Mecânica_de_motocicletas

FIRJAN CIRJ SESI SENAI IEL

MECNICA DE MOTOCICLETAS

SENAI-RJ Automotiva



FIRJANFederao das Indstrias do Estado do Rio de Janeiro Eduardo Eugenio Gouva Vieira Presidente Diretoria Corporativa Operacional Augusto Cesar Franco de Alencar Diretor SENAI Rio de Janeiro Fernando Sampaio Alves Guimares Diretor Regional Diretoria de Educao Torres Regina Maria de Ftima Torres Diretora



SENAI-RJ 2002

Mecnica de Motocicletas 2002 SENAI Rio de Janeiro Diretoria de Educao Ficha Tcnica Gerncia de Educao Profissional Gerncia de Produto Automotivo Produo Editorial Pesquisa de Contedo e Redao Reviso Pedaggica Reviso Gramatical e Editorial Reviso Tcnica Projeto Grfico Luis Roberto Arruda Darci Pereira Garios Vera Regina Costa Abreu Docentes da Agncia de Manuteno Automotiva Unidade Tijuca Alda Maria da Glria Lessa Bastos Mrio lber dos Santos Cunha Denver Brasil Pessa Ramos Slvio Romero Soares de Souza Artae Design & Criao

Edio revista do material Mecnica de Motocicletas do SENAI-RJ, 2000.

SENAI Rio de Janeiro GEP Gerncia de Educao Profissional Rua Mariz e Barros, 678 Tijuca 20270-002 Rio de Janeiro RJ Tel.: (0xx21) 2587-1117 Fax: (0xx21) 2254-2884 http://www.rj.senai.br

SumrioAPRESENTAO ............................................................................. 9 UMA PALAVRA INICIAL ............................................................... 11

1 2 3 4 5

CONSTITUIO DA MOTOCICLETA ....................................... 15Breve histrico ....................................................................................................... 17 Sistemas bsicos e outros componentes ........................................................ 19

MOTORES ....................................................................................... 29Funcionamento do motor de combusto interna ........................................ 31 Motor de dois tempos ......................................................................................... 36

PARTE SUPERIOR DO MOTOR ................................................... 43Cilindros do motor ............................................................................................... 45 Cabeote do motor .............................................................................................. 48 Mecanismo de acionamento das vlvulas ........................................................ 51

PARTE INFERIOR DO MOTOR E SISTEMA DE TRANSMISSO ............................................................................. 57Componentes do conjunto motor/transmisso ........................................... 59 Conjunto do seletor de marchas ...................................................................... 66 Sistema de lubrificao do conjunto motor/transmisso ........................... 68

SISTEMA ELTRICO .................................................................... 71Conceitos fundamentais de eletricidade ........................................................ 73

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SISTEMA ELTRICO DA MOTOCICLETA ................................ 87Constituio do sistema eltrico da motocicleta ......................................... 89 Sistema de iluminao .......................................................................................... 90 Constituio do sistema de carga .................................................................... 94 Bateria de acumuladores ..................................................................................... 97 Constituio do sistema de ignio ............................................................... 102 Funcionamento do sistema de ignio .......................................................... 110 Processos de manuteno, recondicionamento, regulagem e testes ... 112 Constituio do sistema de arranque ........................................................... 118

7 8 9 10

SISTEMA DE ALIMENTAO ................................................... 123Carburador .......................................................................................................... 125 Combustveis lquidos ....................................................................................... 132 Tanque de combustvel ..................................................................................... 136

SISTEMA DE FREIOS ................................................................. 139Fluido de freios .................................................................................................... 141 Tubulaes ............................................................................................................ 142 Mecanismo do freio da roda dianteira .......................................................... 143 Mecanismo do freio da roda traseira............................................................. 148

SISTEMA DE SUSPENSO ....................................................... 151Coluna de direo .............................................................................................. 153 Suspenso dianteira ............................................................................................ 156 Suspenso traseira .............................................................................................. 159

SISTEMAS DE EMBREAGEM E DE LUBRIFICAO ............. 163Sistema de embreagem...................................................................................... 165 Lubrificantes ......................................................................................................... 168 Sistema de lubrificao do conjunto motor-transmisso ........................ 172

Mecnica de Motocicletas Apresentao

ApresentaoA dinmica social dos tempos de globalizao exige dos profissionais atualizao constante. Mesmo as reas tecnolgicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo desafios, renovados a cada dia e tendo como conseqncia para a educao a necessidade de encontrar novas e rpidas respostas. Nesse cenrio, impe-se a educao continuada, exigindo que os profissionais busquem atualizao constante durante toda a vida; e os docentes e alunos do SENAI-RJ incluem-se nessas novas demandas sociais. preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educao profissional, as condies que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e de aprender, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros, ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente. Seguindo essa linha de pensamento, o SENAI-RJ organizou o curso Mecnica de Motocicletas. Seu objetivo principal contribuir para a formao continuada dos jovens e adultos que precisam enfrentar, com sucesso, os desafios de um mercado de trabalho cada dia mais exigente. Para realizar o curso, voc tem sua disposio, alm dos professores e um ambiente de sala de aula apropriado, este material didtico, tambm bastante til para orientar sua aprendizagem. Nele, voc vai encontrar todos os temas a serem trabalhados durante a realizao do curso. Por essa razo, importante ler, com freqncia e atentamente, cada parte que compe o material, pois, assim, ter mais facilidade de acompanhar as aulas e organizar os conhecimentos adquiridos. Lembramos, no entanto, que essa leitura, por si s, no ser suficiente para alcanar os objetivos pretendidos. Ser necessrio, ainda, que voc tenha uma participao efetiva nas atividades de sala de aula, apresentando suas idias, fazendo perguntas aos professores e demais colegas, e ouvindo o que eles tm a dizer. Tambm no se esquea de que atravs dessa troca de experincias que vamos aprendendo sempre e cada vez mais. Um proveitoso estudo para voc!

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Mecnica de Motocicletas Uma Palavra Inicial

Uma palavra inicialMeio ambiente... Sade e segurana no trabalho... O que que ns temos a ver com isso? Antes de iniciarmos o estudo deste material, h dois pontos que merecem destaque: a relao entre o processo produtivo e o meio ambiente; a questo da sade e segurana no trabalho. As indstrias e os negcios so a base da economia moderna. Produzem os bens e servios necessrios, e do acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usar recursos e matrias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqentemente decorrem do tipo de indstria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz. preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sempre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que sobra de volta ao ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessrios para produzir bens, altera-se o equilbrio dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos naturais que no so renovveis ou, quando o so, tm sua renovao prejudicada pela velocidade da extrao, superior capacidade da natureza para se recompor. necessrio fazer planos de curto e longo prazo, a fim de diminuir os impactos que o processo produtivo causa na natureza. Alm disso, as indstrias precisam se preocupar com a recomposio da paisagem e ter em mente a sade dos seus trabalhadores e da populao que vive ao redor de tais indstrias. Com o crescimento da industrializao e a sua concentrao em determinadas reas, o problema da poluio aumentou e se intensificou. A questo da poluio do ar e da gua bastante complexa, pois as emisses poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande regio, dependendo dos ventos, do curso da gua e das demais condies ambientais, tornando difcil localizar, com preciso, a origem do problema. No entanto, importante repetir que, quando as indstrias depositam no solo os resduos, quando lanam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hdricos, causam danos ao meio ambiente. O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contnua acumulao de lixo mostram a falha bsica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matrias-primas atravs de processos de produo desperdiadores e que produzem subprodutos txicos. Fabricam-se produtos de utilidadeSENAI-RJ 11


limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bens desta forma, obviamente, no sustentvel. Enquanto os resduos naturais (que no podem, propriamente, ser chamados de lixo) so absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resduos deixados pelas indstrias no tem aproveitamento para qualquer espcie de organismo vivo e, para alguns, pode at ser fatal. O meio ambiente pode absorver resduos, redistribu-los e transform-los. Mas, da mesma forma que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renovveis, sua capacidade de receber resduos tambm restrita, e a de receber resduos txicos praticamente no existe. Ganha fora, atualmente, a idia de que as empresas devem ter procedimentos ticos que considerem a preservao do ambiente como uma parte de sua misso. Isto quer dizer que se devem adotar prticas que incluam tal preocupao, introduzindo processos que reduzam o uso de matrias-primas e energia, diminuam os resduos e impeam a poluio. Cada indstria tem suas prprias caractersticas. Mas j sabemos que a conservao de recursos importante. Deve haver crescente preocupao com a qualidade, durabilidade, possibilidade de conserto e vida til dos produtos. As empresas precisam no s continuar reduzindo a poluio como tambm buscar novas formas de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluio, o lixo, o uso de matrias-primas. Reciclar e conservar energia so atitudes essenciais no mundo contemporneo. difcil ter uma viso nica que seja til para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios diferentes e pode se beneficiar de sua prpria viso de futuro. Ao olhar para o futuro, ns (o pblico, as empresas, as cidades e as naes) podemos decidir quais alternativas so mais desejveis e trabalhar com elas. Infelizmente, tanto os indivduos quanto as instituies s mudaro as suas prticas, quando acreditarem que seu novo comportamento lhes trar benefcios sejam estes financeiros, para sua reputao ou para sua segurana. A mudana nos hbitos no uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de pessoas bem-informadas a favor de bens e servios sustentveis. A tarefa criar condies que melhorem a capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e servios de forma sustentvel. Alm dos impactos causados na natureza, diversos so os malefcios sade humana provocados pela poluio do ar, dos rios e mares, assim como so inerentes aos processos produtivos alguns riscos sade e segurana do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho uma questo que preocupa os empregadores, empregados e governantes, e as conseqncias acabam afetando a todos. De um lado, necessrio que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no trabalho, usando os equipamentos de proteo individual e coletiva; de outro, cabe aos empregadores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as condies da cadeia produtiva e a adequao dos equipamentos de proteo. A reduo do nmero de acidentes s ser possvel, medida que cada um trabalhador, patro e governo assuma, em todas as situaes, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurana de todos.12 SENAI-RJ


Deve-se considerar, tambm, que cada indstria possui um sistema produtivo prprio, e, portanto, necessrio analis-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre o meio ambiente, sobre a sade e os riscos que o sistema oferece segurana dos trabalhadores, propondo alternativas que possam levar melhoria de condies de vida para todos. Da conscientizao, partimos para a ao: cresce, cada vez mais, o nmero de pases, empresas e indivduos que, j estando conscientizados acerca dessas questes, vm desenvolvendo aes que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa sade. Mas, isso ainda no suficiente... faz-se preciso ampliar tais aes, e a educao um valioso recurso que pode e deve ser usado em tal direo. Assim, iniciamos este material conversando com voc sobre o meio ambiente, sade e segurana no trabalho, lembrando que, no seu exerccio profissional dirio, voc deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando tambm pela segurana e sade de todos no trabalho. Tente responder pergunta que inicia este texto: meio ambiente, a sade e a segurana no trabalho o que que eu tenho a ver com isso? Depois, partir para a ao. Cada um de ns responsvel. Vamos fazer a nossa parte?

