Celso R. RabelloDomingos Carapinha FilhoLeonardo Serfert Junior

MOTORES DECOMBUSTÃO INTERNA

CLASSIFICAÇÃO................................................................................................. 1

PEÇAS................................................................................................................. 3

CONCEITOS........................................................................................................ 11

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À IGNIÇÃO............................................................ 12

CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS TEMPOS........................................................ 14

DETALHES CONSTRUTIVOS DO MOTOR......................................................... 20

FILTROS............................................................................................................... 23

CARBURADORES................................................................................................ 26

INJEÇÃO ELETRÔNICA....................................................................................... 30

COMPRESSORES................................................................................................ 37

EMISSÕES VEICULARES.................................................................................... 41

MOTOR DIESEL.................................................................................................... 43

ARREFECIMENTO................................................................................................ 53

LUBRIFICAÇÃO.................................................................................................... 59

LUBRIFICANTES.................................................................................................. 63

SISTEMA DE IGNIÇÃO......................................................................................... 68

CURVAS CARACTERÍSTICAS............................................................................. 78

MOTORES DE ALTO RENDIMENTO................................................................... 81

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 84

ÍNDICE

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MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

CLASSIFICAÇÃO

O Motor de Combustão Interna é uma máquina responsável pela transformação de energia calorífica doscombustíveis líquidos ou gasosos, em energia mecânica (trabalho útil), através da combustão. São chamadosde combustão interna pois neles, o fluído ativo (combustível + ar) realiza o trabalho.

Entre os Motores de Combustão Interna temos três tipos principais:

1- ALTERNATIVO :

Através da expansão dos gases da combustão, o trabalho obtido pelo movimento de um êmbolo (pistão), étransformado na rotação de um eixo por um sistema de Biela/Manivela.

Aplicações: automóveis, marítimos, estacionários etc.

DESVANTAGENS:Maior VibraçãoMaior numero de peças móveisBaixo Rendimento

VANTAGENS: Custo MenorFácil OperaçãoMenor Consumo

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2 - ROTATIVODa expansão dos gases da combustão já obtém-se o trabalho útil no eixo, diretamente dos componentesmecânicos em rotação.

Aplicações: automóveis, aviões, geradores.

As turbinas e os motores de rotores (ou lóbulos) são denominadosrotativos. Porém, as turbinas têm combustão contínua e os de rotorestêm combustão intermitente.

VANTAGENS: Menor VibraçãoMaior RendimentoMenor número de peças

DESVANTAGENS: Dificuldade de vedação do rotorMaior Consumo de óleoMais Poluente

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MOTORES DE FLUXO OU DE REAÇÃOOs gases da combustão geram o empuxo para o veículo que carrega o motor.

Aplicações: aviões.

VANTAGENS: Grandes Potências DESVANTAGENS: Pouco Operacional (para automóveis)Não necessita de trem motrizAlto Rendimento

PEÇAS

Atualmente a grande maioria das aplicações utilizam motores alternativos, nos quais nos deteremos maistempo. Vamos conhecer os principais componentes dos motores alternativos:

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1) BLOCO DE CILINDROSÉ o elemento básico do motor. Nele são usinados os cilindros. Também suporta o virabrequim através dosmancais de apoio e serve de apoio para outras peças.

Características Necessárias:— ALTA RIGIDEZ— ESTABILIDADE DIMENSIONAL

Materiais de Construção:— FERRO FUNDIDO— LIGAS DE ALUMÍNIO

1.a) CILINDROS E CAMISAS

É dentro deles ocorre o movimento alternativo dos pistões. Podem ser:a) Fixas: Quando são fundidas e usinadas no próprio bloco.b) Substituíveis: - Secas: Quando não entram em contato com o líquido de Arrefecimento.

- Úmidas: Quando entram em contato com o líquido de Arrefecimento.

Cilindro fixo Camisa Substituível Camisa Substituívelà Seco Úmida

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2) PISTÃOÉ o órgão que recebe diretamente o impulso da combustão e o transmite à biela. O pistão não é perfeitamentecilíndrico, é ligeiramente ovalado e cônico, para que se deforme controladamente ao ser exposto às altastemperaturas.

Requisitos:— ELEVADA RESISTÊNCIA MECÂNICA— BOA RESISTÊNCIA AO CALOR— ELEVADA RESISTÊNCIA AO DESGASTE— BOA CONDUTIBILIDADE TÉRMICA— BAIXO PESO— BAIXA TRANSMISSIBILIDADE DE RUÍDO

Material:— LIGAS DE ALUMÍNIO

2.a) ANÉISSão peças instaladas nos pistões que tornam-se auto-expansíveis, proporcionando uma vedação móvel.Também tem a função de transmitir calor da cabeça do pistão para as paredes do cilindro.Podem ser:a) De Compressão: fazem a vedação entre a câmara de combustão e o cárter.b) De Óleo ou Raspadores: Controlam a camada de lubrificante nos cilindros.

Material:— AÇO FUNDIDO (LIGA)

3) BIELAÉ a haste que transmite movimentos alternativos do pistão para o virabrequim.

Material:— AÇO FORJADO— LIGAS DE TITÂNIO

1 - Olho grande ou Cabeça2 - Capa3 - Perna ou haste4 - Olho pequeno ou Pé5 - Bucha6 - Parafuso7 - Porca8 - Casquilho ou Bronzina Inferior9 - Casquilho ou Bronzina Superior

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4) VIRABREQUIMÉ o órgão que transforma o movimento alternativo do conjunto Pistão/Biela em movimento rotativo.

Material:— AÇO FORJADO OU FUNDIDO

5) CABEÇOTEServe como “tampa” do motor; é a parte superior do motor. Tem função também de suportar: Válvulas, Sedes,Guias, Eixo dos balancins, Eixo Comando de Válvulas, Molas, Velas de Ignição ou Bicos Injetores. Emmotores Ciclo Otto e Diesel c/ injeção indireta comporta também a câmara de combustão. Sua união com obloco é feita por prisioneiros e parafusos e a vedação é garantida pela junta.

Material:— LIGAS DE ALUMÍNIO

6) EIXO COMANDO DE VÁLVULASÉ o responsável pelo comando sincronizado de abertura e fechamento das VÁLVULAS de ADMISSÃO eESCAPE. É acionado pelo virabrequim através de engrenagens, corrente ou correia dentada.

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Os principais parâmetros do comando de válvulas são : _______________________, ______________________,_________________________ e _____________________, e são fundamentais para o comportamento domotor.Material:— AÇO FORJADO

7) VÁLVULAS , MOLAS, SEDES, GUIAS E CONJUNTO DE ACIONAMENTO♦ As válvulas permitem a entrada de ar (cicloDIESEL) ou mistura ar-combustível (ciclo OTTO)para o interior do cilindro (válvula de admissão)ou a sadia dos gases queimados (válvula deescape). As válvulas de escape estão sujeitas aaltíssimas temperaturas, por isso elas podem serrefrigeradas.♦ As molas são responsáveis pelo retorno daválvula. Em muitos casos são colocadas duas paraevitar ressonância e a conseqüente quebra.♦ As sedes fazem a vedação da câmara decombustão e o coletor de admissão. Com o choqueda válvula na sede, esta se desgasta e pode serretificada ou trocada, protegendo o cabeçote.♦ As guias de válvula servem para manter oalinhamento das válvulas.♦ O Conjunto de acionamento compreende aindaos tuchos, hastes e balancins.

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8)CASQUILHOS E MANCAISTem a função de elevar a eficiência dos motores e prolongar a vida útil do virabrequim.Dividem-se em duas partes:

— CARCAÇA: Alma do casquilho, serve de encosto e para dar forma ao metal anti-fricção. Normalmenteé de aço.— METAL ANTI-FRICÇÃO: Trabalha em contato com os mancais, constituído de camadasde alumínio e estanho ou, alumínio e cobre

Requisitos:— BAIXO COEFICIENTE DE ATRITO— ELEVADA RESISTÊNCIA À FADIGA— BAIXA DUREZA— ABSORVER PARTÍCULAS SOLIDAS— NÃO SOFRER CORROSÃO

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9) CÁRTERSua função e de reservatório de óleolubrificante e protetor dos componentesinternos do motor. Pode ter aletas pararefrigerar o óleo. Possui também chapasinternas para evitar que as mudanças de angulodo veiculo interrompam a sucção do óleo.

Material:— FERRO FUNDIDO, ALUMÍNIO OUCHAPA DE AÇO

11) VOLANTE, AMORTECEDORES DE VIBRAÇÃO E EIXOS EQUILIBRADORES♦ O volante é colocado atrás do virabrequim e é responsável pela suavidade de funcionamento domotor. Seu peso pode ser diminuído se for desejada uma aceleração mais rápida do motor.♦ O amortecedor de vibração tem a função de amortecer as vibrações torcionais do virabrequim.♦ Os eixos equilibradores são usados para diminuir a vibração decorrente do movimento alternativo dospistões.

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12) COLETORES DE ADMISSÃO E ESCAPE

Nos motores com carburador, o COLETOR DE ADMISSÃO tem a função de distribuir a misturauniformemente entre os cilindros e ajudar a vaporização do combustível. Nos motores com injeçãoeletrônica os aspectos mais importantes são: diminuir a perda de carga e melhorar o preenchimento docilindro. Devido à velocidade do ar no coletor e a abertura e fechamento da válvula de admissão, criam-seondas de pressão dentro do coletor. Variando-se o comprimento do coletor conforme a rotação do motor,temos um aumento do rendimento volumétrico.

