substância lubrificante.

O atrito de rolamento, em geral, é menor que o de deslizamento, pois se baseia na colocação de um ou mais corpos rolantes entre as superfícies.

Nos veículos automotores, o atrito de deslizamento é observado no movimento dos êmbolos nos cilindros do motor e na rotação da árvore de manivelas

apoiada em seus mancais. A figura a seguir mostra, esquematicamente, os dois tipos de atrito na rotação de um eixo dentro de um mancal.

Tanto no atrito de deslizamento como no atrito de rolamento, as asperezas (rugosidades) das superfícies em contato se engancham durante a movimentação, rompendo-se. Esse atrito gera calor, e o calor em excesso também prejudica a resistência das superfícies em contato, aumentando seu desgaste. A força do atrito opõe-se à movimentação de objetos cujas superfícies estão em contato e depende dos seguintes fatores: força com que elas são comprimidas entre si; estado de acabamento superficial; materiais que estão em contato. Lubrificar é aplicar uma substância lubrificante entre duas superfícies em movimento relativo, formando uma película que evita o contato entre elas, diminui o atrito e, consequentemente, o desgaste e a geração de calor. Os lubrificantes podem ser:

Gasosos – são usados em casos especiais, em lugares em que não são possí aplicações dos lubrificantes convencionais. Exemplos: ar, gás nitrogênio, hélio, gases halogenados (flúor, cloro, bromo, iodo, ástato). Líquidos – em geral são os preferidos como lubrificantes porque penetram e as partes móveis pela ação hidráulica e, além de manterem essas superfí separadas, atuam como agentes removedores de calor. Exemplos: óleos mine óleos graxos, óleos compostos e óleos sintéticos. Sólidos – têm como finalidade substituir uma película fluida por uma sól São substâncias que devem ter a propriedade de formar uma camada de b taxa de cisalhamento entre duas superfícies em movimento relativo. O uso d lubrificante é necessário quando o lubrificante fluido é indesejável ou inefi Exemplos: dissulfeto de molibdênio, de tungstênio, poliuretano, náilon. Pastosos – são encontrados em graxas e composições lubrificantes. Exemp graxas, composições betuminosas e pastas especiais para estampagem. O sistema de lubrificação de um motor é constituído de diversos componentes que bombeiam, regulam, purificam e controlam o fluxo do óleo e a limpeza, de maneira que haja uma lubrificação adequada em todas as áreas de atrito.

Função do sistema de lubrificação O sistema de lubrificação promove a circulação do óleo lubrificante, sob pressão, do reservatório de óleo (cárter) às partes móveis do motor. Possui um filtro para reter as impurezas suspensas no óleo e uma bomba de óleo para transferi-lo, sob pressão, às partes do motor que necessitam de lubrificação. Funções principais dos óleos lubrificantes: lubrificar as partes móveis e reduzir o atrito; resfriar o motor; prevenir o desgaste das partes em movimento; proteger contra a corrosão; manter a câmara de combustão limpa; drenar as impurezas; permitir partida no motor facilmente em qualquer temperatura operacional; atuar como elemento vedador entre anéis e pistões.

Funcionamento do sistema de lubrificação Pelo sistema de lubrificação, o óleo lubrificante circula pelo motor desde o cárter (reservatório de óleo) até as peças móveis.

A circulação do óleo é mantida sob pressão pela bomba de óleo. As impurezas suspensas no óleo são retidas pelo filtro de óleo; posteriormente, essas impurezas são eliminadas na troca do filtro e do óleo. A bomba transporta o óleo do cárter e o injeta, sob pressão, no filtro de óleo. O óleo deixa suas impurezas no filtro e flui pelos canais de lubrificação até as partes móveis do motor. O sistema de lubrificação mantém o óleo lubrificante em circulação forçada entre as peças móveis do motor. É dessa forma que ele produz, ao mesmo tempo,

dois efeitos: diminui o atrito entre as peças móveis do motor; auxilia o sistema de arrefecimento a manter a temperatura ideal do motor. O óleo lubrificante fica depositado em um recipiente denominado tampa do cárter, que abastece o sistema de lubrificação.