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Constituio da motocicletaNesta Seo...Breve histrico Sistemas bsicos e outros componentes

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Mecnica de Motocicletas Constituio da Motocicleta

Breve histricoA motocicleta uma combinao dos princpios da bicicleta a motor com os da combusto interna. A primeira motocicleta que se conheceu no mundo foi construda pelo alemo Gottlieb Daimler em 1885. No entanto, atribui-se sua inveno ao ingls Edward Butler, pela construo de um triciclo a motor em 1884. O veculo no teve grande difuso at 1896, poca em que passou a desenvolver maior velocidade e se incorporou, definitivamente, como principal meio de locomoo do homem. As primeiras motocicletas no eram mais que bicicletas dotadas de motores, sem uma colocao uniforme e que, geralmente, serviam para mover a roda traseira por meio de corrente. Em 1903, registrou-se a presena de mais de cinqenta motocicletas de diferentes marcas e modelos, trafegando nas estradas inglesas, sendo algumas delas de origens francesa e belga. A fig. 1 ilustra a primeira bicicleta a motor, construda por Daimler em 1885.

Fig. 1

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Desenvolvimento da motocicletaO uso da motocicleta, como meio de transporte, teve seu maior incremento durante as Primeira e Segunda Guerras Mundiais. Nesse perodo, as mudanas ocorridas em sua estrutura original foram poucas. Destaca-se, como evoluo tcnica, a colocao do motor perto e embaixo do eixo da armao, cujo centro de gravidade significava controle mais seguro e maior estabilidade de direo. Somente no incio dos anos cinqenta do sculo XX que essas mquinas foram aperfeioadas com a incluso dos garfos telescpicos dianteiros e balancins traseiros, ambos com amortecimento hidrulico, ou seja, amortecedores de choque. Foi, ainda, nos referidos anos que se chegou combinao do motor com caixa de engrenagens redutivas (cmbio), propiciando maior variao de velocidade ao veculo. Mas, a popularidade das motocicletas s ocorreu a partir dos anos sessenta do citado sculo, quando se procedeu a mudanas circunstanciais no tocante esttica e aerodinmica, em decorrncia, por exemplo, do seu uso em competies esportivas. Durante a crise mundial do petrleo em meados dos anos setenta, a produo mundial de motocicletas apresentou notvel crescimento, sendo hoje o Japo seu maior produtor. O Brasil passou a produzir o veculo a partir de 1958, lanando, no mercado consumidor, um tipo de moto derivada das motocicletas italianas lambreta e vespa, que tiveram seus dias de glria at meados de 1965. Somente em fins de 1976 que se retomou a produo de motos, desta feita lanando um modelo, derivado da moto Honda japonesa, na categoria de 125 cilindradas, conforme ilustra a fig. 2.

Fig. 2 Primeira motocicleta produzida em srie no Brasil

Atualmente, o Brasil ocupa uma posio de destaque na produo mundial de motocicletas, fabricando motos de diversos modelos e categorias, como, por exemplo, a Trail para competio, de 250 cilindradas, produzida pela Honda Motor do Brasil e ilustrada pela fig. 3.18 SENAI-RJ


Fig. 3

Sistemas bsicos e outros componentesA motocicleta constituda pelos sistemas indicados a seguir.

Chassi a pea principal na estrutura da motocicleta, pois nele esto montados todos os componentes dos diversos sistemas. Pode ser: de estrutura tubular o tipo mais procurado, pois oferece maior estabilidade em cidades ou estradas, sendo utilizado nas motocicletas com motores superiores a 200cm3;

Fig. 4

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de ao estampado ou prensado costuma ser de duas peas de ao ou chapa metlica, soldadas em volta de uma costura central. Sob o ponto de vista industrial, o mais econmico, porm com a desvantagem de ter maior peso que o tubular, alm de ser muito rgido, o que dificulta os servios de reparo e manuteno (fig. 5);

Fig. 5

baseado nos motores sua constituio baseia-se mais no alojamento do motor do que no restante da estrutura da motocicleta. Seu custo de fabricao pequeno. s vezes, apresenta graves defeitos, como envergar-se e quebrar-se, pois utiliza o motor como pea auxiliar; exige especial cuidado quanto aos parafusos, que devem ser reapertados constantemente (fig. 6).

Fig. 6

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Motor o produtor da fora necessria para movimentar a motocicleta.

Sistema de transmissoTem por finalidade a transmisso s rodas da fora gerada pelo motor.

Sistema eltricoAssegura o bom funcionamento da ignio, da iluminao e dos demais acessrios da motocicleta.

Sistema de freioEncarregado de deter parcial ou totalmente a motocicleta.

Sistema de suspensoResponsvel pela absoro dos solavancos produzidos pelas irregularidades do solo.

Sistema de direoServe de guia motocicleta para a direo desejada pelo condutor.

Sistema de alimentaoAlimenta o motor com o combustvel necessrio ao deslocamento da motocicleta.

Sistema de distribuioFaz com que o funcionamento do motor seja sincronizado juntamente com o comando valvular e distribuidor.

Sistema de lubrificao incumbido de manter lubrificadas as partes mveis do motor e da caixa de mudanas.SENAI-RJ 21


Sistema de embreagemEncarrega-se de facilitar a troca de marchas, desligando o motor da caixa de mudanas.

Alm desses sistemas, detalhados nos temas subseqentes, a motocicleta apresenta outros componentes, indicados a seguir.

Cubo da roda dianteira uma pea cilndrica com orifcio central, onde so alojados os rolamentos e os vedadores. Na parte externa do cubo, acham-se instalados os raios que recebem os esforos axiais da roda, encarregando-se estes ltimos de transmitir tais esforos ao cubo. Os cubos so fabricados com ligas especiais de alumnio, por terem alta resistncia, peso reduzido e serem excelentes dissipadores de calor. Alguns cubos de rodas so fundidos e, juntamente com o tambor de freio, formam uma nica pea. A fig. 7 ilustra um cubo de roda dianteira e os seus componentes.

espaador do rolamento rolamento de esfera trava da porca

vedador

retentor eixo da roda rolamento de esferas cubo da roda dianteiro com tambor de freio

porca do eixo

Fig. 7

Com exceo dos tambores de freio, os cubos das rodas das motocicletas, em condies normais de uso, no sofrem muito desgaste. Por isso, seu recondicionamento se resume troca de rolamentos e vedadores, que os condiciona a mais um longo perodo de durao. Os passos da referida operao encontram-se relacionados a seguir.22 SENAI-RJ


Recondicionamento do cubo da roda dianteiraN.o 1 2 3 4 5 6 7 8 Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Retire a roda dianteira. Desmonte o cubo da roda sobre uma bancada de servio. Lave todos os componentes do cubo da roda dianteira. Inspecione os elementos do cubo da roda dianteira. Monte os elementos do cubo da roda dianteira. Instale a roda na motocicleta. Retire a motocicleta da moto-rampa. Ferramentas, instrumentos e utenslios Chave de estria, chave de boca fixa, chave de fenda, alicate universal, martelo de plstico, elementos de limpeza, motocicleta completa, relgio comparador, gabarito em V, para medir o eixo, ferramenta especial para a remoo e instalao dos rolamentos

Cubo da roda traseiraComumente, nas motocicletas, os cubos das rodas traseiras no diferem muito dos aplicados s dianteiras. Alm dos rolamentos, vedadores e dos raios das rodas, fixada, tambm no cubo traseiro, a coroa dentada da transmisso, que transmite o torque do motor roda. Em alguns casos, esse torque transmitido atravs de um sistema denominado eixo motor, igualmente alojado no cubo da roda traseira, e que se assemelha aos diferenciais utilizados nos automveis. A fig. 9 ilustra um tipo comum de cubo de roda traseira com seus componentes, usado na maioria das motocicletas.

rolamento vedador espaador

parafusos de fixao das buchas amortecedoras coroa espaador anel elstico

suporte da roda cubo da roda traseira buchas amortecedoras porcas vedador

Fig. 8

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Por suportar maior peso e regimes forados de trabalho, o cubo da roda traseira normalmente mais reforado do que o dianteiro, podendo, ainda, ser recondicionado de acordo com os passos indicados a seguir.

Recondicionamento do cubo da roda traseiraN.o 1 2 3 4 5 6 7 Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Retire a roda traseira. Desmonte o cubo da roda traseira. Inspecione os elementos do cubo da roda traseira. Monte o cubo da roda traseira. Instale a roda traseira. Retire a motocicleta da moto-rampa. Ferramentas, instrumentos e utenslios

Uma motocicleta completa, chave de boca fixa, chave de estria, chave de fenda, alicate especial para trava, martelo de bola, tocapino e elementos de limpeza

Para cumprir a ordem de execuo n.o 2, necessrio adotar os procedimentos descritos a seguir.

Remoo e instalao da roda traseira

Fig. 9

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N.o 1 2 3

Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Retire a roda traseira. Instale a roda traseira.