As características determinantes do COLETOR DE ESCAPE são:O diâmetro dos tubos deve minimizar a resistência do fluxo dos gases e não devem apresentar bruscasvariações de diâmetro ou curvas. O comprimento do coletor também é importante; o ideal é que sejam domesmo tamanho para todos os cilindros. As uniões dos tubos devem evitar a interferência de fluxos, pois istoprejudica a “lavagem” do cilindro.

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CONCEITOS

Além das peças, devemos conhecer alguns conceitos e definições importantes como:

P.M.S .(Ponto Morto Superior): É o ponto máximo superior, onde o pistão inverte seumovimento alternativo.

P.M.I. (Ponto Morto Inferior): É a posição extrema inferior, onde novamente o pistão inverteo seu movimento alternativo.

CURSO DO PISTÃO : CILINDRADA TOTAL - VtDistância percorrida entre o Ponto Morto E o volume deslocado pelo pistãoSuperior e o Ponto Morto Inferior ao do PMS até o PMI , multiplicadolongo do cilindro. pelo numero de cilindros do motor.

Vt = πππππ x D² x H x Z 4

Onde: D - Diâmetro do CilindroH - Curso do PistãoZ - Numero de Cilindros

RELAÇÃO DE COMPRESSÃO - Rc: É a relação entre o volume total (V + v) e o volume da câmara de combustão.

Rc = V + v v

RELAÇÃO λ (lambda)É a relação entre a quantidade de ar real admitido no motor e a quantidade de ar teórica.

Ex: λ = 1 mistura estequiométrica

λ > 1 mistura pobre

λ < 1 mistura rica

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CLASSIFICAÇÃO DOS ALTERNATIVOS QUANTO À IGNIÇÃO

CICLO OTTO OU IGNIÇÃO POR FAÍSCAÉ admitido no cilindro, através da válvula de admissão, uma mistura ar-combustível e que tem seu início dacombustão após o salto de uma faísca entre os eletrodos de uma vela. O aumento de pressão, conseqüentedo processo de combustão da mistura, ocasiona a movimentação do pistão.

Características de um motor CICLO OTTO:

• Ignição: POR CENTELHA• Taxa de compressão:de 8,0:1 até 13,0:1• Mistura ar/combustível: 15 / 1• Formação da mistura: EXTERNA• Tempo de formação da mistura:LONGO• Temperatura de descarga:500 ° C• Poder anti-detonante do combustível:BAIXO• Combustível utilizado: GASOLINA,ÁLCOOL, GÁS

CICLO DIESEL OU IGNIÇÃO ESPONTÂNEANeste caso, ha somente ar no período de admissão. O inicio da combustão dá-se quando o ar aspirado éaquecido de tal maneira durante o período de compressão que o combustível injetado na câmara de combustãosofre uma auto-ignição (aprox. = 500 ° C ).

Características de um motor CICLO DIESEL:• Ignição: ESPONTÂNEA• Taxa de compressão: 16:1 até 20:1• Mistura ar/combustível: 20 / 1• Formação da mistura: INTERNA• Tempo de formação da mistura: RÁPIDO• Temperatura de descarga: 650 ° C• Poder anti-detonante do combustível: ALTO• Combustível utilizado: ÓLEO DIESEL• Rendimento térmico: 35 %

Vantagens do CICLO OTTO Vantagens do CICLO DIESEL- Menor custo de fabricação - Melhor rendimento térmico- Menor emissão de NOx e particulados - Menor consumo especifico- Melhor relação peso/potência - Maior durabilidade do motor- Maior elasticidade dinâmica - Menor emissão de CO e HC- Menor vibração - Não necessita de sistema elétrico- Menor ruído - Partida a frio mais fácil- Maior potência específica

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TIPOS DE INJEÇÃO PARA O CICLO DIESEL

INJEÇÃO INDIRETA:

Quando o combustível e pulverizado em uma pré-câmarausinada no próprio cabeçote do motor e ligado ao cilindropor meio de um canal.

INJEÇÃO COMBINADA:

Neste caso há uma mistura de injeção indireta e direta.Há injeção de combustível na câmara e na antecâmaraao mesmo tempo.

INJEÇÃO DIRETA:

Aqui o combustível e injetado diretamente no cilindro.Oinjetor fica dentro do cilindro, geralmente tem vários furospara injeção do combustível. A câmara de combustãolocalizada no próprio pistão. È o método mais usadoatualmente.

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CLASSIFICAÇÃO DOS ALTERNATIVOS QUANTO AOS TEMPOS

MOTORES DE QUATRO TEMPOS (4T):Nos motores de 4 tempos, temos que ter 720 graus do motor (2 voltas completas) para realização completa dociclo de 4 tempos. Nestas 2 voltas, temos 1 combustão realizada considerando-se 1 cilindro. Já nos motoresde 2 tempos, temos 360 graus do motor (1 volta completa) para realização completa do ciclo e portanto 1combustão por volta considerando-se um cilindro.Por este motivo, teoricamente os motores de 2 tempos para o mesmo número de cilindros e a mesma rotação,apresentam o dobro de combustões realizadas. Isto significaria, se tivéssemos o mesmo volume aspiradopara os dois motores, o dobro de potência. Isto na prática não acontece pois nos motores de 2 tempos comcárter seco, o rendimento é baixo pois existem muitas perdas de gases não queimados pelo escape, rendimentovolumétrico muito influenciado pela rotação, etc. Na prática o que temos para motores de 2 tempos com cárterseco, é uma potência superior a motores de 4 tempos de mesmo volume, contudo não chegando a ser odobro.Abaixo podemos observar os 4 ciclos do motor de 4 tempos.

2º TEMPO: COMPRESSÃOCom as válvulas fechadas o pistão vai do PMI aoPMS comprimindo o ar (D) ou a mistura (O). No

final do curso temos aumento da temperatura e dadensidade, e o volume que a mistura ocupa é o da

câmara de combustão.

1º TEMPO: ADMISSÃO

A Válvula de Admissão abre, o pistão vai doPMS ao PMI, entrando no cilindro ar (Diesel)

ou a mistura ar-combustível (Otto).

3º TEMPO: EXPANSÃOPróximo do final da compressão, temos o inicio

da injeção de combustível (D) ou o salto da faíscada vela (O), dando começo a combustão,

empurrando o pistão do PMS ao PMI, produzindotrabalho. As válvulas estão fechadas.

4º TEMPO: ESCAPENeste tempo, o pistão vai do PMI ao PMS e, com

a válvula de escape aberta expulsa os gasesqueimados (da combustão) para fora do cilindro.Nota-se que há um ciclo a cada 2 voltas do

virabrequim.

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DIAGRAMA DE VÁLVULAS:O que mencionamos acima demonstra como deveria ser,teoricamente, um ciclo de quatro tempos quanto à abertura efechamento de válvulas, porém na pratica isto não ocorre devidoao fato de termos uma certa inércia inerente aos gases parapreenchimento e limpeza dos cilindros.Alem disso também não podemos ter uma abertura abruptadas válvulas, o que ocasionaria um funcionamento ruidoso edesgastante.Disto advém a necessidade de antecipar a abertura da válvulade admissão para o final da fase de escape com o pistão próximodo PMS e atrasarmos o seu fechamento para a fase decompressão (com o pistão subindo, pouco após o PMI).Da mesma forma, antecedemos a abertura da válvula de escapepara o final da fase de expansão (pistão próximo do PMI) eretardamos o seu fechamento para pouco depois do PMS, noinicio da admissão.Os ângulos do diagrama de válvulas, estão diretamente ligadoscom a rotação e o tipo de aplicação a que o motor se destinará.Isto se deve ao fato de que quando falamos de motores de

combustão interna, devemos sempre ter em mente que existem grandes velocidades envolvidas, tudo acontecede forme dinâmica. O ar de admissão e os gases de escape acompanham a velocidade do motor e possueminércia. Desta forma, quando no final do ciclo de admissão quando o pistão está no ponto morto inferior, seretardarmos o fechamento da válvula de admissão, o pistão começará a subir e ainda teremos mistura entrandopara dentro do cilindro pelo fato de que o fluxo desta mistura apresenta velocidade e inércia. Isto realmenteacontece no motor de 4 tempos e é fácil de entendermos que haverá uma rotação de sintonia onde exatamentequando a velocidade do fluxo de admissão atingir zero, teremos o fechamento da válvula de admissão. Destaforma, quando queremos privilegiar as altas rotações onde a velocidade dos fluxos são maiores, utilizamosmaiores ângulos de fechamento da válvula de admissão e vice versa para baixas rotações.Podemos fazer o mesmo raciocínio para a abertura da válvula de escape no final do ciclo de escape quandoo pistão está atingindo o ponto morto inferior. Neste momento, antes do pistão chegar ao ponto morto inferior,ainda temos no interior do cilindro pressão do final da combustão. Se abrirmos a válvula de escape nestemomento, teremos uma grande saída de gases de escape pela válvula de escape em um escoamento blocado(máxima vazão possível). Nesta hora cerca de 60% dos gases de escape saem de dentro do cilindro. É ochamado “Blow Down”. Quanto mais adiantarmos a abertura da válvula de escape, mais estaremos utilizandoa pressão do final do ciclo de combustão para ajudar no processo de escape, contudo, estaremos perdendo

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PME, ou seja, perdendo trabalho do ciclo e consequentemente torque do motor. Existe portanto um compromissoa ser atingido quanto ao ângulo ideal para abertura da válvula de escape.Esta abertura inicial da válvula de escape, proporciona também maior energia cedida para o sistema deescape. Para motores turbinados, esta energia é aproveitada para impulsionar a turbina. Por este motivo,motores turbinados apresentam diagramas de válvulas com períodos de escape maiores.No final do ciclo de escape e início do ciclo de admissão, existe no diagrama de válvulas o chamado Cruzamentode Válvulas ou “Over Lap””. Neste instante temos as válvulas de admissão e de escape abertas ao mesmotempo. Isto é feito para que aconteça uma chamada lavagem do cilindro e da câmara de combustão, expulsandoo máximo possível de gases queimados e colocando em seu lugar, mistura nova. Isto auxilia no rendimentovolumétrico do motor. Contudo, da mesma forma que acontece com o fechamento da válvula de admissão,existe uma rotação em que acontece uma sintonia e esta “lavagem” atinge seu ideal. Portanto, para favorecermaiores rotações, utilizam-se ângulos de Cruzamento de Válvulas maiores e vice versa para menores rotações.Fica claro portanto que o diagrama de válvulas a ser especificado para o motor, está diretamente ligado coma rotação de trabalho e com o tipo de utilização do motor uma vez que irá influenciar diretamente na curva detorque do motor.