Óleos lubrificantes Os óleos lubrificantes mais utilizados no Brasil são os de base mineral, obtidos diretamente da destilação fracionada do petróleo – do latim petra (pedra) e oleum (óleo). Em face das novas exigências dos motores quanto ao consumo, ao desgaste e às emissões de gases para a atmosfera, os lubrificantes semissintéticos (aqueles que possuem uma parte mineral e outra sintética) e os sintéticos já são largamente difundidos pelos fabricantes de motores e de lubrificantes, em especial para motores ciclo Otto, tanto nos veículos nacionais como nos importados.

Os óleos 100% sintéticos são obtidos por síntese química, como as polialfaolefinas possuem um elevado índice de viscosidade, possibilitando ao lubrificante menor variação da viscosidade com a temperatura, com desempenho superior ao dos óleos minerais e minimizando a oxidação (borra). Os óleos 100% sintéticos são, sem dúvida, mais ecológicos.

Viscosidade A viscosidade é uma característica física dos fluidos em movimento em que o atrito entre suas moléculas se opõe ao movimento, oferecendo resistência ao escoamento ou à deformação. A figura a seguir mostra a medição da viscosidade com o uso do viscosímetro cinemático.

São utilizados em motores os óleos lubrificantes a seguir: Óleos monoviscosos – são aqueles que, por sua faixa de viscosidade ciné denominam-se SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 e SAE 60. Esses lubrifican atualmente, não são recomendados pelas montadoras pelo fato de se limitados ao uso em grandes variações da temperatura, e também possibilidade de formarem depósitos de carvão no interior do motor.

Óleos multiviscosos – atualmente são os mais recomendados pelas montad e pelos fabricantes de motores ciclo Otto. Diante dos modernos motores de h que trabalham com rotações e temperaturas elevadas, bem como folgas necessitam de filmes mais finos de lubrificantes, os óleos multivisco permitem um fluxo mais rápido, principalmente em baixas temperatu suportam maiores variações de temperatura e oxidação e fornecem m proteção contra o desgaste. São denominados SAE 15W 40, SAE 20W 50 et letra W vem do inglês winter, que significa “inverno”. As indicações dos fabricantes são mundiais, portanto, as faixas de viscosidade recomendadas são as mesmas, independentemente do país onde os motores são produzidos.

Classificações SAE Sigla de Society of Automotive Engineers (Sociedade de Engenheiros Automotivos), hoje apenas SAE International. É uma entidade norte-americana recomendada pela maioria dos fabricantes de motores. Classifica os óleos lubrificantes por sua viscosidade, que é indicada por um número. Quanto maior é esse número, mais viscoso é o lubrificante. É uma classificação válida para óleos de motores a gasolina, etanol, gás natural e diesel.

API Sigla de American Petroleum Institute (Instituto Americano do Petróleo). Baseia-se em níveis de desempenho dos óleos lubrificantes. Estes são classificados por duas letras: a primeira indica o tipo de combustível do motor e a segunda, o tipo de serviço.

Os óleos minerais, sintéticos e semissintéticos podem ter a mesma classificação API (nível de desempenho); portanto, independem de suas bases. Isso acontece porque os óleos passam por uma série de testes, baseados em padrões internacionais, e basta que sejam neles aprovados.

Composição dos óleos lubrificantes

Além de misturar óleos básicos entre si para se conseguir a viscosidade desejada, torna-se necessário, em certos casos, aumentar a oleosidade ou o poder lubrificante do óleo. Isso é conseguido pela adição de óleos graxos cuja origem é animal ou vegetal. Outras propriedades serão conferidas aos óleos por meio de vários tipos de aditivos – substâncias químicas que devem ser compatíveis com o óleo em que são colocadas. A seguir, são apresentadas características dos aditivos: devem ser solúveis em óleo; não devem se separar do óleo por evaporação; precisam ser não reativos, isto é, não devem se combinar quimicamente co óleo em que foram colocados. O quadro a seguir apresenta os principais tipos de aditivos para óleos lubrificantes. Aditivo

Propriedade

Detergente

Limpa e dissolve produtos indesejáveis para impedir que se depositem nas partes móveis do motor.

Dispersante

Evita que a sujeira retirada pelos detergentes se transforme em resíduos de grandes dimensões.

Melhorador de índice de viscosidade Não deixa que o óleo perca sua viscosidade em razão do aumento da temperatura. Antioxidante

Retarda a combinação química do oxigênio do ar com o óleo, que pode produzir verniz, borra ou produtos ácidos.

Abaixador do ponto de fluidez

Faz os óleos suportarem temperaturas mais baixas sem congelar.