Ferramentas, instrumentos e utenslios

Chave de estria, chave de boca fixa, chave de fenda, alicate universal, martelo de plstico

PneumticosOs pneus utilizados nas motocicletas no diferem muito dos usados nos automveis. Basicamente, a diferena se d em termos de dimenso e resistncia. Destaca-se, tambm, a banda de rodagem lateral (ombro), que os pneus das motocicletas utilizam para manter a aderncia ao solo nas inclinaes ocasionadas pelas curvas. Quanto ao desenho da banda de rodagem, varia de acordo com sua aplicao; para uso em vias comuns e estradas asfaltadas, utilizam-se pneus com sulcos menos profundos e de menor reforo interno. Para os caminhos difceis e enlameados, ou do tipo trail, enduro, cross, etc., so utilizados pneus especiais que, geralmente, tm sulcos profundos na banda de rodagem e maior reforo interno. No interior do pneu, h uma cmara de ar idntica s utilizadas nos veculos em geral, diferindo apenas uma dimenso. Devido s severas condies de trabalho a que so submetidos, os pneumticos sofrem desgastes que foram sua substituio periodicamente. No entanto, para que se possa obter o mximo de rendimento dos pneus, preciso que se obedea a algumas recomendaes dos fabricantes, como presso de ar, aplicao correta, etc. A fig. 10 ilustra um pneu em corte utilizado em motocicleta, com destaque para os seus componentes internos e externos.2 1. Banda de rodagem aumenta a fora motriz e frenagem. 2. Ombro exerce o papel da banda de rodagem nas inclinaes provocadas pelas curvas. 3. Flanco suporta as deformaes provocadas pelas irregularidades do solo. 4. Lonas aumentam a resistncia 3 4 5 do pneu aos impactos sofridos. 5. Talo a parte que mantm contato com o aro da roda; contm reforo em ao, para aumentar sua resistncia e hermeticidade.

1

Fig. 10

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Rolamentos: tipos e aplicaesNa motocicleta, encontra-se uma variedade de rolamentos, instalados em seus diversos sistemas. Ainda que todos tenham por finalidade reduzir o atrito, variam na forma e disposio dos seus elementos, conforme descrito a seguir.

Rolamentos de agulhasEstes rolamentos possuem um separador com roletes de pouco dimetro (fig. 11). So utilizados nas bielas para motores de motocicletas, por oferecer a vantagem de, com seu pouco peso, suportar a carga nas diferentes variaes de esforos a que so submetidos.

Fig. 11

Rolamentos de esferas blindadasEstes rolamentos contm de anis, separadores, esferas e vedadores laterais (fig. 12), sendo utilizados para trabalhos que no requeiram necessidade de lubrificao peridica. O lubrificante colocado na fbrica.

Fig. 12

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Rolamentos axiaisEstes rolamentos, por utilizar elementos rodantes de grande preciso e com larga rea de contato, podem suportar grande capacidade de carga num pequeno espao. So utilizados para trabalhar tanto na horizontal quanto na vertical (fig. 13).

Fig. 13

Rolamentos radiaisSo utilizados nas caixas de mudanas e podem vir incorporados com um anel retentor na periferia do anel externo, sendo lubrificados pelo prprio leo da caixa de mudanas (fig. 14).

Fig. 14

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MotoresNesta Seo...Funcionamento do motor de combusto interna Motor de dois tempos

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Mecnica de Motocicletas Motores

Funcionamento do motor de combusto internaDefine-se como motor de combusto interna toda mquina que transforme energia trmica (calor) em energia mecnica (movimento) atravs de exploses da mistura combustvel internamente comprimida nos cilindros. Seu funcionamento baseia-se no princpio dos momentos, ou seja, no efeito da expanso dos gases em combusto atuando na cabea de um mbolo, no interior de um cilindro, e ligado a uma manivela por meio de um brao tipo biela. A fora de expanso dos gases em combusto impulsiona o mbolo para baixo, e a biela transforma seu movimento alternado de sobe e desce em movimento rotativo da manivela, conforme ilustra a fig. 1.

mistura da combusto mbolo

biela

rvore de manivelas

Fig. 1

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Este motor, comumente conhecido como motor ciclo Otto, surgiu simultaneamente na Alemanha e Frana em fins do sculo XIX. Vem sofrendo modificaes e aperfeioamentos tcnicos que tm resultado numa extraordinria performance em termos de potncia e economia. Sua utilizao quase universal em veculos autopropulsores na terra, ar ou mar. Em motocicletas, utilizam-se motores a exploso similares aos utilizados nos demais veculos automotores, diferindo apenas no tamanho, forma, peso e outras particularidades, mas obedecendo aos mesmos princpios, conforme descrito a seguir.

Princpio de funcionamentoO funcionamento dos motores combusto interna assemelha-se ao ciclo de trabalho de um canho antigo. Vejamos, por exemplo, como se processa o ciclo de trabalho desse tipo de canho. Inicialmente, introduzida, no interior do seu cilindro, certa quantidade de combustvel. Em seguida, colocam-se um fardo de pano, resduos de madeira e ou outro elemento slido que sirva para pressionar o combustvel colocado no cilindro. Utilizando um batedor apropriado, pressiona-se a chamada bucha de canho de encontro ao combustvel, cujo efeito o condicionamento a exploso, isto porque todo combustvel, pressionado, ao inflamar-se desloca, violentamente, os gases resultantes da combusto, o que caracteriza o efeito exploso. Como o objetivo do canho expelir um corpo slido de encontro a um alvo qualquer, introduz-se tambm, no interior do cilindro, uma bola de ferro chamada bala de canho. Para que acontea a exploso do combustvel pressionado, faz-se necessria a ignio desse combustvel, geralmente provocada pela chama de um pavio embebido em combustvel e em contato direto com o combustvel pressionado. Assim, o operador do canho ir acender o pavio, que, ao alcanar o combustvel pressionado, provoca sua exploso, em conseqncia da qual ocorre a expanso dos gases queimados, que impulsionam a bala ao local desejado. Mas os gases queimados deixam resduos no cilindro, como, por exemplo, o gs carbnico resultante da combusto, que fatalmente podem prejudicar nova utilizao do canho; por isso, devem-se retirar esses gases do interior do cilindro, para que se possa reutilizar o canho.

Mecanismo de funcionamentoVimos, anteriormente, que o motor a combusto interna transforma o movimento retilneo e alternado de sobe e desce, efetuado pelo mbolo, em movimento rotativo da rvore de manivelas. Isso significa que o mbolo obrigatoriamente inverte seu curso em dois pontos distintos, que passamos a denominar ponto morto superior (PMS) e ponto morto inferior (PMI), conforme ilustra a fig. 2.

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PMS

PMI

Fig. 2

Agora, vamos introduzir um mecanismo nesse motor que permite aliment-lo com mistura combustvel, alm de possibilitar a expulso dos gases queimados de forma prtica e automtica. Passamos a denominar esse elemento de mecanismo das vlvulas, conforme demonstrado a seguir.

Mecanismo das vlvulasTem por funo abrir e fechar as vlvulas do motor no momento adequado, o que ocorre porque este mecanismo est sincronizado com o movimento da rvore de manivelas, como mostra a fig. 3.

balancins vlvulas mbolo haste de comando dos balancins tuchos rvore de comando das vlvulas

rvore de manivelas

Fig. 3

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O sistema composto por duas vlvulas distintas: uma de admisso, que permite a entrada de misturas combustveis para dentro do cilindro; outra de escapamento, que permite a sada dos gases queimados para fora dele. Estas vlvulas so comandadas pelos demais elementos do citado mecanismo, que devem abri-las ou fech-las no momento oportuno. Evidentemente, existem outros fatores que contribuem para o funcionamento do motor, mas, para efeito de explanao do seu princpio bsico de trabalho, limitamos as informaes ao que j est descrito. Agora, vejamos como se processa o ciclo de trabalho do motor a combusto interna. Se analisarmos melhor o ciclo de trabalho do canho antigo, constataremos que ocorre em quatro fases distintas: alimentao; compresso; exploso; limpeza dos gases queimados. Para que ocorra novo tiro, todo o trabalho deve ser repetido, tornando-se cclica sua operao. Nos motores a combusto interna, estes fatos se repetem de forma igual, mas com objetivos diferentes, conforme veremos a seguir.

Ciclo de funcionamento do motorO ciclo de trabalho do motor a combusto interna tambm ocorre em quatro fases distintas: admisso; compresso; exploso; escapamento. Cada uma dessas fases se desenvolve em curso completo do mbolo, ou seja, um deslocamento completo do PMS ao PMI ou vice-versa. Para cada curso completo do mbolo, a rvore de manivelas gira meia volta, o que significa dizer que, ao completar o ciclo, ela desenvolveu duas voltas completas.

AdmissoComea quando o mbolo se encontra no PMS. Abre-se a vlvula de admisso, e o mbolo inicia seu movimento descendente, permitindo a entrada da mistura combustvel devido suco provocada pelo mbolo (fig. 4), o que ocorre at que o mbolo atinja o PMI. Neste momento, fecha-se a vlvula de admisso, e a rvore ter completado meia volta.vlvula de admisso

coletor de admisso

mbolo

rvore de manivelas

Fig. 4

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CompressoVimos, anteriormente, que o mbolo se deslocou do PMS ao PMI, aspirando a mistura combustvel. Ao inverter seu curso, inicia-se a segunda fase, ou seja, a de compresso da mistura combustvel aspirada, que se desenvolve atravs do deslocamento ascendente do mbolo do PMI ao PMS, reduzindo, sensivelmente, o espao ocupado pela mistura combustvel. Nesse meio tempo, a rvore de manivelas haver completado mais meia volta (fig. 5).

mbolo

rvore de manivelas

Fig. 5

ExplosoAo atingir o PMS na fase de compresso, o mbolo ter comprimido fortemente a mistura combustvel, condicionando-a exploso. Para ocorrer a exploso dessa mistura combustvel, faz-se necessrio o auxlio de um novo elemento, que provoca uma fasca eltrica no espao em que a mistura est comprimida e, conseqentemente, a sua ignio. Como o efeito da exploso provoca a expanso dos gases queimados, eles deslocam violentamente o mbolo do PMS ao PMI, caracterizando a fase. Tal fenmeno tambm conhecido como tempo motor (fig. 6). Com a concluso desta fase, ocorre mais meia volta da rvore de manivelas.

mbolo

rvore de manivelas

Fig. 6

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EscapamentoAo atingir o PMI por fora do deslocamento dos gases inflamados, o mbolo tende a inverter o seu curso. Nesse momento, o mecanismo das vlvulas abre a vlvula de escapamento, que permanece aberta, at que o mbolo atinja novamente o PMS. A presso provocada pelo movimento ascendente do mbolo faz com que os resduos dos gases queimados sejam expulsos do interior do cilindro atravs da vlvula de escapamento (fig. 7.). Com isso, ocorre a quarta e ltima meia volta da rvore de manivelas, completando as duas voltas dela para o complemento do ciclo. A partir deste momento, inicia-se novamente a primeira fase, e assim sucessivamente.

mbolo

rvore de manivelas

Fig. 7

Os motores a combusto interna diferem entre si em tamanho, potncia desenvolvida, nmero de cilindros, combustveis utilizados e outras particularidades dos seus fabricantes. Entretanto, todos obedecem aos princpios bsicos de funcionamento de seu projeto original em pocas remotas. Portanto, conhecedor de tais princpios, voc pode entender melhor essas peculiaridades.