MOTORES DE DOIS TEMPOS (2T):Defini-se motores de 2 tempos por motores que completam o ciclo em 360 graus (1 volta) como já foimencionado. Estes motores podem ter cárter seco (sem óleo) ou cárter úmido (com óleo).Nos motores de cárter seco, o ciclo de admissão é feito na parte inferior do pistão conforme descrito a seguir.Há uma combinação em dois cursos das funções dos motores de 4T. A admissão da mistura é feita duranteparte do curso de compressão e o escape ocorre durante parte do curso de expansão.Antigamente os motores não possuem válvulas e sim janelas na parte inferior do cilindro, cuja abertura efechamentos são controlados pelo pistão. Os motores modernos tem válvulas de admissão e escape. Asválvulas de admissão tem a finalidade de não permitir o retorno da mistura e podem ser de LÂMINAS ou de

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DISCO ROTATIVO. As válvulas de escape controlam o fluxo dos gases para melhorar o torque em baixarotação.Ex: YPVS da Yamaha, é uma válvula rotativa, comandada eletronicamente, acionada por um motor elétrico,conforme a rotação do motor.

Nos motores de 2 tempos com cárter úmido, não é possível utilizar o cárter para realizar a admissão damistura uma vez que existe óleo no cárter. Utiliza-se portanto um Blower, acionado pelo virabrequim do motor,para “soprar a mistura (motor Otto) ou o ar (motor Diesel) para o interior do cilindro.Um bom exemplo de motor de 2 tempos com cárter úmido é o motor Detroit Diesel que utiliza o mecanismoque acabamos de mencionar.

COMBUSTÃO

Combustão é a reação química rápida, controlada, de substâncias, produzindo: LUZ + CALOR

Componentes necessários:

COMBURENTE COMBUSTÍVEL PONTO DE IGNIÇÃO

Vantagens do motor 2T

1.Simplicidade de funcionamento2.Maior regularidade do torque no virabrequim3.Acelerações mais rápidas4.Simplicidade de construção5.Menor custo (menor quantidade de peças)

Vantagens do motor 4T

1. Menor consumo de combustível2. Menor consumo de lubrificante3. Maior durabilidade4. Menor emissão de poluentes

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Falta de ar provoca:

— ALTO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL— FORMAÇÃO DE CO E FULIGEM

Na pratica quase nunca ocorre combustão COMPLETA, devido à:

— TEMPO DE REAÇÃO— QUANTIDADE DO OXIGÊNIO NA CÂMARA DE COMBUSTÃO

Portanto, para atenuar o problema:— EXCESSO DE AR

Se observarmos a figura acima temos que para que exista teoricamente combustão completa do hidrocarboneto,existe uma quantidade de ar estequiometricamente necessária. Isto significa que para cada combustível,existe uma quantidade estequiométrica de ar para queima teórica total do hidrocarboneto combustível.Podemos então, definir o λ (Lambda) que é a relação entre a vazão em massa de ar real aspirada pelo motore a vazão em massa de ar estequiometricamente necessária para combustão completa, calculada pela vazãoem massa de combustível que está sendo introduzida para o motor.Isto significa que existe instantaneamente uma relação λ que mostra se a mistura está rica ou pobre.O motor Otto tradicional (não estamos considerando os motores chamados “Lean Burn”), trabalha com relaçõesλ que podem variar de 0,8 a 1,2.Acima de λ 1,2, a mistura é muito pobre e a queima no interior da câmara de combustão começa a nãoacontecer direito e o motor falha.Abaixo de λ 0,8, a mistura é muito rica e da mesma forma, a combustão começa a não acontecer direito.O motor Diesel trabalha com relações λ sempre maiores que 1,4. Para relações λ menores que 1,4, a formaçãode fumaça fica muito elevada. Isto se deve ao fato de que a combustão Diesel necessita de excesso de ar pois

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♦ A AUTO-IGNIÇÃO (figura acima)é a explosão de parte damistura antes da ignição.

É originada por pontosquentes na cabeça do

pistão ou na câmara decombustão. A detonação

continua causa pré-ignição.

Após a mistura se inflamardentro da câmara decombustão, a frente de chamapercorre toda a câmara decombustão, como se podeobservar na figura abaixo.Porém alguns problemaspodem acontecer.

♦ A DETONAÇÃO (figuraabaixo) é a explosão de uma parteda mistura antes desta ser atingidapela frente de chama, porem após

a ignição. Ocorre quando ocombustível não é adequado à

taxa de compressão do motor, ouquando o ponto de ignição esta

mal regulado.

existe um tempo muito curto para a mistura do ar com o combustível e a queima deste combustível.

ÍNDICE DE OCTANAS

O índice de octanas de uma gasolina determina-se comparando-a com uma mistura de dois derivados delíquidos de petróleo num motor de laboratório. Um dos derivados – a isoctana – apresenta uma grande resistênciaà detonação, enquanto a heptana tem uma resistência bem menor. Diz-se que uma gasolina tem um índice deoctana de 90 se tiver as mesmas propriedades anti-detonantes no motor de teste, que a mistura de 90 % deisoctana e 10% de heptana. A gasolina consiste numa mistura complexa de hidrocarbonetos, sendo o seuíndice de octana apenas uma das muitas características que afetam o comportamento do motor.

PROBLEMAS NA COMBUSTÃO

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DETALHES CONSTRUTIVOS DO MOTOR

Número e Disposição dos CilindrosO número de cilindros depende, basicamente do tamanho do motor. Quanto maior a capacidade cúbica,mais fracionado será o motor, pois não interessa termos peças muito grandes (+ peso), nem pequenas demais(+ quantidade, + custo).

Quantidades mais freqüentes: 4T 2TMotocicletas 1, 2, 4, e 6 1, 2, 3 e 4Carros 3, 4, 5, 6, 8 ou 12 ___Ônibus/ Caminhões 4, 6 ou 8 ___

A disposição dos cilindros varia conforme o espaço disponível para a instalação, ou as característicasdinâmicas do veiculo. Podem ser em:

♦♦♦♦♦ LINHA♦♦♦♦♦ V♦♦♦♦♦ BOXER♦♦♦♦♦ W♦♦♦♦♦ H♦♦♦♦♦ ESTRELA, etc.

Os motores em “V” podem ainda variar o ângulo de abertura do “V”.

Estes dois parâmetros influenciam decisivamente no nível de vibração do motor. As vibrações são geradaspelo movimento alternativo dos pistões e pela rotação dovirabrequim. Para minimizá-las existem pré-requisitos noprojeto do motor, como por exemplo:

— EXISTÊNCIA DE CONTRAPESOS NOVIRABREQUIM— SIMETRIA DO DESENHO DO VIRABREQUIM— ORDEM DE IGNIÇÃO IGUALMENTE ESPAÇADA— EIXOS EQUILIBRADORES (em alguns motores)

Além disso as peças passam por balanceamentos.

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Sistema de distribuição

VÁLVULAS: Pode-se variar o n.º e a localização. As válvulas hoje localizam-se somente no cabeçote, masantigamente haviam motores com válvulas no bloco. Quanto à quantidade podemos ter: 2, 3, 4, 5 e até 6válvulas por cilindro. A vantagem de se aumentar o numero de válvulas é o aumento da área de passagemda mistura, mas esta vantagem é maior em altas rotações e aí pode-se comprometer o comportamento domotor em baixas rotações. Os motores multi-válvulas também oferecem a possibilidade de obtenção de maiorpotência especifica e com isso, motores menores e menor consumo.

COMANDO DE VÁLVULAS:

Antigamente era comum o comando de válvulas no bloco, mas hoje a maioria usa o comando no cabeçote.Com o comando no cabeçote o motor pode alcançar regimes de rotação mais elevados. Nos motores multi-válvulas normalmente tem-se 2 comandos por cabeçote, mas alguns tem apenas 1 comando e balancins.

OHV: Válvulas no Cabeçote OHC: 1 Comando de válvulas DOHC: Duplo comando de(comando no bloco) no cabeçote válvula no cabeçote

O acionamento do comando pode ser:

Por CORREIA DENTADA Por CORRENTE Por ENGRENAGENS

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O Sistema de ENGRENAGENS permite uma maior precisão e é usado em motores de alta rotação. É usadotambém em motores Diesel para sincronizar a bomba injetora. O sistema é mais ruidoso e também o maiscaro.A CORREIA DENTADA é mais barata e permite uma sincronização muito boa para toda faixa de utilizaçãocomum, por isso é o sistema mais utilizado.O sistema de CORRENTE é muito utilizado ; ele se situa entre os outros dois em precisão e custo. Ossistemas de correia dentada e corrente necessitam de tensor para manter o sistema bem sincronizado.