Antiespumante

Impede a formação de espuma no óleo agitado, pois nas bolhas de ar há contato de metal e, portanto, desgaste.

Anticorrosivo

Retarda a corrosão das partes metálicas revestidas pelo óleo.

Os diversos fabricantes de óleo empregam determinados óleos básicos e aditivos compatíveis de forma equilibrada. Esse equilíbrio pode ser alterado ao se misturarem óleos de procedências diferentes. Por isso, não se recomenda misturar óleos, mas drenar primeiramente toda a carga, lavar com o óleo a ser usado para, depois, colocar o novo tipo de óleo.

Componentes do sistema de lubrificação Os componentes básicos do sistema de lubrificação, ilustrados na figura a seguir, são: cárter; filtro de óleo; bomba de óleo; válvula reguladora de pressão; injeção e manutenção; galerias de óleo e canais de lubrificação.

Cárter A tampa do cárter, além de servir de depósito para o óleo lubrificante, funciona como uma carcaça que protege os órgãos internos do motor. Divide-se em cárter superior e cárter inferior (tampa). O cárter superior compõe-se da parte inferior do bloco do motor onde se aloja a árvore de manivelas. O cárter inferior compõe-se basicamente de: Corpo – armazena o óleo lubrificante que abastece o sistema de lubrificaçã protege os órgãos inferiores do motor. Bujão de drenagem – rosqueado na parte mais baixa do cárter, sua retir permite a drenagem do óleo do motor. Alguns bujões de drenagem imantados para atrair as partículas metálicas suspensas no óleo. Junta de vedação – localizada entre a tampa do cárter e o bloco do motor, junta se assenta na face do cárter chamada sede da junta, que aloja, ainda parafusos de fixação do cárter no bloco do motor.

Placa atenuadora – os balanços e os movimentos bruscos do veículo provo uma movimentação repentina do óleo no interior do cárter, que pod comprometer a lubrificação. Para diminuir essa movimentação do óleo, o cá possui uma placa atenuadora fixada transversalmente em seu interior s entretanto, dividi-lo. De acordo com as características do motor, o cárter varia de forma e tamanho. Mesmo assim, o cárter sempre deve ter uma pressão uniforme do óleo em seu interior e eliminar vapores de combustível, água e óleo devidos ao funcionamento do motor. Tudo isso é garantido pela ventilação. A ventilação do cárter pode ser direta ou positiva (fechada). Na ventilação direta, os gases produzidos no cárter são lançados para a atmosfera.

Na ventilação positiva (fechada), o ar em movimento arrasta os vapores para dentro dos cilindros, onde são queimados com a mistura. Os gases produzidos são depois expelidos para a atmosfera através da tubulação de escapamento.

O sistema de ventilação do cárter evita a permanência de gases nocivos ao motor e a poluição do ambiente.

Manutenção do cárter Para um funcionamento normal do motor, devem ser verificados e corrigidos os seguintes pontos de manutenção: entrada e saída de ar para ventilação do cárter; junta de vedação da tampa do cárter com o bloco, que não deve perm vazamento; amassamento do cárter; limpeza do sistema de ventilação ou substituição da válvula antichama, conexão entre o interior da tampa dos balancins e o coletor de admissão.

Filtro de óleo A finalidade do filtro de óleo é reter as impurezas do óleo lubrificante, que se apresentam em forma de partículas em suspensão. Dependendo da marca e do tipo do motor, o filtro de óleo pode ser instalado: ao lado do motor, por meio de suporte e tubos flexíveis; rosqueado diretamente no bloco do motor. A carcaça cilíndrica, de chapa fina de aço, abriga o núcleo de filtragem. Na carcaça estão os dispositivos de fixação do filtro ao suporte, ou ao bloco do motor, e os que permitem a entrada e a saída, depois da filtragem. O óleo flui da periferia para o centro do filtro sob a ação da bomba de óleo. A pressão fornecida pela bomba força o óleo a penetrar pelos furos da grade metálica, atingindo o elemento filtrante, o qual atravessa. Ao atravessar o elemento filtrante, as impurezas do óleo são retidas e saem pela parte central do filtro para fazer a lubrificação do motor. A finalidade da grade metálica, que é cilíndrica e está entre a carcaça e o elemento filtrante, é proteger esse elemento do fluxo de óleo. O elemento filtrante é flexível e, por isso, pode ser deformado pelo fluxo direto do óleo. O elemento filtrante pode ser fabricado com papel impregnado de resina ou com tela. Aloja-se no interior da grade, onde se ajusta para não se deformar. A válvula de retenção é composta de um disco e uma mola. Sua finalidade é manter o filtro de óleo sempre cheio.