Motor de dois tempos o motor que completa o ciclo de funcionamento em dois tempos, ou seja, em dois cursos do mbolo e uma volta da rvore de manivelas. Alguns fabricantes de motocicletas adotam, em seus modelos, motores de dois tempos, principalmente pela simplificao de construo, com menos peso e fcil manuteno.

Constituio do motor de dois temposBasicamente, em termos de componentes, o motor de dois tempos no difere muito do motor convencional de quatro tempos. O fato mais notrio, nesse aspecto, que o motor de dois tempos,36 SENAI-RJ


principalmente em motocicletas, no dotado de mecanismo de vlvulas. Em seu lugar, existem aberturas no cilindro que servem para dar passagem mistura combustvel e sada dos gases queimados. Existe, ainda, uma terceira abertura, em contato direto com o coletor de admisso, para receber a mistura preparada pelo carburador. Essa abertura denomina-se orifcio de compensao. Geralmente, o motor de dois tempos apresenta os componentes visualizados na fig. 8.

vela de ignio cabeote mbolo janela de admisso cilindro janela de escapamento janela de compensao biela rvore de manivelas crter

Fig. 8

Caractersticas do motor de dois temposCabeote uma pea de ferro macio ou alumnio, com aletas de arrefecimento em toda a superfcie externa e um orifcio roscado, onde se aloja a vela de ignio. Na parte inferior do cabeote, em que se contacta com o cilindro, encontra-se uma cavidade que forma a cmara de combusto. Sua forma varia de acordo com a potncia, aplicao do motor e/ou preferncia do fabricante. Alguns motores de grande porte possuem uma vlvula de descompresso situada no cabeote, cuja finalidade facilitar a partida inicial do motor.

mboloO que caracteriza o mbolo do motor de dois tempos, em relao ao do motor convencional, a ausncia dos anis raspadores de leo. Isto porque, geralmente a lubrificao desses motores feita por nebulizao, ou seja, adio de leo especial no prprio combustvel. Tais mbolos tm tambm uma cavidade lateral, para facilitar o ingresso do combustvel.

SENAI-RJ 37


CilindroDifere do cilindro convencional pela existncia, em suas paredes, de janelas ou aberturas de compensao, alimentao e escapamento.

CrterAlm de alojar a rvore de manivelas, tem um papel importante no funcionamento do motor, pois promove a pr-compresso da mistura de ar/combustvel em seu interior, antes da compresso normal do cilindro.

Funcionamento do motor de dois temposAs fases de um motor de dois tempos so as mesmas das de um de quatro tempos. A diferena, porm, est na maneira de como acontecem estas fases. A rvore de manivelas d uma volta, para que se complete o ciclo de funcionamento. Vejamos, a seguir, a descrio do citado ciclo.

AdmissoO carburador desse tipo de motor fixado num plano inferior ao da cmara de combusto, para facilitar a entrada da mistura de ar/combustvel e leo no crter. Quando o mbolo sobe para PMS, succiona o combustvel do carburador, fazendo encher o crter; na sua descida, comprime a mistura no interior do crter, transferida para a cmara de combusto pela passagem lateral ou janela de transferncia (fig. 9).

mistura de ar/combustvel

Fig. 9 Admisso-transmisso do crter para o cilindro

38 SENAI-RJ


CompressoTransferida a mistura para a cmara de combusto, o mbolo comea a subir, comprimindo-a. Neste momento, ele atinge o PMS, e a sua saia fecha as sadas dos gases queimados e a janela de transferncia (fig. 10).

mistura comprimida de ar/combustvel

mistura de ar/combustvel

Fig. 10 Admisso do crter

ExplosoQuando o mbolo est em PMS comprimido, produzida uma centelha na vela de ignio que provoca a inflamao violenta da mistura, empurrando o mbolo rapidamente para o PMI (fig. 11).

combusto da mistura

Fig. 11 Potncia-compresso do crter

SENAI-RJ 39


EscapeAo ser empurrado violentamente para o PMI, o mbolo arrasta os gases queimados, expelidos para o exterior. Ao descer, ele comprime novamente a mistura que j est no crter, transferindo-a para a cmara de combusto, iniciando-se, ento, novo ciclo de funcionamento (fig. 12).vela de ignio

gs de escape

admisso

Fig. 12 Escape depois admisso

Recomendaes necessrias para os motores de dois temposOs motores de dois tempos, por suas caractersticas de construo e funcionamento, so de alta rotao, exigindo cuidados especiais, tais como:

a) o leo a ser misturado no combustvel, a fim de lubrificar as peas do crter, deve possuir caractersticas de no atrapalhar a queima da mistura e, ao mesmo tempo, desempenhar o papel de lubrificar os componentes; b) o ponto de ignio deve ser cuidadosamente aferido, pois pode acarretar srios danos ao motor, se este trabalhar fora das especificaes; c) a boa manuteno fator de durabilidade e consiste em desmontar os elementos para inspeo e troca das peas desgastadas em funo do prprio uso.

O quadro a seguir apresenta, de forma resumida, as principais caractersticas dos motores de dois e quatro tempos.40 SENAI-RJ


Quadro comparativo entre os motores de dois e quatro temposQUESIT OS MOT OR 2T MOT OR 4T Construo com plexa. Requer um m ecanism o de vlvulas no sistem a de adm isso e escape localizado no cabeote. Mais pesado. Maior nm ero de com ponentes traduz-se em m anuteno e aj ustes peridicos. Por outro lado, prescinde de descarbonizao freqente. Maior durabilidade das velas de ignio.

C O N ST RU O

Construo sim plificada. Cabeote com um a nica pea.

MA NU T EN O

Sim plificada em razo do m enor nm ero de com ponentes. Requer descarbonizao peridica.

DESEMPENHO

No m otor 2T, ocorre um a exploso a cada volta do eixo de m anivelas, o que resulta em m aior potncia especfica.

Maior regularidade de funcionam ento. Regim e de m archa lenta m ais estvel.

CO NSU MO

A econom ia de com bustvel fica com prom etida, um a vez que parte da m istura expelida pela j anela de escape durante o processo de lavagem dos gases.

A lm de m aior econom ia de com bustvel, o m otor de 4T, em condies norm ais, no consom e lubrificantes com o o 2T.

SENAI-RJ 41

Parte superior do motorNesta Seo...Cilindros do motor Cabeote do motor Mecanismo de acionamento das vlvulas

3

Mecnica de Motocicletas Parte Superior do Motor

Cilindros do motorO conjunto cilindro-mbolo responsvel pela suco da mistura de ar/combustvel necessria ao funcionamento do motor. Vejamos, a seguir, as principais caractersticas desse conjunto.

Cilindro um corpo rolio de dimetro igual em todo o seu comprimento (geometria). No motor, essa denominao dada a uma cavidade similar, onde trabalha o mbolo. Em algumas publicaes tcnicas, o referente cilindro chamado de camisa. Geralmente, construdo de ferro fundido ou antimnio, e suas paredes internas so de ao temperado e retificado, para resistir ao atrito dos anis. Em motocicletas, os cilindros so dotados de aletas, fundidas em sua estrutura, que servem para dissipar o calor gerado pela combusto (fig. 1).corpo do cilindro

aletas camada de ao temperado e retificado

Fig. 1

mboloLocalizado no interior do cilindro, com os respectivos anis de segmento, pino e trava, encarregado de receber a presso dos gases em combusto e transmitir a fora de expanso biela. Geralmente, fabricado de liga de alumnio-silcio, cujas principais caractersticas so baixo peso especfico, alta resistnciaSENAI-RJ 45


e rpida dissipao de calor. Alguns mbolos recebem um revestimento metlico de estanho ou chumbo, para maior proteo superfcie de deslizamento com a camisa, onde h falta transitria de lubrificao. O dimetro do mbolo menor do que o cilindro em que trabalha. Isto porque, ao receber o calor gerado pela combusto, sua matria-prima de fabricao sofre uma dilatao, aumentando o dimetro original. Como a dilatao maior em sua parte superior (cabea), devido ao contato direto com o fogo, os mbolos tm nesse ponto dimetro ligeiramente menor do que na saia (fig. 2).

parte superior (cabea)

zona dos anis (motores de quatro tempos) orifcio do pino

parte inferior (saia)

Fig. 2

Conjunto de anis de segmentoSo crculos metlicos com uma fenda separando seus extremos, os quais envolvem o mbolo em cavidade prpria. Os anis desempenham dois importantes papis no funcionamento do motor. Um formar uma parede entre a superfcie lisa do cilindro e a parte lateral do mbolo, com o intuito de evitar eventuais perdas de compresso, quando o mbolo comprime a mistura para a exploso. Outro a raspagem do leo jogado nas paredes do cilindro, promovendo sua lubrificao. Os mbolos costumam ser dotados de dois anis de compresso e um anel raspador de leo. Conforme o emprego e a potncia do motor, esse nmero pode se modificar.

Anis de compressoSo constitudos de metal cromado e duro, sendo os mais solicitados durante o funcionamento do motor. Por esta razo, situam-se nas duas primeiras ranhuras do mbolo. O anel na ranhura superior denomina-se anel primrio, e o que ocupa a ranhura subseqente chama-se anel secundrio. Quanto ao formato das suas paredes, podem ser quadradas, trapezoidais ou chanfradas.

Anis raspadores de leoSo formados por dois anis tipo lmina e mola tipo expansor-separador entre essas lminas. A mola expansora construda de forma tal que permite ao lubrificante acompanhar o movimento de ascendncia e descendncia do mbolo, com uma camada de leo para a lubrificao das paredes do cilindro. O excesso de leo devolvido ao crter atravs de orifcios prprios existentes na mola e no46 SENAI-RJ


mbolo. O anel raspador de leo montado na ranhura inferior do mbolo, embaixo dos anis de compresso. A fig. 3 ilustra um conjunto de anis de segmento normalmente usado nos cilindros e as respectivas posies de montagem.

anel primrio de compresso anel secundrio de compresso lmina superior do anel de leo mola expansora 20mm ou mais lmina inferior do anel de leo

Fig. 3

O conjunto dos cilindros de um motor montado entre o bloco do motor e o cabeote, e, normalmente, dispensa manuteno peridica, a no ser que o motor apresente compresso abaixo do normal e, comprovadamente, tal fenmeno seja causado pela ovalizao excessiva do cilindro. Nesse caso, todo o conjunto dever sofrer reparos (retfica). A fig. 4 apresenta uma vista explodida do cilindro do motor e os respectivos componentes.

pino-guia do cabeote anel de vedao de leo cilindro aleta de refrigerao

carcaa do cilindro

junta do cilindro

anis de compresso anel raspador de leo mbolo pino do mbolo

trava do pino

Fig. 4

SENAI-RJ 47


A seguir, encontram-se relacionados os procedimentos bsicos para executar o recondicionamento do cilindro do motor.