Fluxo

Os motores podem ter o fluxo da mistura no cabeçote em “U“ (entrada e saída do mesmo lado) ou fluxoCRUZADO (entrada de um lado e saída de outro). O sistema em “U” foi muito usado nos motores comcarburador, pois o calor do coletor de escape ajuda a vaporizar o combustível no coletor de admissão. Hoje,com a injeção eletrônica, os fabricantes optam pelo fluxo cruzado, pois melhora-se o preenchimento do cilindro.

Relação Diâmetro/Curso do Pistão

Este conceito esta diretamente ligado à utilização dos motores. Normalmente se usa D/C > 1 quando queremosrotações mais elevadas e D/C < 1 quando queremos privilegiar o torque em baixas rotações. E IMPORTANTEressaltar que, em motores de automóveis o comportamento do motor é definido por outros parâmetros, comoa escolha do comando de válvulas.Este conceito só é determinante em casos extremos, como por exemplo em motores Diesel onde D/C ésempre MENOR QUE 1, pois nestes motores o torque é a característica mais importante; ou no caso demotores de competição, onde D/C é sempre MAIOR QUE 1, pois a potência (e por conseqüência as altasrotações) é a principal característica.

Exemplos: Motor VW AP2000................................................. D/C = 0,89 ( 82,5 x 92,8 )Motor Tempra Turbo.............................................. D/C = 0,93 ( 84,0 x 90,0 )Motor Ferrari F355 ............................................... D/C = 1,10 ( 85,0 x 77,0 )Motor de Formula 1 (estimado)............................. D/C = 2Motor MWM 6.10 (Diesel)..................................... D/C = 0,80 (103,0 x 129,0 )

Como vimos, todo motor deve ser adaptado para a sua utilização. Parâmetros como: POTÊNCIA, TORQUECONSUMO e DURABILIDADE (entre outros) devem se adequar aos requisitos de trabalho do motor.

A tabela a seguir mostra as diferenças entre vários parâmetros conforme o tipo do motor.

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Potência Torque durabil. consumo rotação especifica pot. máx. (CV/L) (kgf.m) (Km) (Km/l) (RPM)

MOTOR VW AP 2000 (SANTANA) 55 17,8 100.000 10 5800

MOTOR FORD COSWORTH 160 45 400 2 9000(FORMULA 3000)MOTOR CUMMINS 6CTAA 8.3 35 121 300.000 2 2200(VW 35.300)

FILTROS

Os filtros têm como função, proteger os motores contra impurezas(poeira, contaminantes, resíduos de desgaste etc). Existem váriosmeios pelos quais a poeira pode atingir o motor como:♦♦♦♦♦ Pelo ar admitido;♦♦♦♦♦ Pelo óleo lubrificante;♦♦♦♦♦ Pelo combustível;♦♦♦♦♦ Pela ventilação do carter;♦♦♦♦♦ Abertura para manutenção.

Além disso existem as impurezas causadas pelo desgaste daspartes móveis do motor.1- Filtro a banho de óleo para ar, com ciclone

2- Filtro respiro do carter

3- Filtro para lubrificante

4- Filtro para combustível

TIPOS DE FILTRO DE AR

Filtro de ar a seco com elementos de papel

É o mais simples e o de maior rendimento; para operações em baixa concentração de poeira. Pode ter um pré-filtro para serviços mais pesados.

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Filtros de ar a banho de óleo

Muito utilizado no início da indústria automobilística, é pouco usado atualmente. Sua eficiência depende devazão do motor, com melhor rendimento em altas rotações.Funcionamento:— Ar é pré-filtrado no banho de óleo;— As gotículas arrastadas são capturadas pelo elemento;— O ar seco vai para o motor e as gotas de óleo com poeira, decantam no banho de óleoTambém pode ter um pré-filtro para melhor desempenho.

Pré- Filtro Ciclone

Não pode ser considerado um filtro, pois só retém partículas grandes. Funciona colocando o ar em rotaçãoatravés de aletas, onde as partículas são separadas por ação da força centrífuga. Pode ter a descarga depoeira ao ar livre ou com reservatório.

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Filtros Impregnados

FILTROS DE COMBUSTÍVEL

O combustível contém diversos tipos de impurezas por isso temos necessidade de filtrá-lo. Os materiais maisusados na filtragem de combustível são:

• Redes Metálicas: Geralmente colocados nos tanques e no carburador. Sua função é a de reter impurezasgrandes.

• Papel: Filtros colocados entre o tanque e o carburador (ou injetora), que retém impurezas mais finas (daordem de microns). O papel é tratado quimicamente para aumentar a resistência, e dobrado para que aárea de filtragem aumente.

• Plásticos: Colocação e função idêntica as dos filtros de papel com vantagem de maior durabilidade emenor custo.

Todos os filtros ainda devem aliar uma grande eficiência em tamanhos pequenos, retenção de água e vida útillonga. Por terem material filtrante cerrado, a pressão de filtragem é baixa.

Geralmente o elemento é umarede metálica ou plástica que éimpregnado de óleo. Sua duraçãoé ilimitada desde que suamanutenção seja correta.

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CARBURADORES

A função do carburador é formar uma mistura ar + combustível que seja adequada para a combustão. Para seconseguir a pulverização do combustível no ar coloca-se uma restrição, ou venturi, para que ocorra a acele-ração do ar e consequente queda de pressão que succiona o combustível.O combustível é armazenado numa cuba e o nível é controlado por uma bóia acoplada a uma válvula deagulha.A dosagem de combustível é feita através de um orifício calibrado, também chamado giclê, para que amistura fique dentro da proporção química correta. A dosagem de ar é feita por uma válvula rotativa tambémchamada borboleta. Mas um carburador elementar não conseguiria atender todas as solicitações do motor,por isso o carburador é dotado de vários dispositivos que adequam a mistura a cada condição de funcionamento.

À medida que o ar passa pelodifusor, o vácuo parcial aspira agasolina do conduto e mistura-acom a corrente de ar.A borboleta do acelerador regula aentrada da mistura gasosa para omotor.Válvula de admissão através daqual passa a mistura gasosa éadmitida no cilindro.

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Existem também os furos de progressão, colocados acima do orifício de marcha lenta que fornecem combustívela medida que o regime aumenta, tornando-se inoperantes em carga máxima.

MARCHA LENTA

Na marcha lenta a velocidade do ar é baixa, por isso a saída docombustível é feita logo abaixo da borboleta de aceleração ondea depressão é maior. A mistura é rica, pois à baixa velocidade aturbulência do ar não permite que a quantidade de oxigênio sejaalta. A dosagem de ar é feita por giclês especialmente calibradospara este regime.

SISTEMA DE PARTIDA A FRIO

Na partida a frio fecha-se a borboleta afogadora, colocada acima doventuri para que se crie uma depressão tal, que permita a sucção docombustível pelo sistema principal e abra-se a borboleta deaceleração, criando uma mistura Rica, na proporção que varia entre1:1 e 3:1, possibilitando o início de funcionamento e um aquecimentomais rápido do motor.

ACELERAÇÃO

Quando a passagem do regime de aceleração é muito brusca,existe um dispositivo que evita os “buracos” de carburação. Peladiferença de peso específico entre o ar e o combustível, este temmaior inércia de movimento,por isso é colocado uma bomba acionada mecânicamente quefornece combustível instantaneamente.

Um outro problema a ser corrigido é a diminuiçãoda densidade do ar com o aumento de velocidade.Isso faria com que a mistura tendesse a ficar cadavez mais rica.Para isso existe a manga misturadora, que consistede um tubo com orifícios dentro de outro tubo ondeo ar entra e se mistura com o combustível paraempobrecer a mistura.Um outro dispositivo para resolver este problemaé o giclê de ar colocado na saída do combustívelque vaisendo fechada com aumento do regime. Quantomaior o giclê, maior a restrição.

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MÁXIMA POTÊNCIA

Por fim existe o sistema de máximapotência. Para que haja uma reservade potência em altos regimes existeum pistão comandado pelo vácuo docorpo do carburador. Quando apressão libera a válvula, a misturatem um enriquecimento para quetodo o oxigênio seja consumido.Em carburadores onde o venturiprincipal ultrapassar 30 mm, existeum venturi secundário parahomogenização da mistura devido àliberação do combustível ser lateral.No venturi secundário a liberação écentral, melhorando ahomogenização e o funcionamentodo motor.

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CARBURADORES DE DIFUSOR VARIÁVEL

É um carburador onde o estreitamento dodifusor pode variar de modo a manter umadepressão quase constante na zona depulverização.O êmbulo que controla a variação do difusortem uma posição variável de acordo comaabertura da borboleta.O débito de combustível é regulado por umaagulha cônica ligada ao êmbulo e que penetrano pulverizador; sua posição e formadeterminam a proporção correta de gasolina ear.Existe um amortecedor no êmbulo que reduza velocidade de subida, nas acelerações, paragarantir um enriquecimento da mistura.Como a pressão do ar no difusor permaneceum circuito exclusivo para marcha lenta.