A válvula de segurança permite a passagem do óleo lubrificante, garantindo a lubrificação do motor caso o filtro sofra um entupimento. O filtro de óleo pode ser de dois tipos: filtro blindado, que deve ser substituído por completo; filtro desmontável, que permite substituir apenas o elemento filtrante.

Manutenção do filtro de óleo A filtragem normal do óleo lubrificante do motor é assegurada por: troca de filtro de óleo, nos períodos recomendados pelo fabricante do veículo uso do filtro recomendado pelo fabricante do veículo; limpeza externa do filtro e de seu alojamento em sua substituição.

Bomba de óleo A bomba de óleo tem um papel importante no sistema de lubrificação. E tem como finalidade manter o óleo do sistema de lubrificação em circulação forçada por meio das partes móveis do motor que estão sujeitas à lubrificação. Dependendo da marca e do tipo de veículo, a bomba de óleo é instalada na parte interna ou externa do motor. Quando o motor está em funcionamento, sua rotação aciona a bomba de óleo. Esse acionamento pode ser feito, dependendo da marca e do modelo do veículo,

por um dos seguintes meios: árvore de manivelas; árvore de comando de válvulas; engrenagens; árvore de comando auxiliar ligada a uma correia dentada. A bomba de óleo mantém o óleo lubrificante em circulação forçada através das partes móveis do motor.

Tipos de bomba de óleo As bombas de óleo mais comuns para veículos automotores podem ser de engrenagem, rotor ou êmbolo.

Bomba de óleo de engrenagens A bomba de óleo de engrenagens é constituída dos elementos destacados na ilustração a seguir. A carcaça, de ferro fundido ou ligas leves, possui orifícios de entrada e saída de óleo e aloja todos os componentes da bomba. Uma tampa de aço é aparafusada à carcaça para fazer a vedação da câmara interna da bomba.

Quando o motor do veículo está funcionando, a árvore de manivelas, ou a árvore de comando de válvulas, ou uma árvore auxiliar, aciona a árvore da bomba de óleo por meio de uma engrenagem. A árvore da bomba forma um corpo único com a engrenagem condutora, que aciona a engrenagem conduzida, que, por sua vez, desliza em seu eixo, em movimento de rotação. As engrenagens, em movimentos de rotação, causam uma depressão que aspira o óleo do cárter, fazendo-o fluir – sob pressão – pelos dutos do bloco do motor e por suas partes móveis (sujeitas à lubrificação). Em seguida, o óleo retorna ao cárter pela ação da gravidade.

Bomba de rotor A bomba de rotor tem um anel flutuante com cinco cavidades. Um rotor de quatro dentes gira no interior do anel, com o qual se engrena, arrastando-se com seu movimento.

A diferença entre o número de dentes no anel e no rotor possibilita a aspiração do óleo e sua expulsão da bomba de óleo. A aspiração ocorre no momento em que coincide o espaço vazio entre o anel e o rotor com orifício de entrada do óleo. O óleo é expulso da bomba sob pressão quando o espaço é reduzido pela rotação do conjunto.

Bomba de êmbolo A bomba de êmbolo possui um êmbolo que movimenta o óleo e é acionado por um ressalto do comando de válvulas. Quando o ressalto deixa de atuar, o êmbolo sobe, deixando o óleo passar pela válvula de admissão, até encher a câmara da bomba. Com a atuação do ressalto, o êmbolo é empurrado para baixo, expulsando o óleo através da válvula de saída.

Válvula reguladora de pressão A pressão para circulação do óleo é bastante forte (sobrepressão), principalmente quando o motor está frio e o óleo, por esse motivo, mais denso. Para controlar essa pressão, o sistema de lubrificação possui uma válvula reguladora de pressão.

É uma válvula instalada na própria bomba de óleo ou no bloco do motor, dependendo da marca e do tipo de veículo. Possui uma regulagem para limitar a pressão do óleo no sistema de lubrificação, evitando uma sobrepressão. A mola mantém o êmbolo (ou a esfera) em sua sede. Quando a pressão no sistema se torna maior que a tensão da mola da válvula, o êmbolo (ou a esfera) se afasta de sua sede. Assim, parte do óleo passa diretamente para o cárter, por efeito da pressão da bomba, evitando a sobrepressão.