Recondicionamento do cilindro do motorN.o 1 2 3 4 5 Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Retire o conjunto do cilindro do motor. Inspecione os elementos do cilindro do motor. Instale o cilindro do motor. Retire a motocicleta da moto-rampa. Ferramentas, instrumentos e utenslios Chave de estria, chave de boca fixa, chave Phillips, chave soquete, ferramentas especiais, elementos de limpeza, motocicleta completa e moto-rampa

Cabeote do motorCabeote do motor o elemento do motor responsvel pela vedao da parte superior do cilindro, formando, com este, o espao no qual a mistura combustvel ir comprimir-se para a eventual exploso, que caracteriza o funcionamento do motor. Esse espao normalmente conhecido como cmara de exploso. O cabeote tem tamanho e formas que variam de acordo com as caractersticas do motor. A fig. 5 mostra um cabeote em corte montado no motor ciclo Otto de quatro tempos, bem como alguns dos seus componentes.

mecanismo de acionamento

tampa das vlvulas

vlvula vela de ignio cabeote mbolo

cilindro carcaa do motor

Fig. 5

48 SENAI-RJ


Na motocicleta, os cabeotes so geralmente construdos com ligas de alumnio e possuem aletas, para auxiliar na refrigerao do motor. Em sua estrutura, alojam-se as velas de ignio, e, em alguns motores modernos, encontram-se tambm as vlvulas de admisso e descarga, bem como parte do mecanismo de acionamento delas. Geralmente, os motores mais potentes so dotados de mais de um cilindro. Nesse caso, o cabeote pode ser uma nica pea para todos os cilindros ou, individualmente, para cada um deles. Considerando que a maioria das motocicletas em circulao tem caractersticas similares quanto ao cabeote, direcionamos as informaes tcnicas para o motor de quatro tempos monocilndrico. A exceo para os motores de dois tempos.

Constituio do cabeoteO cabeote dos motores de quatro tempos constitudo, geralmente, pelos seguintes elementos (fig. 6).

parafuso de fixao da tampa tampa das vlvulas balancim orifcios de lubrificao vlvula de admisso

parafuso de fixao do balancim

porca de fixao central do cabeote

parafuso de fixao lateral do cabeote

vlvula de descarga

carcaa do cabeote

junta do cabeote

Fig. 6

A carcaa do cabeote tem, de um lado, uma abertura circular por onde passam os gases de escapamento; do outro, uma segunda abertura, tambm cicular, por onde entra a mistura combustvel. Fundidas em volta da carcaa, encontram-se as aletas de arrefecimento. Porm, o detalhe mais importante do cabeote a salincia inferior que forma a cmara de exploso. Ela varia conforme a potncia e a aplicao da motocicleta. Basicamente, existem trs formas distintas de cmara deSENAI-RJ 49


exploso, quais sejam: cmara em V, cmara em I e cmara hemisfrica. Estas duas ltimas demonstram maior aceitao por parte dos fabricantes de motocicletas pelas diversas vantagens que oferecem. A fig. 7 ilustra os trs tipo de cmara.

cmara hemisfrica

cmara em I

cmara em V

Fig. 7

Qualquer que seja a forma adotada pelo fabricante, essas cmaras no devem sofrer modificao em sua estrutura original, que fatalmente causaria alterao no funcionamento do motor e poderia reduzir sensivelmente seu tempo de vida til. Cabe ao mecnico, portanto, verificar o seu estado de funcionamento e remover os resduos de carvo que se acumulam na superfcie ao longo do tempo. Os demais componentes do cabeote fazem parte de outros sistemas de funcionamento do motor, apesar de estarem alojados em sua carcaa. Por isso, so estudados detalhadamente em momento mais oportuno.

Fig. 8

50 SENAI-RJ


Para finalizar o estudo acerca do cabeote, encontram-se relacionados, a seguir, os procedimentos necessrios ao seu recondicionamento.

Recondicionamento do cabeote do motorN.o 1 2 3 4 5 6. Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Desmonte o cabeote. Inspecione os elementos do cabeote. Substitua as guias das vlvulas. Esmerilhe a vlvula. Monte o cabeote. Ferramentas, instrumentos e utenslios Chave de estria, chave de boca fixa, chave Phillips, chave-soquete, ferramentas especiais, elementos de limpeza, motocicleta completa

Mecanismo de acionamento das vlvulas o mecanismo que comanda a abertura e fechamento das vlvulas em funo do ciclo de trabalho do motor. Em motocicletas, esse mecanismo normalmente formado pelo comando das vlvulas, braos oscilantes, varetas balancins, suporte dos balancins e vlvulas com molas e travas (fig. 9).parafusos da regulagem

balancins

suporte dos balancins mola da vlvula varetas de acionamento

braos oscilantes eixo do comando engrenagem do comando

vlvula

Fig. 9

SENAI-RJ 51


Comando das vlvulas formado por um eixo de came e uma engrenagem que se acopla a outra engrenagem na rvore de manivelas, recebendo o movimento desta ltima.

Braos oscilantesApiam-se no came do comando das vlvulas, para receberem o movimento oscilante e transmiti-lo s varetas.

Varetas de acionamentoTransmitem o movimento dos braos oscilantes aos balancins.

BalancinsAssemelham-se a uma gangorra, por estarem presos ao centro em um eixo que permite um movimento de vaivm. Em um lado das suas extremidades, apia-se a vareta; do outro, apia-se o p da vlvula, fazendo com que, ao acionar a vareta de um lado, o outro forosamente empurre a vlvula para baixo, promovendo a sua abertura.

Suporte dos balancinsFixa os balancins em sua posio de trabalho e facilita a sua remoo para eventuais reparos.

VlvulasPermitem a entrada de mistura combustvel no interior do cilindro e a sada dos gases resultantes da combusto no ciclo de trabalho do motor. Quando no so acionadas, promovem a vedao interior do cilindro. Geralmente, so montadas no cabeote do motor por meio de molas-prato e travas especiais.

Motores em comando no cabeoteAlguns modelos de motocicleta so equipados com um tipo de mecanismo de vlvulas comumente conhecido como OHC (over head comander) ou comando na cabea. Basicamente, em termos de funcionamento, esse sistema no difere do sistema convencional, exceto o acoplamento entre a rvore de manivelas e o comando das vlvulas, normalmente feito atravs de corrente ou correia dentada, e52 SENAI-RJ


dispensa o uso de varetas. A fig. 10 ilustra um mecanismo de comando OHC usado em alguns tipos de motor.acoplamento por corrente engrenagem comando corrente esticador comando das vlvulas balancins engrenagem do comando

motor OHC suporte dos balancins

vlvulas

cabeote do motor

parafusos de fixao da engrenagem

Fig. 10

Qualquer que seja o tipo de acoplamento no motor, deve ser sincronizado conforme as recomendaes do fabricante do motor. Costumam-se adotar marcas de referncia entre a engrenagem do comando e a engrenagem da rvore de manivelas.

Ciclo de trabalho do mecanismo das vlvulasTeoricamente, as vlvulas do motor abrem e fecham nos pontos mortos superior e inferior do mbolo, a que se denomina ciclo terico de funcionamento. Na realidade, quando o motor funciona, ocorrem variaes nas aberturas e fechamento das vlvulas, denominadas ciclo prtico ou real de funcionamento. O objetivo principal destas variaes melhorar o rendimento do motor, permitindo a entrada de maior quantidade de mistura no tempo de admisso e melhor evacuao dos gases queimados no tempo de escapamento. Em geral, tais variaes so preestabelecidas pelo fabricante do motor a partir do seu projeto de fabricao e dizem respeito posio dos cames dos comandos das vlvulas. Por isso, no cabe ao mecnico promover mudana nessas curvas, exceto quando o motor for preparado, especificamente, para competio.SENAI-RJ 53


Graficamente, o ciclo de quatro tempos, em relao abertura e ao fechamento das vlvulas, representado por diagramas circulares (fig. 11).

PMS ponto inicial de ignio abertura da vlvula de admisso

fechamento da vlvula de escapamento

sentido de rotao

fechamento da vlvula de admisso

abertura da vlvula de escapamento PMI

Fig. 11

No diagrama da fig. 11, os PMS e PMI representam os momentos em que o mbolo inverte o seu curso no cilindro. Observe a representao do ciclo de trabalho do motor, ou seja, admisso, compresso, expanso e escape, expressos de dentro para fora do diagrama. Percebe-se que a vlvula de admisso abriu antes que o mbolo atingisse o PMS, ou seja, antes de o motor iniciar o novo ciclo de trabalho, e fechou depois que o mbolo ultrapassou o PMI, j na fase de compresso. Na seqncia normal do ciclo de trabalho, observa-se, tambm, que a inflamao da mistura de combustvel comprimida ocorreu antes que o mbolo atingisse o PMS. A esse fato, denomina-se avano da ignio. O avano da ignio varia conforme a rotao do motor. Isto porque, a partir de determinadas rotaes, a velocidade do mbolo supera a velocidade de queima do combustvel, acarretando perda de potncia no motor. Observe, tambm, que a vlvula de escapamento abriu antes que o mbolo atingisse o ponto morto inferior no tempo de expanso, s vindo fechar-se, quando o mbolo ultrapassa o PMI no tempo de escapamento. Como os tempos de funcionamento do motor so cclicos aps o escapamento, automaticamente inicia-se o tempo de admisso. Observando, atentamente, o diagrama, constamos que a vlvula de admisso abriu, quando a vlvula de escape ainda se encontrava aberta. o que se denomina cruzamento das vlvulas, objetivando a formao de um vcuo provocado pela expulso dos gases de escapamento, e que auxilia a entrada de nova mistura combustvel no interior do cilindro, no tempo de admisso. Evidentemente, tudo isso ocorre em um espao de tempo muito pequeno, dada a velocidade em que o motor trabalha, a qual pode provocar a inrcia da mistura de combustvel no coletor de admisso, resultando em limitaes na rotao mxima do motor. Finalmente, o quadro a seguir apresenta os passos bsicos para efetuar a reviso do mecanismo estudado neste item (fig. 12).54 SENAI-RJ


Fig. 12

Reviso no mecanismo de acionamento das vlvulasN.o 1 2 3 4 5 Ordem de execuo Instale a motocicleta na moto-rampa. Desmonte o mecanismo de acionamento das vlvulas. Inspecione o mecanismo de acionamento das vlvulas. Monte o mecanismo de acionamento das vlvulas. Retire a motocicleta da moto-rampa. Ferramentas, instrumentos e utenslios

Chave de estria, chave de boca fixa, chave Phillips, chave de fenda, ferramentas especiais, elementos de limpeza, motocicleta completa, moto-rampa

SENAI-RJ 55

Parte inferior do motor e sistema de transmissoNesta Seo...Componentes do conjunto motor/transmisso Conjunto do seletor de marchas Sistema de lubrificao do conjunto motor/transmisso

4

Mecnica de Motocicletas Parte Inferior do Motor e Sistema de Transmisso

Componentes do conjunto motor/ transmissoSo os elementos que formam a propulso e a trao da motocicleta, formados pelo conjunto mvel do motor e pela caixa de mudanas da transmisso, montados em um nico bloco.