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INJEÇÃO ELETRÔNICA

A função da injeção de combustível é fornecer a quantidade de combustível exatamente dosada, necessáriaaos diversos regimes de funcionamento do motor.O sistema todo é comandado por uma central eletrônica, que recebe vários sinais de entrada, provenientesdos diversos sensores que enviam informações precisas das condições instantâneas do funcionamento domotor. A unidade de comando então, processa essas informações recebidas e calcula o tempo adequado deinjeção do combustível através de um sinal elétrico, o qual também é conhecido como tempo de injeção.O combustível é pressurizado por uma bomba elétrica à pressão de 1.3 a 4.8 bar, e injetado no coletor deadmissão por injetores eletromagnéticos (existem alguns motores de ciclo Otto que utilizam injeção direta decombustível).A injeção de combustível pode ser do tipo central, que tem apenas um injetor para todos os cilindros, do tipomúltiplo, que usa um injetor para cada cilindro, ou do tipo injeção direta, que utiliza um injetor localizado nointerior da câmara de combustão.A injeção do tipo central é denominada sistema “SINGLE POINT” ou “TBI” (injeção no corpo da borboleta).Ainjeção do tipo múltiplo é chamada de sistema “MPFI” e a injeção direta por “GDI” (gasoline direct injection).

Injeção Mono-Jetronic1 Tanque de combustível2 Bomba Elétrica3 Filtro de Combustível4 Regulador de Pressão5 Injetor de Combustível6 Borboleta

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Vamos conhecer as principais peças de um sistema de injeção, no caso um LH-Jetronic:

1. Medidor da Massa de Ar por Fio Aquecido: O elemento eletricamente aquecido é formado por um fio deplatina de 70 m de espessura, com a passagem de ar através deste a sua temperatura tende a cair, mas umcircuito modulador tenta mantê-lo a uma temperatura de 100C. Com a queda da resistência provoca-se umaalteração na voltagem lida entre os terminais do fio, esta voltagem é que é fornecida, como sinal, ao módulo.Integrado ao medidor de massa de ar há também um sensor de temperatura do ar de admissão

2. Interruptor da Borboleta de Aceleração: A função destes interruptores é enviar sinais ao módulo eletrônicode controle, informando quando a borboleta está totalmente fechada ou totalmente aberta.Quando a borboleta de aceleração é acionada, um dos interruptores informa ao módulo que esta se deslocoudo ponto de repouso e iniciou a abertura. O outro interruptor informa a posição de abertura máxima. Emfunção disto, o módulo eletrônico corrige a quantidade de combustível a ser injetada.Em condições de desaceleração e com a borboleta totalmente fechada não haverá injeção de combustível,proporcionando um freio motor mais eficiente, até que a rotação do motor se aproxime da marcha lenta.

1 Contato de Marcha Lenta2 Contato de Plena Carga

3. Atuador da Marcha Lenta: Durante o período do aquecimento, a válvula permite uma passagem maior dear ; com isso, é calculado um acréscimo de combustível necessário para que o motor funcione tão bem comose já estivesse aquecido.A passagem do ar é feita através de um furo calibrado em forma de meia lua, que gira em torno do seu eixosob ação de uma mola, ou por um motor de passo, fazendo com que o furo calibrado coincida com o duto depassagem de ar.

Componentes do medidor demassa de ar por fio aquecido:1 Sensor de temperatura do ar deadmissão2 Sensor de massa por fioaquecido3 Resistor de precisão, QMVazão de ar.

1 Conexão Elétrica2 Espiral Elétrica3 Lâmina Bimetálica4 Placa de Bloqueio

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4. Válvula Auxiliar do Condicionador de Ar: (não encontrada na LH-Jetronic) É fixada nas mangueiras dear no coletor da admissão e atua quando é ligado o condicionador de ar permitindo uma passagem extra de ar.Com isso, o módulo calcula o acréscimo de combustível necessário para compensar a rotação.Esta válvula nada mais é do que um solenóide com uma agulha na extremidade do seu núcleo. Quandoenergizado o solenóide, esta agulha se desloca, permitindo uma passagem de ar adicional para o motor,compensando a queda de rotação da marcha-lenta em função da carga imposta pelo funcionamento do sistemado condicionador de ar.

5. Regulador de Pressão: O Regulador controla a pressão de combustível no tubo de distribuição, aumentando-a ou diminuindo-a de acordo com a necessidade do motor.O Regulador de Pressão mantém constante a diferença de pressão entre o sistema de combustível e apressão do vácuo, isto é, o volume de injeção só é modificado pelo tempo de injeção.É constituída de um diafragma, que regula a quantidade a quantidade de combustível que retorna ao tanque,e sua atuação é feita por uma tomada de vácuo no coletor de admissão.

6. Válvula Diafragma: A função desta válvula é eliminar a turbulência gerada no combustível pela bomba e,conseqüentemente, os ruídos provenientes desta.É confeccionada em carcaça metálica, onde um diafragma e uma mola estão alojados e absorvem a turbulênciado combustível.

7. Válvulas Injetoras: A Válvula Injetora nada mais é do que uma válvula de agulha com acionamentoeletromagnético, e sua função é fazer com que o combustível seja injetado no coletor de admissão.A abertura desta válvula acontece devido a um sinal elétrico enviado pelo módulo eletrônico, que determinao tempo e a freqüência desta abertura e, conseqüentemente, a quantidade de combustível necessária paracada condição do motor.

1 Entrada de Combustível, 2 retorno de Combustível,3 Válvula Plana, 4 Alojamento da Válvula, 5Diafragma, 6 Mola de Compressão, 7 Conexão paraVácuo

1 Filtro2 Solenóide3 Núcleo do Solenóide4 Válvula de Agulha5 Conexão Elétrica

1 Mola2 Chapa da mola3 Diafragma4 Entrada do combustível5 Saída do combustível

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1 Sensor Ativo de Cerâmica2 Eletrodos3 Contatos4 Carcaça5 Tubo de Escape6 Capa porosa de Cerâmica7 Gás de Escape8 Ar Atmosférico

1 Terminal Elétrico2 Carcaça3 NTC (resistência inversamenteproporcional à temperatura)

1 Massa sísmica2 Carcaça3 Cerâmica piso-elétrica4 Contato5 Conexão elétrica

8. Sensor de Temperatura do Motor: Este sensor, informa a temperatura do líquido de arrefecimento domotor ao módulo de controle eletrônico.Este sensor está situado na carcaça da válvula termostática ou no cabeçote, dependendo do tipo de injeçãoutilizado, e é um sensor do tipo NTC, ou seja sua resistência decresce com o aumento da temperatura.

9. Sensor de Detonação: Este sensor está, geralmente, fixado na parede do bloco do motor e tem porfinalidade sentir as detonações dos cilindros, levando esta informação até a unidade de comando, para quepossa localizar o cilindro detonante e atrasar o respectivo ângulo de ignição.Sua constituição é piezo-cerâmica e este material, sob a força resultante das vibrações das detonações, geraum sinal elétrico que é reconhecido pela unidade de comando.

10. Sensor Lambda ou de Oxigênio: A sonda Lambda no escapamento mede o teor de oxigênio nos gazesde escape convertendo a diferença de densidade do oxigênio entre as superfícies interna e externa em umsinal elétrico para transmitir seguidamente um sinal de voltagem para o módulo a fim de controlar a relaçãoar/combustível.

11. Sensor de Rotação do Motor: Possui duas funções, determinar a rotação do motor e a marca dereferência para a seleção do ângulo de ignição.O sistema é constituído de um disco dentado sobre um eixo de manivelas e do sensor que é um geradorindutivo de pulsos.É fixado no bloco do motor, alguns motores utilizam uma roda dentada no eixo do distribuidor, de forma radialem relação ao disco dentado. O disco possui vários dentes e uma lacuna na qual faltam dois dentes.Quando o disco ao girar passa pelo sensor se cria uma corrente alternada. A partir da freqüência da corrente

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alternada é computada o número de rotações do motor.A lacuna dos dentes cria no sensor uma tensão mais elevada e serve a unidade de comando como informaçãosobre a posição do eixo de manivelas para a determinação do ponto de ignição.

12. Módulo Eletrônico de Controle: O módulo recebe os sinais dos diversos sensores, analisa e processatodas estas informações e envia às válvulas injetoras um sinal que vai determinar sua abertura e a quantidadeexata de combustível necessária ao motor.

LH-Jetronic1 Tanque de combustível, 2 Bomba Elétrica, 3 Filtro de Combustível, 4 ECU, 5 Injetor, 6 Tubo de Distribuição,7 Regulador de Pressão, 8 Coletor de Admissão, 9 Interruptor da Borboleta de Aceleração, 10 Medidor daMassa de Ar por Fio Aquecido, 11 Sensor Lambda, 12 Sensor de Temperatura do Motor, 13 Distribuidor deIgnição, 14 Atuador da Marcha Lenta, 15 Bateria, 16 Chave de Ignição

1 Imã Permanente2 Carcaça3 Bloco do Motor4 Núcleo de ferro5 Bobina6 Coroa Dentada com ponto de referência

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BOMBA DE COMBUSTÍVEL

A Bomba de Alimentação é necessária, pois nos veículos, o reservatório de combustível fica abaixo do motor;além disso, para que o fornecimento seja continuo e regular.Para motores Ciclo Otto são dois os tipos mais usados:

Bomba Mecânica

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Bomba Elétrica

a) Bomba em Linha;b) Bomba imersa no tanque1 Tanque de combustível2 Bomba elétrica3 Filtro de combustível4 Tubo de distribuição5 Bico injetor6 Regulador de pressão

a) Bomba de rolete; b) Bomba perimetral; c) Bomba trocoidal; d) Bombacentrífugaa e c) Bombas de deslocamento positivo; b e d) Bombas de vazão

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COMPRESSORES

O objetivo do uso de compressores é aumentar o rendimento volumétrico, que nos motores normalmenteaspirados chega a aproximadamente 70%. Com compressor, o motor pode ter um rendimento volumétricomaior ou igual a 100%, aumentando a potência, diretamente relacionada com a massa de mistura ar/combustívelque entra nos cilindros.