Manutenção da válvula reguladora de pressão A pressão do óleo no sistema de lubrificação deve ser medida com um manômetro, periodicamente, ou por ocasião da reforma do motor. Uma pressão inferior à recomendada pelo fabricante do veículo pode indicar irregularidades como: motor com folgas excessivas nos mancais; óleo com baixa viscosidade; válvula reguladora de pressão permitindo retorno; bomba de óleo defeituosa. injetores de óleo lubrificante defeituosos. Nos motores turboalimentados, por causa das altas cargas térmicas, os êmbolos são arrefecidos por jatos de óleo lubrificante. O jato de óleo é produzido por injetores localizados na galeria principal de lubrificação, ou nos mancais principais, e é contínuo durante o funcionamento do motor.

Galerias de óleo e canais de lubrificação Os canais de lubrificação são dutos existentes nas paredes do bloco e do cabeçote do motor. O óleo atinge as galerias superiores do motor, de onde retorna ao cárter, por gravidade. No cárter, o óleo é arrefecido e novamente é colocado em circulação.

Manutenção das galerias de óleo e dos canais de lubrificação Alguns procedimentos de manutenção que devem ser observados para garantir boa lubrificação do motor: 1. Trocar óleo e filtro de óleo nos períodos recomendados pelo fabricante veículo. 2. Utilizar o óleo recomendado. 3. Verificar, periodicamente, o nível do óleo.

4. Observar, no painel, a sinalização de pressão de óleo.

Anomalias, causas e possíveis soluções do sistema de lubrificação O quadro a seguir apresenta os detalhes mais frequentes na lubrificação do motor. Anomalias Lâmpada do óleo acende com o motor funcionando.

Defeitos Nível do óleo baixo. Interruptor de óleo defeituoso. Óleo com baixa viscosidade. Bomba de óleo defeituosa. Excesso de folga nos mancais. Válvula reguladora de pressão emperrada aberta.

Nível do óleo baixo.

Evaporação por superaquecimento. Vazamentos (vedadores danificados). Queima do óleo lubrificante.

Nível do óleo alto.

Condensação de água no cárter.

Passagem de combustível para o cárter. Passagem de água para o cárter. Bomba de óleo não funciona.

Válvula reguladora danificada. Bomba danificada.

Nível de óleo no cárter O óleo lubrificante deve ser mantido no nível correto para evitar problemas no motor. Nunca operar o motor com o nível de óleo abaixo da marca mínima na vareta indicadora do nível.

9. Ferramentas e equipamentos Tipos de ferramentas e equipamentos As ferramentas e equipamentos utilizados na reparação dos motores de combustão interna devem ser apropriados, de acordo com o fabricante do motor. Existem vários tipos de ferramentas para cada tipo de motor, que atendem às várias necessidades dos reparadores.

Tipos de ferramentas e equipamentos Ferramentas e equipamentos para montagem e desmontagem

Ferramentas para diagnósticos e funcionamento

Ferramentas para medição

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Conselho Editorial Paulo Skaf Walter Vicioni Gonçalves Débora Cypriano Botelho Ricardo Figueiredo Terra Roberto Monteiro Spada Neusa Mariani Editor chefe Rodrigo de Faria e Silva Produção editorial e gráfica Paula Loreto Editora assistente [email protected] Juliana Farias Analista editorial Monique Gonçalves Produção gráfica [email protected] Camila Catto Priscila Ferri Valquíria Palma Administrativo e financeiro Valéria Vanessa Eduardo Flávia Regina Souza de Oliveira Priscila Ferri Thaís dos Santos Sousa Comercial [email protected] Raimundo Ernando de Melo Junior Bruna Mataran Volpe José Benedito dos Santos Neto

Colaboradora Marília Fontana Garcia Revisão Bárbara Borges Carolina Ferraz Diagramação PC Editorial Ltda. Capa Inventum Design

© SENAI-SP Editora, 2016

A SENAI-SP Editora empenhou-se em identificar e contatar todos os responsáveis pelos direitos autorais deste livro. Se porventura for constatada omissão na identificação de algum material, dispomo-nos a efetuar, futuramente, os possíveis acertos.

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