Conjunto mvel do motor o agrupamento ou conjunto de peas que tem por misso transformar o movimento retilneo alternado do mbolo em movimento circular da rvore de manivelas do motor. Esse conjunto formado por rvore de manivelas, biela, munho da biela, volante do motor e rolamentos (fig. 1).

rolamento da biela biela volante do motor munho da biela

rvore de manivelas

rolamentos da rvore de manivelas

Fig. 1

SENAI-RJ 59


rvore de manivelas o principal eixo do motor, pois tem a funo de transformar o movimento retilneo alternado do pisto em movimento circular contnuo. A rvore de manivelas dos motores das motocicletas pode ser de diversos tipos e depende do nmero de cilindros que possui o motor. A fig. 2 ilustra rvore de manivelas de um motor de dois cilindros.mbolos

bielas rvore de manivelas

volantes do motor

Fig. 2

A construo desta rvore de manivelas feita de modo que no haja vibrao do motor durante o seu funcionamento, pois a descentralizao do volante o fator mais importante na produo de fora do motor em virtude da inrcia causada por ele.

Biela a pea encarregada de transmitir rvore de manivelas a fora original pela expanso dos gases da combusto. Constitui um dos elementos responsveis pela mudana do movimento retilneo alternado do mbolo em movimento circular contnuo da rvore. A biela composta por p, corpo, cabea e rolamento (fig. 3).p corpo

cabea

rolamento

Fig. 3

60 SENAI-RJ


P a parte que se acopla ao pino do mbolo e que pode ser fixa no pino e livre no mbolo, livre no pino e fixa no mbolo, ou livre no pino e no mbolo.

CorpoConstitui a parte mdia da biela, e sua suco de perfil em forma de I aumenta a rigidez e diminui o peso.

Cabea a parte inferior da biela, sendo fixada no munho. Sua fixao pode-se dar atravs de parafusos ou prensador.

Munho da biela o local onde fixada a biela, conforme j visto na fig. 1, e pode ser de dois tipos: fixo e intercambivel. O fixo muito pouco usado em motocicletas, pelo fato de que, em caso de desgaste acentuado, h necessidade de substituio completa da rvore de manivelas apesar da probabilidade de retfica do conjunto. No munho fixo, geralmente utilizam-se bielas de cabea dividida, e, em vez de rolamento, essas bielas so montadas em casquilhos removveis. O tipo de munho intercambivel tem sido notoriamente preferido pela maioria dos fabricantes de motocicletas pela simplicidade de manuteno e baixo custo operacional.

Volante do motorArmazena a energia de rotao (inrcia) que mantm a rvore de manivelas em movimento nos tempos de admisso, compresso e escapamento do motor. A fig. 4 ilustra um tipo de volante normalmente utilizado em motocicletas.volantes rvore de manivelas

Fig. 4

SENAI-RJ 61


RolamentosBasicamente, o conjunto mvel dos motores da motocicleta utiliza dois tipos distintos de rolamento. Um deles o tipo agulha, montado entre a biela e o munho. O outro o radial comum, e apia a rvore de manivelas na carcaa do motor. A fig. 5 mostra esses rolamentos no conjunto e a posio de montagem.rolamento da biela biela munho

rolamentos da rvore de manivelas

Fig. 5

O conjunto mvel do motor fundamental ao seu funcionamento e requer ajustes substanciais em seu recondicionamento. vlido salientar que s deve ser desmontado em caso de comprovada falha de funcionamento e observadas as recomendaes por parte do fabricante da motocicleta.

Caixa de mudanas um conjunto mecnico que, atravs de engrenagens, permite variar a velocidade da transmisso em benefcio de maior fora de trao na motocicleta. A caixa de mudanas permite que o motor funcione numa faixa constante de rotao, variando rotao da roda traseira de acordo com a necessidade na conduo, ou seja, se o motor mantm 2.000 rpm em terceira marcha, a velocidade maior e a fora menor, o que possvel pelo engrenamento de engrenagens de diferentes tamanhos. Quando o motor est em funcionamento, a rvore primria recebe a rotao da rvore de manivelas, que, atravs das engrenagens, multiplica ou desmultiplica esta rotao secundria, ou seja, as engrenagens da caixa de mudanas so de diversos tamanhos e esto fixadas em duas rvores paralelas que, quando engrenadas, transformam a fora recebida do motor em velocidade ou fora de trao. A fig. 6 exemplifica um tipo de caixa de mudanas normalmente utilizado em motocicletas, bem como os seus componentes.

62 SENAI-RJ


corrente de transmisso

rvore secundria seletor de marchas rvore primria

sada para a roda

mecanismo de partida do motor

Fig. 6

Constituio da caixa de mudanasBasicamente, a caixa de mudanas formada por duas rvores distintas: primria e secundria.

rvore primria Composta por um eixo estriado com uma engrenagem fundida em sua estrutura e por diversas engrenagens que deslizam em suas estrias. O nmero de engrenagens deslizantes depende do nmero de marchas frente de que a motocicleta for dotada. A fig. 7 exemplifica uma vista explodida de uma rvore primria, utilizada em motocicletas de quatro marchas frente, e os respectivos componentes.

engrenagem de partida

engrenagem fixa da primeira velocidade

engrenagem da segunda velocidade

engrenagem da quarta velocidade trava

engrenagem da terceira velocidade

arruela

anel

eixo primrio

trava

arruela

anel

anel

Fig. 7

SENAI-RJ 63


A rvore primria ligada embreagem por engrenagens, a qual se liga rvore de manivelas do motor, recebendo deste ltimo a fora desenvolvida, transmitindo-a, ento, rvore secundria. Em alguns casos, a ligao da rvore primria com o motor feita atravs de corrente de ao.

rvore secundria Compe-se de um eixo estriado e um nmero igual de engrenagens na rvore primria. A fig. 8 exemplifica a vista explodida de uma rvore secundria de motocicleta de quatro marchas frente.engrenagem da quarta velocidade

engrenagem da segunda velocidade

engrenagem da terceira velocidade anel

engrenagem da primeira velocidade

engrenagem de partida

anel

anel

trava

trava eixo secundrio

anel

anel

Fig. 8

A rvore secundria recebe o movimento da rvore primria, transmitindo-o roda traseira da motocicleta na velocidade correspondente marcha engrenada. A velocidade desenvolvida por cada marcha depende da relao de engrenagem existente entre as engrenagens primrias e secundrias.

Relao das engrenagensQuando uma engrenagem pequena aciona uma grande, d-se o aumento de torque ou fora de toro, e, ao mesmo tempo, uma reduo de rotaes por minuto na engrenagem acionada. Numa relao de 3 1, diz-se que determinada engrenagem girou trs vezes, enquanto a outra girou apenas uma vez, o que possvel, porque a engrenagem que girou menos vezes maior e tem trs vezes o nmero de dentes da engrenagem menor. Quando h o acoplamento de engrenagens de diferentes tamanhos, podemos variar a fora e a velocidade.

Engrenamento das marchasO engrenamento das marchas nas motocicletas feito por duas formas distintas: por engrenagens corredias e engrenagens permanentes, estas ltimas pouco usadas pelos fabricantes.

64 SENAI-RJ


Engrenagens corrediasA mudana das marchas neste sistema feita por garfos que se encaixam em ranhuras circunferenciais nos cubos das engrenagens. Cada engrenagem fixada rvore por meio da chaveta, de modo que possa correr livremente num espao, at engrenar-se com a engrenagem mais prxima em forma de luva. Cada engrenagem fica em contato permanente com a engrenagem adjacente da outra rvore; mas gira livremente, at engrenar-se com a engrenagem corredia, que, ao se acoplar, trava a rvore, fazendo girar todo o conjunto. Apesar de todas as engrenagens estarem engrenadas simultaneamente nos dois eixos, elas giram, mas sem produzir fora, pois ela s produzida, quando a engrenagem corredia se interpe entre as duas, ou seja, no momento em que acionado o garfo seletor, o qual movimenta-a, de modo que a rotao saia da rvore secundria. Os garfos de mudanas so controlados por um tambor de alavanca de mudana ou por um disco excntrico. A funo dos tambores e do disco transformar o movimento giratrio da alavanca de mudana para engate e desengate das engrenagens. A fig. 9 mostra uma vista explodida do conjunto completo de uma caixa de mudanas, incluindo a tampa lateral do motor onde ela montada e o mecanismo seletor das marchas.rvore secundria

tampa lateral do motor

rvore primria

rolamento

rolamento

mecanismo de partida

rolamento

tambor seletor

garfos de acionamentos das engrenagens

Fig. 9

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O tambor da alavanca de mudanas uma espcie de excntrico com canais na superfcie, onde os pinos passam pelos garfos. Os prprios garfos podem ser sustentados pelo tambor ou pelos eixos separados. De qualquer modo, os movimentos laterais e as posies so controlados por canais feitos no tambor. Enquanto o tambor gira, os garfos so movimentados lateralmente, para mudar as engrenagens dentro da caixa de mudanas. Cada mudana de engrenagem requer apenas alguns graus da rotao do tambor. Este sistema o mais usado nas motocicletas convencionais pela sua simplicidade no engate ou desengate das marchas, pois o tambor seletor construdo de forma a nunca ser possvel engrenar duas marchas ao mesmo tempo. A seleo das engrenagens feita levantando ou apertando a alavanca de mudanas, ligada a uma catraca por um eixo. Acionada a alavanca, a mola da catraca faz com que esta volte, automaticamente, sua posio central. Ao movimentar o mecanismo de mudanas, move-se o eixo de controle para a frente ou para trs, dentro do eixo intermedirio. O receptor de esferas empurra um jogo de esferas de ao para fora das suas aberturas no eixo intermedirio, que se projetam deste para a cavidade existente na engrenagem, travando-o contra o eixo. As demais engrenagens ficam livres, uma vez que esto girando nesse eixo sem se encontrarem presas, pois no h possibilidade de engrenamento de duas marchas ao mesmo tempo. A caixa de mudanas de uma motocicleta basicamente no requer de manuteno peridica ou preventiva. Mas, h dois procedimentos bsicos que no devem ser desprezados: trocar o leo periodicamente um fator de grande importncia, pois da boa lubrificao dependem a conservao das engrenagens e um engrenamento perfeito. A embreagem o conjunto de peas que possibilita o engrenamento das marchas durante o funcionamento do motor, por isso deve-se mant-la em bom estado e regulada de acordo com as especificaes do fabricante.