Existem vários tipos de compressores, que diferem no tipo de acionamento e no modo de compressão do ar.

COMPREXÉ um compressor por ondas de pressão. Seu acionamento é feito através dos gases de escape, mas é ligadoao motor através de uma correia para o correto monitoramento das ondas de pressão. Este tipo de compressortem ótimo rendimento em todas as rotações e absorve pouca energia do motor. Foi testado pela Ferrari deFórmula 1, mas foi abandonado por dificuldades no desenvolvimento.

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A Tomada do gás de escapeB Saída do gás de escapeC RotorD Tomada do ar de admissãoE Saída do ar de admissão (pressurizado)

O desenho ilustra esquematicamente o princípio defuncionamento do compressor volumétrico de lóbulos(tipo Roots). Neste caso, os dois rotores sãobilobulares. Como se pode ver, a cada ciclo de rotaçãoé bombeada sempre a mesma quantidade de ar. Osdois rotores giram sem se tocar (a distância que ossepara, como aquela entre as pontas e a parede docárter é da ordem de décimos de milímetro).Externamente a este cárter-bomba existe um outrocom duas engrenagens (uma para cada rotor) deacionamento.

COMPRESSOR VOLUMÉTRICOÉ acionado pelo virabrequim, por correia ou corrente e por isso está sempre em movimento e fornecendopressão desde as baixas rotações.Como desvantagem, ele consome potência do motor e é mais caro, além disso só costuma ser instalado emmotores de grandes cilindradas. Um tipo de compressor volumétrico de melhor rendimento e menor peso foidesenvolvido pela Volkswagen alemã e se chama “G-Lader”, e consiste de uma espiral que viraexcentricamente dentro de uma carcaça também em espiral.

A pesquisa de soluções mais eficienteseconômicas e leves conduziu àrealização de um novo compressor:neste desenho o "G-Lader"desenvolvido pela Volkswagen, porenquanto aplicado somente em algunsmodelos. O princípio de funcionamentoé similar ao do compressor Roots, mascom dimensões e peso reduzidos.Internamente a espiral roda acionadapelo virabrequim. As "aberturas" e "fechamentos" da espirais geram um fluxo de arcomprimido enviado ao coletor de admissão. A pontência de um motor 1300 cc (VWPolo) chega a 115 cv.

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TURBO COMPRESSOR

É acionado pelos gases de escape do motor, portanto não consome potência, aproveitando energia que seriadesperdiçada.O Turbo Compressor, como o nome diz, é formado por uma turbina, que recebe os gases de escape, ligadapor um eixo a um compressor. As rotações são elevadíssimas, podendo chegar a 200.000 rpm, com isso, alubrificação tem um papel muito importante.Praticamente o único problema do turbo é seu tempo de resposta, mas já existem aparelhos que usamcarcaças com palhetas móveis para adequar o tamanho do compressor ao regime de rotação.Hoje em dia vários modelos usam o turbo, sendo um equipamento confiável e sem dúvida uma das melhoresopções em matéria de compressores.

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ACESSÓRIOS

Válvula West-Gate:Controla a pressãomáxima, para evitardanos aoscomponentesinternos.

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Refrigeradores de ar:São radiadores onde o ar comprimido é refrigerado. Sendo mais denso o ar, o motor é mais potente pelapresença de maior massa de ar no mesmo volume. Cada fábrica adota uma denominação, como: Intercooler,Aftercooler, Charge-cooler etc.

Arrefecimento e Lubrificação:O Turbo é arrefecido por ar e pelo óleo de lubrificação, mas existem também carcaças refrigeradas a água.Quando a lubrificação ela é muito importante, pois as rotações são elevadíssimas e a folga entre os componentesé muito pequena. O óleo lubrificante é o mesmo do motor, portanto deve-se tomar muito cuidado com o óleoa ser utilizado e aos prazos de troca.

EMISSÕES VEICULARES

O processo de combustão no motor nunca é completo, por isso temos elementos indesejáveis como produtosda combustão incompleta, ou seja, EMISSÕES POLUENTES.

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As emissões dos motores podem ser divididas em 4 categorias:

Produtos de Combustão Completa

Produtos Indesejáveis

Emissões Gasosas

Evaporação do Combustível

Por serem diferentes no processo de queima, os motores OTTO e DIESEL apresentam diferentes níveis deemissões. Por trabalhar sempre com ar em excesso, os motores Diesel são menos poluentes. Os motoresturbinados (com rendimento volumétrico superior), por apresentarem uma combustão mais completa, reduzemo nível de emissões.

A quantidade e o tipo decomposto produzido pelosmotores variam dependendo dociclo e o tipo do combustívelutilizado.

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CONTROLE DE EMISSÕES

O controle de emissões pode ser dividido em:CONTROLE INTERNO AO MOTORCONTROLE EXTERNO AO MOTOR

No controle interno ao motor, podemos citar o controle sobre a carburação, ignição e combustão. Os sistemaseletrônicos de injeção e ignição já obtêm rendimentos otimizados. Já para o controle da combustão sãonecessárias varias intervenções não tão simples, como a diminuição da perda no filtro de ar, o estudo dacâmara de combustão, coletores e diversos sistemas auxiliares (EGR, Dash-pot, etc.).

No controle externo ao motor temos a solução que hoje apresenta o melhor rendimento: O CATALISADOR. Ocatalisador é um reator químico que consiste de uma colméia cerâmica, que reage com os gases de escape.Os veículos Diesel também podem ter um filtro para a fuligem do escapamento.

MOTOR DIESEL

Em motores do ciclo Diesel, ao contrário do ciclo Otto, no tempo de admissão, é aspirado somente ar paradentro dos cilindros, sendo o combustível injetado posteriormente, no final da compressão, quando o ar atingeuma temperatura suficientemente alta para que ocorra uma combustão espontânea do combustível injetado.Nos primeiros motores Diesel fabricados, a injeção do combustível era feita através de sopro, onde o combustívelera soprado para dentro da câmara de combustão por meio de ar comprimido. Este sistema era utilizado paramotores grandes de baixa rotação, sendo que para motores pequenos de alta rotação, ele era antieconômico,

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pois a bomba de ar exigia um aparato construtivo, onde seu tamanho e peso não permitia sua aplicação emveículos. Nos motores do ciclo Diesel de hoje, não se utilizam mais bomba de ar e sim bomba injetora que éum dos componentes do sistema de injeção Diesel que iremos abordar.Componentes:Os sistemas de injeção modernos que possuem bombas injetoras rotativas ou em linha, podem ser divididosnos seguintes ítens:

1 - Tanque de combustível

2 - Bomba primária

3 - Circuito de alimentação

do combustível

4 - Filtro de combustível

5 - Bomba injetora

6 - Circuito de alta pressão

7 - Bico injetor

8 - Circuito de retorno do

combustível (Baixa pressão)

9 - Vela aquecedora.

O Diesel é succionado do tanque de combustível (1) pela bomba primária (2) e flui através do sistema dealimentação de combustível (3) em direção à bomba injetora (5), sendo antes filtrado no filtro de combustível(4). Na bomba injetora de Diesel, é bombeado para o circuito de alta pressão (5) e bicos injetores (6) a umapressão bem elevada (pressão de injeção), necessária para ocorrer a pulverização adequada do combustívelna câmara de combustão, pelos bicos injetores.Passaremos agora a descrever separadamente cada item do sistema de injeção.

Bomba Primária:

Tem como função aspirar o combustível do reservatório (tanque) e recalcá-lo em direção à bomba injetora.É importante notar que a bomba primária deve ser sempre protegida por um pré-filtro instalado entre a bombae o reservatório.Outra função da bomba primária é a de permitir encher e purgar as canalizações, o filtro principal e a bombainjetora, sem ter que fazer girar o motor de arranque do motor. Para isto, a bomba primária possui um sistemade alavancas que permitem seu acionamento manualmente.Podemos ter bombas primárias de membrana, de pistão (efeito simples e efeito duplo) e elétricas.

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Circuito de Alimentação do Combustível:

Deve conduzir o combustível do tanque à bomba injetora. O circuito de Alimentação é constituído de tubos dematerial metálico ou plásticos e não esta sujeito a altas pressões. Seu diâmetro deve ser adequado para nãoocasionar excessiva perda de carga, sacrificando a bomba primária.

Filtros de Combustível:Os componentes da bomba injetora e bicos injetores são fabricados com precisão de milésimos de milímetrose utilizam o combustível para lubrificar as peças móveis. Fica clara então, a necessidade de um combustívelisento de impurezas que poderiam facilmente causar danos irreparáveis ao sistema de injeção.Outro ponto a ser notado é que o combustível Diesel pode conter água em forma combinada ou não combinada(por exemplo: formação de condensação em função das variações de temperatura), ficando a função deseparar esta água por conta também dos filtros de combustível, que possuem sedimentadores, onde esta éperiodicamente drenada.Para se conseguir este combustível “limpo”, são utilizados filtros de combustíveis que são um dos ítens maisimportantes para uma vida prolongada do sistema de injeção.

Os filtros devem reter impurezas da ordem de microns. Esta necessidade impõe um material filtrante muitocerrado e uma fraca pressão de filtragem.Existem muitos tipos de filtros, os quais são caracterizados por sua constituição, seu princípio de funcionamento,pelos elementos dos quais são formados e por sua aplicação segundo as condições de utilização.Podemos classificá-los em quatro grandes categorias:

Filtros simples com elementos de filtragem de papel ou papelão;Filtros de peneiras metálicas;Filtros de cartuchos constituídos por elementos de feltro, diatores etc.;Filtros de etapas constituídos por elementos de filtragens de papel, metálica ou feltros.

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BOMBAS INJETORASA bomba injetora tem a função de injetar o combustível na quantidade e no momento exato para que acombustão seja o mais eficiente possível. Somente se consegue uma boa combustão se o combustível forpreparado com perfeição. Cada processo de combustão exige outra preparação, sendo as condições para umbom preparo de combustível as seguintes:

Distribuição correta na câmara de combustão (posição do jato);Forma correta do jato;Boa mistura com o ar para que as gotículas de combustível queimem no momento exato;Injeção durante um intervalo de tempo exatamente definido, com início correto de injeção o qual, por

sua vez, depende da rotação do motor.

Podemos dividir as bombas injetoras quanto ao seu tipo de construção, em dois grupos:

1. BOMBAS EM LINHA

2. BOMBAS ROTATIVAS

BOMBA INJETORA EM LINHA

A figura mostra uma bomba injetora Bosch PE com regulador, bomba alimentadora e avanço. A bombaalimentadora aspira o combustível do tanque, pressionando-o pelo filtro à câmara de aspiração da bombainjetora. O pistão da bomba acionado pelo eixo de comando pressiona o combustível através da válvula depressão e pelo tubo de pressão, ao bico injetor. Depois de terminado o curso de pressão, a válvula de pressãofecha, sob ação da mola. O pistão é novamente levado à sua posição inicial pela sua mola.

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Conforme o êmbolo sobe, o orifício de carga é fechado pela sua borda, aprisionando uma certa quantidade decombustível no espaço superior da luva.Ao prosseguir seu curso ascendente, o êmbolo reduz o espaço superior da luva, criando a pressão necessáriapara a injeção do combustível dentro da câmara de combustão do motor.A injeção ou débito de combustível termina quando a ranhura helicoidal abre novamente o orifício, derramandode volta para a galeria o excesso de combustível admitido no espaço superior da luva.O êmbolo prossegue seu curso ascendente até alcançar seu ponto morto superior, embora o débito decombustível tenha cessado. Após alcançar o PMS, o êmbolo desce novamente por ação da mola, até alcançaro ponto morto inferior, pronto para iniciar um novo ciclo.

O colar de controle gira o êmbolo dentro da luva por ação da cremalheira, e controla a quantidade de combustívelinjetada no cilindro.Para um débito Zero de combustível, o êmbolo é girado dentro da luva até que a ranhura (entalhe) verticalfique alinhada com o orifício de carga. Nesta posição, nenhuma quantidade de combustível é aprisionada noespaço superior da luva quando o êmbolo sobe para seu PMS.

Conforme pode ser visto no desenho ao lado, quando oêmbolo alcança seu ponto morto inferior, o combustívelsob baixa pressão da galeria, enche o espaço entre oêmbolo e a válvula de descarga no interior da luva doelemento. Este combustível é admitido por um orifícioexistente na parede da luva.

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Para o débito de uma determinada quantidade de combustível que não seja o débito máximo, o êmbolo éposicionado de forma que o combustível seja aprisionado dentro do espaço da luva durante uma certa partedo curso ascendente do êmbolo, determinada pela fechamento do orifício pela borda superior do êmbolo e aabertura pela ranhura ou entalhe helicoidal.

Para o débito máximo de combustível, o êmbolo é posicionado de tal forma que o combustível fica aprisionadodentro do espaço superior da luva durante o curso ascendente total do êmbolo.

BOMBA INJETORA ROTATIVA

Existem dois tipos de bombas injetoras rotativas sendo bastante diferentes quanto à construção.Iremos descrever agora o funcionamento de uma bomba injetora rotativa Bosch Tipo VE.A bomba de alimentação retira o combustível do reservatório, força-o através do filtro e o envia para a bombade transferência que fornece o combustível sob a pressão de dosagem que é controlada pela válvula reguladora.O combustível na pressão de transferência passa pela válvula de dosagem que controla a quantidade quedeve passar para o elemento de bombeamento, de acordo com o regime de trabalho do motor. A quantidadede combustível é controlada pela seção do orifício da válvula dosadora cuja variação é feita pelo movimentorotativo dessa válvula, que está ligada ao acelerador do motor e ao governador de velocidade.A variação de seção útil do orifício modifica a perda de carga, promovendo variação na pressão do combustívela qual altera o fornecimento. Quanto menor for a seção de passagem do combustível na válvula de dosagem,menor será a quantidade bombeada para os injetores e menor será a potência fornecida pelo motor e vice-versa.

O elemento de bombeamento é constituído de dois êmbolos opostos que estão alojados em um conjunto commovimento rotativo que gira no interior de um excêntrico estacionário, que possui uma quantidade de ressaltosigual ao número de cilindros do motor. Esses êmbolos são equipados com roletes montados em sapatas quefazem os contatos com o excêntrico.Os êmbolos movem-se simultaneamente para dentro quando os roletes contatam os ressaltos diametralmenteopostos do colar de excêntricos, comprimindo o combustível e, são movidos para fora pela pressão docombustível que entra na bomba injetora, quando os êmbolos estão fora dos ressaltos.

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A figura mostra o colar com os excêntricos e o êmbolos opostos na posição de admissão do combustível.

Na figura “a” e “b” abaixo, estão mostradas as posições de admissão e de injeção do combustível, bem comoo circuito feito pelo combustível, nos dois casos, através do cabeçote hidráulico.

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Na região de admissão do combustível, na parte fixa do cabeçote hidráulico, tem-se uma única entrada parao combustível. No rotor existem orifícios em número igual ao dos cilindros do motor.

Na região de injeção de combustível há um único orifício no rotor e tantos orifícios de saída no cabeçotehidráulico quantos forem os cilindros do motor. A ida e a volta do combustível são feitas pelo mesmo canalinterno do rotor.

A medida que o rotor gira, o orifício de admissão é fechado e o orifício de bombeamento do rotor, no instanteda injeção, estar em contato pleno com um dos orifícios de saída para os injetores, de acordo com a ordemde injeção do motor.

O governador de velocidade dessas bombas pode ser mecânico ou hidráulico. O sistema mais comum é omecânico, que atua por força centrífuga através de contrapesos. Esse governador age em todas as faixas derotação de operação do motor, atuando na válvula dosadora de combustível, corrigindo o fornecimento emfunção da variação da rpm do motor. A figura ilustra o funcionamento do governador centrífugo.

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O instante de injeção de combustível também sofre variações de acordo com a modificação da rpm do motore, é feita variando a posição dos excêntricos com relação aos pistões de bombeamento do combustível. Ocomando dessa variação é feita por variação da pressão do óleo combustível, em função da rpm do motor,atua sobre um pistão e mola. As figuras abaixo ilustram o sistema.

A figura abaixo, mostra os componentes de uma bomba injetora rotativa. Através dela, pode-se ter idéiascompleta dos componentes e da interligação dos mesmos.

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Circuito de Alta Pressão

Tem como finalidade conduzir o combustível a alta pressão da bomba injetora ao bico injetor. Seu comprimentoe diâmetro tem grande influência na característica da injeção e por conseqüência, no funcionamento do motore deve ser igual para todos os cilindros

Bico Injetor

Tem como função, atomizar o combustível dentro da câmara de combustão no final da fase de compressão,da melhor forma possível.O bico é comandado pela pressão do combustível. A pressão produzida pela bomba injetora atua sobre o conede pressão da agulha levantando-a de sua sede, quando a força de baixo for maior do que a contrapressão deuma resultante da mola de pressão do porta-injetor. O combustível é, então, injetado através do(s) orifício(s)do bico na câmara de combustão.

A pressão de abertura é, pois, determinada pela tensão preliminar (ajustável) da mola de pressão no porta-injetor. O curso da agulha é limitado pela superfície plana entre a haste da agulha e o pino de pressão.

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Circuito de Retorno de CombustÍvel

São dutos que conduzem o combustível que retorna dos bicos injetores, da bomba injetora e dos filtros, devolta ao tanque.É conveniente ressaltar que existe um retorno de combustível pois o sistema de injeção de Diesel trabalhasempre com excesso de combustível pois este serve como lubrificante da maioria, e às vezes totalidade, daspeças envolvidas.

Vela AquecedoraTem como função pré-aquecer o ar, facilitando a partida a frio nosmotores Diesel. Este problema é mais sensível em motores deinjeção indireta, devido à maior perda de calor na compressãopara as paredes da câmara. Nestes motores, existem geralmenteuma vela aquecedora por cilindro, sendo situada dentro da câmarade combustão. Nos motores de injeção direta, a partida é maisfácil sendo utilizada apenas uma vela aquecedora para todos oscilindros ou as vezes não utiliza vela aquecedora.

ARREFECIMENTO

Além do calor gerado pela combustão que ‚ transferido para a parede do cilindro e para o cabeçote, o atritofluido também produz calor, portanto, para manter a temperatura dos órgãos mecânicos dentro dos limites domaterial e evitar a degeneração do óleo lubrificante, temos necessidade de um sistema de arrefecimento, docontrário as partes do motor tenderiam a alcançar a mesma temperatura dos gases de escape, ou seja,aproximadamente ..........°C.Verifica-se que ...........% a ..........% do calor gerado na combustão são transferidos para o fluido de arrefecimentonos motores arrefecidos a água, e ........% a ........% nos arrefecidos a ar. Esta parcela ‚é igual a potência útildo motor. Quais são os fatores que influenciam na transmissão de calor de um motor?

1 -................................................................... 2 -.........................................................................

3 -................................................................... 4 -.........................................................................