Conjunto do seletor de marchas o mecanismo do sistema de transmisso, cuja funo promover a mudana de velocidade permitida pela caixa de mudanas nas mais diversas condies de utilizao da motocicleta. Geralmente, essa seleo de marcha feita atravs da utilizao de um pedal, situado no lado oposto ao pedal do freio traseiro. Em algumas motocicletas, ela feita pelo punho esquerdo do guido, onde se encontra a alavanca da embreagem, ou por uma alavanca de mudanas ao lado do tanque de combustvel.

Constituio do mecanismo do seletor da marchaO mecanismo do seletor de marcha constitudo pelos elementos apresentados na fig. 10 e descritos a seguir.

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pedal do cmbio garfos seletores eixo-guia dos garfos

eixo suplementar do seletor de marchas

tambor seletor de marcha

Fig. 10

Pedal de cmbio ligado ao mecanismo do eixo complementar do seletor de marchas por meio de estrias e um parafuso travante. Sua funo promover a troca de marcha sempre que acionado pelo condutor.

Eixo suplementar do seletor de marchasRecebe a ao direta do pedal e atua sobre o tambor seletor para a mudana das marchas. composto por um eixo complementar, um brao seletor, uma mola do brao, uma mola de retorno, anis de travamento e arruelas de encosto (fig. 11).

mola do brao

brao seletor

eixo complementar

trava

Fig. 11

mola de retorno

Descrio do funcionamento do conjunto do seletor de marchasA troca de marcha na motocicleta efetuada pelo movimento alternado do pedal de cima para baixo ou vice-versa, conforme o caso. No se consegue trocar mais de uma marcha, sem que o pedal retorne posio de origem. Isto porque, o brao seletor encaixa-se no excntrico posicionador, de forma que, ao girar o tambor, provoca o efeito catraca, que s lhe d condio de um novo acionamento, se retornar posio original. A sincronizao de movimentos do conjunto faz com que, ao acionar o pedal que se encontra apoiado no eixo suplementar do seletor, ligue-se o tambor seletor que movimenta os garfos encaixados s engrenagens, as quais se acoplam uma outra, caracterizando as marchas. O tambor seletor possui ranhuras de forma tal que, ao mudar uma marcha, automaticamente a marchaSENAI-RJ 67


anterior desacoplada. Como a maioria das motocicletas possui mais de uma marcha frente, um dispositivo indicador orienta o condutor para a indicao da posio neutra, ou seja, quando no houver marcha engatada. Essa orientao feita atravs de uma luz indicadora, situada no painel de instrumentos da motocicleta.

Sistema de lubrificao do conjunto motor/transmisso o sistema responsvel pela reduo do atrito entre as partes mveis do conjunto motor/transmisso da motocicleta, feita atravs da manuteno de uma pelcula de leo entre os metais que giram entre si. O funcionamento do sistema de lubrificao varia conforme o tipo de mecnica utilizado pelo fabricante. Para as motocicletas que usam motores de dois tempos, a lubrificao costuma ser feita individualmente, ou seja, no motor e no mecanismo da caixa de mudanas. No motor, empregam-se dois sistemas. O primeiro feito atravs de mistura especial de leo no combustvel da motocicleta. O segundo emprega um reservatrio externo e uma bomba de vcuo, comandada pelo acelerador, que adiciona certa quantidade de leo mistura de combustvel. J na caixa de mudanas, a lubrificao feita atravs de imerso em leo prprio. Para os motores de quatro tempos, geralmente o sistema empregado o de lubrificao forada, ou seja, a constante presso de suco de uma bomba, forando a circulao do leo entre as partes mveis do mecanismo, quando o motor est funcionando. A maioria das motocicletas emprega um sistema de lubrificao conjunta para o motor e a caixa de mudanas, como exemplifica na fig. 12.

nvel do leo filtro do leo

bomba do leo crter

Fig. 12

68 SENAI-RJ


Constituio do sistema de lubrificao foradaO mecanismo que compe o sistema de lubrificao constitudo por bomba de leo, filtro especial para leo, recipiente (crter), nvel controlador da quantidade de leo para a lubrificao do conjunto e diversos canais de lubrificao.

Bomba de leo o mecanismo do sistema que suga o leo do crter e o distribui sob presso aos canais de lubrificao. Existem diversos tipos de bomba leo, entre os quais destacamos a bomba por mbolo e a bomba de engrenagens trocoidal. Esta ltima tem sido a mais empregada pelas diversas vantagens oferecidas em motocicletas. A bomba de engrenagens trocoidal composta pelos elementos indicados na fig. 13.rotor externo rotor interno

pinho do tacmetro engrenagem de tampa da engrenagem acionamento

junta carcaa da bomba

tampa da bomba

Fig. 13

Filtro de leo o elemento encarregado de reter as impurezas contidas no leo. Existem diversas formas de filtragem de um lquido. Entretanto, a forma mais usada pela maioria dos fabricantes de motocicletas a filtragem por centrifugao, a qual consiste em um rotor ligado rvore de manivelas, girando mesma velocidade. O leo que percorre a rvore direcionado para o rotor e este, atravs de centrifugao, retm as impurezas e libera o leo para o crter. A fig. 14 ilustra um filtro de leo por centrifugao usado em motocicleta e os seus componentes.mola guia do leo junta rotor do filtro engrenagem redutora primria

parafuso tampa do rotor

porca

arruela cncava

Fig. 14

SENAI-RJ 69


Lubrificao de motores 2TNos motores de dois tempos, o lubrificante adicionado ao combustvel, de maneira geral, na proporo de 20:1 (vinte partes de combustvel por uma de leo). Quando a mistura formada pelo combustvel e lubrificante admitida no interior do motor, parte do leo assenta-se nos mancais de rolos, ou de agulhas, da biela e rvore de manivelas; outra parte vai se depositar ou aderir nas paredes do cilindro, tornando, assim, possvel o trabalho de lubrificao do motor 2T. Nos sistemas anteriores, a mistura do leo com o combustvel era feita no prprio tanque da moto. Modernamente, utiliza-se um depsito em separado para o leo 2T (lubrificante apropriado aos motores 2T) e uma bomba que injeta leo no coletor de admisso ou diretamente nos pontos de atrito. Cada fabricante denomina o seu sistema atravs de marcas registradas, variantes de um mesmo tema, ou seja, mudam os nomes, mas o princpio bsico permanece. Podemos citar, por exemplo, Autolube da Yamaha e CCI da Suzuki. A grande vantagem dos sistemas com bomba que a proporo entre lubrificante e combustvel varia segundo o regime de rotaes do motor, propiciando maior economia, melhor queima e ndices menores de poluio.

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Sistema eltricoNesta Seo...Conceitos fundamentais de eletricidade Constituio do sistema eltrico

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Mecnica de Motocicletas Sistema Eltrico da Motocicleta

Conceitos fundamentais de eletricidadeA histria da eletricidade comeou na Grcia com o legendrio filsofo Tales de Mileto, que viveu entre o fim do sculo VII e o incio do VI antes de Cristo. Tales de Mileto observou que um pedao de mbar, quando friccionado com um tecido de l, possua a propriedade de atrair pequenos objetos. Tal fenmeno ficou sem explicao at o ano de 1600 da era crist. A partir dessa data, muitos pesquisadores passaram a estudar o citado fenmeno, chamado de eletricidade por Sir William Gilbert em virtude da palavra grega elektra, que significa mbar. Entre os referidos pesquisadores, destacam-se o alemo Otto Von Guericke, os americanos Thomas Edson e Benjamin Franklin, o italiano Luigi Galvani, o dinamarqus Hans Oesterd, o francs Andr Ampre e o ingls George Simon Ohm. Todos contriburam com importante parcela no descobrimento dos mistrios desse fenmeno. Em 1830, na Inglaterra, Michael Faraday conseguiu provar que com magnetismo tambm se poderia gerar eletricidade, desenvolvendo um gerador de energia eltrica (fig. 1), cujo funcionamento se baseava na quebra do campo magntico formado entre dois plos.

Fig. 1 Gerador construdo por Faraday

SENAI-RJ 73


A aplicao da eletricidade nas motocicletas veio quase simultaneamente com o seu surgimento. Os primeiros motores do ciclo Otto j dispunham de um sistema magneto que produzia corrente eltrica para o seu funcionamento. Pesquisas nesse sentido foram ento desenvolvidas, resultando no surgimento do motor eltrico, que, aplicado s motocicletas, resolveu o problema das incmodas pedaladas para o funcionamento inicial (partida) dos motores. Ainda no mbito das grandes descobertas da eletricidade, o cientista italiano Alexandre Volta, em suas experincias no incio do sculo XIX, constatou que se poderia gerar energia eltrica por meio de reao qumica. Era o nascimento da pilha, que, aperfeioada, resultou nas atuais baterias de acumuladores (fig. 2).

Fig. Fig. 2 Pilha de Volta

Fundamentos da eletricidadePara estudar os fundamentos da eletricidade, necessrio conhecer, inicialmente, o que matria, quais so seus elementos e os aspectos particulares, etc.

Matria tudo aquilo que tem peso e ocupa lugar no espao. Exemplos: objetos, gua, ar, etc. (figs. 3, 4 e 5).

gua

ar

vcuo

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

74 SENAI-RJ


ElementosOs elementos formam a matria, logo as matrias se diferenciam umas das outras, porque so formadas por elementos diferentes. Exemplo: o hidrognio e o oxignio so elementos que formam a gua; o sdio e o cloro constituem o sal. Esses elementos hidrognio, oxignio, sdio e cloro so formados por um conjunto de partculas chamado tomo.

gua Formada de dois tomos de hidrognio e um de oxignio (fig. 6).

H O H 2O

H

Fig. 6

Sal ou cloreto de sdio Formado de um tomo de sdio (Na) e um de cloro (Cl) (fig. 7).

Na

+

Cl

NaCl

Fig. 7

tomoVoc viu que as matrias so formadas por elementos, e esses ltimos, por tomos. Logo, um elemento dividido continuamente resulta num tomo. Portanto, um tomo a menor partcula de matria que mantm ainda caractersticas do elemento (fig. 8).SENAI-RJ 75


Fig. 8

Dissemos que os tomos so conjuntos de partculas. Dessa forma, podem ser divididos em trs partculas: os eltrons, os nutrons e os prtons. Os eltrons possuem carga eltrica negativa, os nutrons carga eltrica neutra e os prtons carga eltrica positiva (fig. 9).

eltron

nutron

prton

Fig. 9

O tomo possui um ncleo formado pelos prtons e nutrons, e em torno do ncleo giram os eltrons (fig. 10).

ncleo

Fig. 10

Para que voc tenha idia do tamanho de um tomo, se fossem colocados um ao lado do outro, cem milhes deles ocupariam um espao de apenas um centmetro (fig. 11).76 SENAI-RJ


1.000.000.000 de tomos de hidrognio

0

1

2

3

rgua (cm)

Fig. 11

Cargas eltricasQuando se combina um eltron com um prton (partculas com cargas eltricas opostas), obtm-se uma carga neutra, isto , as cargas dos prtons e dos eltrons se anulam entre si. A fig. 12 representa o tomo do gs hlio. Esse tomo possui um ncleo com dois prtons e dois nutrons, em torno do qual giram dois eltrons. Por isso, a carga eltrica desse gs neutra (fig. 12).

Fig. 12

Um dos princpios fundamentais do estudo da eletricidade o fato de que as cargas iguais se repelem mutuamente, e as cargas diferentes se atraem. Exemplo: dois eltrons repelem-se mutuamente, dois prtons repelem-se mutuamente, um prton e um eltron atraem-se mutuamente (fig. 13).

p

p repulso

e

e

p

e

atrao

Fig. 13

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Condutores eltricosSo materiais cujos eltrons da camada externa dos seus tomos se desprendem com facilidade. Exemplo: cobre e alumnio (fig. 14).borracha (isolante)

cobre (condutor)

Fig. 14

IsolantesAo contrrio dos condutores, os isolantes so materiais cujos tomos no soltam facilmente seus eltrons; assim, no conduzem a corrente eltrica. Exemplos: a borracha, o vidro, o papel. Quando fazemos os eltrons percorrerem um condutor, temos uma corrente eltrica. A corrente eltrica , portanto, um fluxo de eltrons atravs de um condutor.

Unidades de medidas eltricasAmpere a unidade de medida para o fluxo de eltrons. A quantidade desse fluxo medida com o ampermetro (fig. 15).

ampermetro

Fig. 15

78 SENAI-RJ


Os eltrons circulam no condutor em virtude de uma fora que os empurra, chamada presso eltrica, e sua unidade de medida o volt.

Volt a unidade de medida da presso eltrica. A magnitude dessa presso bem como a voltagem so medidas com um voltmetro (figs. 16 e 17).

+

voltmetro

+

exercendo presso

tenso (voltagem)

Figs. 16 e 17

A corrente eltrica, ao percorrer o seu caminho, encontra sempre certa dificuldade, chamada resistncia eltrica. A resistncia eltrica tambm tem sua unidade de medida, apresentada a seguir.

Ohm a unidade de medida da resistncia eltrica. Essa resistncia medida com um ohmmetro (fig. 18).

SENAI-RJ 79


Fig. 18 Ohmmetro

A resistncia eltrica varia de situao para situao. Faamos, ento, um melhor estudo dessa grandeza.

Resistncia eltricaA resistncia que um material oferece ao fluxo de eltrons, ou seja, uma corrente eltrica, depende dos trs fatores indicados a seguir:

Natureza do materialQuanto maior o nmero de eltrons livres no material, menor a resistncia do fluxo da corrente (fig. 19).

Fig. 19

Comprimento do materialQuanto maior o comprimento do material, maior a resistncia ao fluxo de eltrons (fig. 20).

Fig. 20

80 SENAI-RJ


Dimetro do fioQuanto maior o dimetro do fio (rea), menor a resistncia ao fluxo de eltrons (movimento dos eltrons). Exemplo: em dois fios do mesmo material e mesmo comprimento, mas com dimetros diferentes, a resistncia ao fluxo maior no fio de menor dimetro (fig. 21).

Fig.

21

Observao Os trs fatores acima descritos interferem na dificuldade que o fluxo de eltrons encontra para percorrer seu caminho, a qual se chama circuito eltrico. A passagem da corrente eltrica pelo circuito depende da voltagem. Quanto maior a voltagem, maior a quantidade de amperes que percorre o circuito.

Temperatura do condutorA temperatura do condutor tambm pode afetar a resistncia corrente eltrica. Geralmente, os metais oferecem maior resistncia, quando a temperatura mais alta (fig. 22).

40 oC 10oC Ufa! Brrr!

Fig. 22

A idia de resistncia pode tambm ser explicada por meio de tubos e bolas. As figs. 23, 24, 25 e 26 representam, cada qual, um fator que determina a resistncia de um condutor. Imagine o tubo sendo o condutor e as bolas os eltrons. Em todos os casos, voc pode notar a dificuldade dos eltrons em completar sua trajetria.

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comprimento

material

Fig. 23

Fig. 24

temperatura

dimetro

Fig. 25

Fig. 26

Movimento dos eltrons no condutorOs eltrons j existem ao longo dos condutores. Quando um eltron introduzido num extremo de um condutor, imediatamente um outro eltron tende a sair desse condutor no outro extremo. Da a grande velocidade da corrente eltrica. Assim, ao introduzir uma bola por um dos lados desse tubo, uma outra sai pelo lado oposto, praticamente no mesmo instante (fig. 27).

Fig. 27 Movimento dos eltrons atravs do condutor

Sentido da corrente eltricaA fig. 28 mostra um circuito onde a corrente sai do terminal negativo da bateria, atravessa a lmpada, o rdio e volta para o terminal positivo. Assim, estabelecemos que a corrente eltrica sai do negativo da bateria e vai para o positivo.

+

Fig. 28

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Observao Em eletrotcnica, convenciona-se que a corrente sai do positivo e vai para o negativo.

MagnetismoPolaridadeAssim como a agulha de uma bssola, os ms tambm possuem dois plos: Norte e Sul (fig. 29).Norte

L S N Norte Sul

Sul

O

Fig. 29

Plos so as extremidades dos ms onde a fora de atrao maior do que em outra parte desse m. Por conveno, estabelecemos que essa fora causada por linhas de fora que circulam no m de um plo a outro. Tambm no magnetismo, cargas iguais repelem-se e cargas contrrias atraem-se. Assim, os plos iguais repelem-se e, conseqentemente, os plos diferentes atraem-se (fig. 30).

S

N

S

N

S

N

S

N

Fig. 30

SENAI-RJ 83


MagnetismoEm eletricidade, no se pode ver como se processa a maioria dos fenmenos nem mesmo atravs de uma lente de aumento. Pode-se, apenas, observ-los atravs de aparelhos. impossvel ver os eltrons que correm atravs de um condutor; porm, com ajuda de um ampermetro, pode-se medir o fluxo da corrente. No magnetismo, acontece praticamente a mesma coisa. As linhas de fora magntica percorrem o circuito magntico da mesma forma que a corrente no circuito eltrico. Isso pode ser observado espalhando limalhas de ferro em volta de um m (fig. 31).

S

N

Fig. 31

Por conveno, estabelecemos que as linhas de fora saem do plo Norte e se dirigem ao plo Sul, na parte externa do m. Na parte interna, ocorre o contrrio, isto , elas se dirigem do plo Sul para o plo Norte. O conjunto de linhas de fora em torno do m chama-se campo magntico, e o conjunto de linhas de fora que passam no interior do m denomina-se fluxo magntico.

Eletromagnetismo o magnetismo produzido pela corrente eltrica. A intensidade do campo magntico pode ser aumentada em trs formas, conforme apresentado a seguir. Podem-se formar enrolamento ou bobinas com o fio condutor, isto , aumentar o nmero de espirais do fio enrolado (fig. 32).

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3 espirais linhas de fora magntica

6 espirais

6 volts

6 volts

Fig. 32

Isso pode ser feito aumentando a corrente que atravessa essas bobinas (fig. 33).

3 espirais

linhas de fora magntica 12 volts

Fig. 33

Tambm colocando um ncleo de ferro no interior da bobina, o fluxo magntico aumentado milhares de vezes (aproximadamente dez mil vezes).

Resumindo: a) aumentando o nmero de espirais, o fluxo magntico aumenta na proporo do nmero de espirais; b) aumentando a corrente, o fluxo magntico aumenta na proporo da quantidade de amperes; c) com um ncleo de ferro no interior da bobina, o efeito muito maior, pois o ferro aumenta milhares de vezes o fluxo magntico.

SENAI-RJ 85


Sentido das linhas de fora no condutorUsando a regra da mo esquerda, pode-se determinar o sentido em que correm as linhas de fora magntica em volta de um fio condutor de eletricidade. Para tanto, segura-se o fio condutor com os dedos da mo esquerda, de modo que o polegar fique apontado para o sentido da corrente eltrica, isto , do negativo para o positivo (fig. 34). Os dedos que segurarem o condutor iro indicar o sentido em que as linhas magnticas correm sua volta.

mo esquerda condutor de corrente

linhas de fora magntica

Fig. 34

Observao No exemplo da fig. 27, as linhas magnticas correm no sentido dos ponteiros do relgio.

Sentido do fluxo nos eletromsUsando a regra da mo esquerda e considerando o sentido real da corrente (sentido eletrnico), podem

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