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MÉTODOS DE ARREFECIMENTO

Refrigeração a ar

É a mais simples e foi muito usada no passado. A troca de calor se dá diretamente entre as paredes do cilindroe do cabeçote com o ar. Para aumentar a área de troca de calor, são colocadas aletas no bloco e no cabeçote.Quanto ao método de circulação do ar temos dois tipos:

VENTILAÇÃO NATURAL: O fluxo de ar através do motor se dá pelo deslocamento do veículo. Foi e é muitousado em motocicletas, pois estas tem o motor exposto ao fluxo de ar.Vantagens: Mais simples, mais leve e mais barato. Desvantagens: Não permite altas taxas de compressão.

VENTILAÇÃO FORÇADA : O fluxo de ar ‚ provocado por um ventilador (ventoinha) acionado pelo motor.Foi muito usado no passado por ser simples e barato, mas também está sendo abandonado.Ainda é usada nos automóveis da Porsche e Volkswagen.Vantagens: Resfriamento mais homogêneo Desvantagens: Mais caro, Absorve potência

Refrigeração à água

A troca de calor aqui ‚é feita entre as paredes do cilindro e o cabeçote com a água, que depois troca calor como ambiente (ar) através do radiador. Quanto à circulação da água podemos ter dois meios:

Circulação Natural ou Termo Sifão: A circulação acontece somente pela diferença de temperatura entre aágua fria (no radiador) e a água quente (no motor). Este sistema foi usado no DKW.Hoje, não é mais utilizado.

Vantagens: Não necessita de Radiador, ventilador, bomba d’água, etc.Desvantagens: Necessita de muito espaço, A troca de calor é limitada.

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Circulação ForçadaAqui a circulação ‚é feita por uma bomba acionada pelo motor. É o sistema mais usado atualmente.

No sistema de refrigeração à água a diferença de temperatura da água, na entrada e na saída do radiadorestá na faixa de ........... a ...........°C.A temperatura da água se mantém da faixa de .......... a .......... °C e a vazão de água‚ da ordem de ..........à...........l/min.

Refrigeração ar águaruído maior menorpotência específica menor maiorcusto menor maiormanutenção menor maior

1 - Radiador.2 - Saída do líquidorefrigerante a baixatemperatura.3 - Bomba de água.4 - Termo resistência para oindicador de temperatura.5 - Entrada no radiador delíquido refrigerante a altatemperatura.

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RADIADOR

O sistema também prevê um reservatório, onde a água troca calor com o ar: O RADIADOR. Para se obter amaior superfície possível de contato com o ar de resfriamento, a água passa através de certo número detubos providos de aletas para aumentar a dissipação de calor.

A tampa do radiador eleva a pressão, elevando assim o ponto de ebulição da água para aproximadamente120 °C. Uma válvula permite a entrada de ar ou água proveniente do depósito de expansão.

O tipo e o material do radiador influem naeficiência e no rendimento do sistema.

Atualmente os materiais mais usados sãoALUMÍNIO E COBRE por terem altocoeficiente de transmissão de calor.

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TIPOS DE COLMÉIA DE RADIADOR

TERMOSTATO

É uma válvula que permite ao motoratingir a temperatura de trabalho maisrápido e mantém esta temperatura nafaixa recomendável.

Funcionamento: O termostato semantém fechado até que a temperaturaatinja o valor de trabalho, quando então,ele se abre e a água circula no radiadorpara ser refrigerada. Alguns tipos determostato permitem a recirculação daágua dentro do motor mesmo estandoaberto.

VENTILADOR

O radiador é provido de um ventilador para que o ar circule através dele em qualquer circunstância. O formatodas pás do ventilador é de grande importância para se determinar a velocidade do ar através do radiador.Atualmente os materiais empregados são plástico, alumínio ou chapa de aço.

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Quanto ao acionamento podemos ter 3 tipos:

Acionamento direto: a polia do ventilador está permanentemente ligada ao motor.Desvantagens: perda de potência quando o veículo está em movimento e baixa eficiência em baixas

rotações.

Acionamento hidráulico: Um acoplamento hidráulico é fixado na hélice e no eixo motriz, mas controla arotação da hélice em função da temperatura do ar do radiador. A variação é conseguida através do fluxo desilicone nas câmaras internas da peça. É muito utilizado em veículos pesados

Acionamento elétrico: É feito por um motor elétrico acoplado diretamente no ventilador, sendo o sistemamais utilizado atualmente nos veículos de passeio

O Óleo Lubrificante também tem a função de arrefecer o motor. Outro recurso usado para arrefecer o motor éusar uma mistura rica; o próprio combustível refrigera o motor. A Ferrari experimentou um sistema de injeçãode água para refrigeração do motor de Fórmula 1.

Outro elemento do motor que pode ter refrigeração é o PISTÃO. Em motores de maior rendimento onde asolicitação térmica é maior, os pistões são refrigerados por jatos de óleo.

Líquidos especiais: Para satisfazer determinadas condições somente água não é suficiente, portanto, énecessário acrescentar um líquido que:

Aumente o ponto de ebuliçãoAbaixe o ponto de congelamentoEvite corrosão

Este líquido é geralmente o etileno-glicol, mas também são usados óleos solúveis.

REFRIGERAÇÃO MISTANeste sistema o motor ‚ refrigerado por dois fluídos diferentes. O Bloco, com aletas, é refrigerado à ar e ocabeçote‚ refrigerado por um líquido, que pode ser água ou óleo lubrificante.

Exemplos:MODELO SISTEMAPORSCHE 959 AR - ÁGUAMOTOS SUZUKI AR - ÓLEO

Alguns modelos de altos préstimos eturboalimentação, como é o caso do SAAB9000, podem conter até quatrointertransformadores de calor para diferen-tes aplicações e dois ou maiseletroventiladores. 1. Refrigerador de óleo;2. Radiador normal do sistema de refrigera-ção do motor; 3. Eletroventilador; 4."Intercooler", ou refrigerador de ar daadmissão do turbo; 5. Condensador dosistema de ar acondicionado; 6.Eletroventilador dos sistema de ar acondici-onado.

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LUBRIFICAÇÃO

Dentro de um motor, existem várias peças móveis interligadas cujas superfícies estão em contato e se achamanimadas de movimento relativo.

É sabido que uma superfície, por mais polida que seja, nunca é perfeitamente lisa, sendo constituída de picose vales o que pode facilmente ser observado ao ampliarmos esta superfície.Ao animarmos duas superfícies em contato o que acontece é que, nas zonas de picos existe uma fortepressão e um aumento da temperatura o que acaba provocando a fusão do material nesta região. Ao seprosseguir o movimento, existe um arrancamento de material que estava provocando desgaste das peças.

Para evitar que isto aconteça, uma solução é colocar entre as superfícies uma camada de fluido, impedindo ocontato direto do material, diminuindo-se com isto o atrito e o desgaste.

Quando o motor está em funcionamento, onde existir movimento relativo de duas peças em contato, existiráum suprimento de óleo para que este lubrifique o motor em todas as partes onde exista necessidade.

Um exemplo do que foi explicado acima pode ser verificado em um mancal de deslizamento como munhão dovirabrequim e bronzinas do bloco.

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Quando o eixo se encontra em repouso, a camada fluida não se encontra entre o eixo e o mancal, havendo aí,um contato direto entre os dois materiais. No entanto, quando há um início de rotação, a tendência é que oeixo suba o mancal, o que não acontece pois este encontra a camada fluida que se adere tanto ao eixo quantoao mancal. Ao se prosseguir a rotação, a tendência é que o óleo levante o eixo devido a formação de umapressão hidrodinâmica mancal/eixo como pode ser visto na figura abaixo.

Mas o lubrificante não tem por finalidade apenas se interpor entre duas superfícies em contato, cabendoa ele outras funções como:

Reduzir o atrito e o desgaste;Dissipar grande parte do calor gerado;Remover partículas provenientes do desgaste ou da utilização originária da própria operação mecânica,

bem como a remoção de outros materiais estranhos que se introduzem entre as partes atritantes.Servir como meio hidráulico para acionamento mecânico (por exemplo: tuchos de válvulas, transmissão

hidramática)Servir como meio de vedação (anéis, gaxetas)

Como já foi mencionado, dever existir um fornecimento contínuo de óleo onde haja necessidade, sendo osistema de lubrificação o responsável para que isto ocorra. Iremos descrever a seguir, os componentes dosistema de lubrificação, cada um com sua função específica.

CárterÉ um recipiente situado no fundo do bloco e tem por finalidade armazenar o óleo lubrificante e tambémimpurezas indesejáveis do óleo por decantação. Uma outra função do cárter é funcionar como um trocador decalor refrigerando o óleo do motor antes que este volte ao circuito de lubrificação.

PescadorÉ uma espécie de filtro para impurezas maiores que fica imerso no óleo do cárter antes da bomba de óleo.

Bomba de óleoElemento mecânico situado dentro ou fora do cárter, geralmente acionado por engrenagens, que tem porfinalidade succionar o óleo do cárter e envia-lo sob pressão para o circuito de lubrificação que abastece todasas partes móveis do motor.

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Os principais tipos são de:♦ Engrenagens♦ Rotores♦ Palhetas

Válvula Reguladora de Pressão ou Válvula de AlívioPor ser a bomba de óleo, uma bomba de deslocamento positivo, isto é, não permite circulação interna, existea necessidade de uma válvula de alívio no circuito de óleo para que esta controle a pressão de trabalhoreduzindo-a quando necessário.

Filtro de Óleo LubrificanteO óleo impulsionado pela bomba, antes de ser dirigido aos pontos a lubrificar no motor, passa através de umfiltro no qual se depositam as impurezas de carvão, limaduras metálicas, etc., que possa levar em suspensão.Este filtro costuma ser de papel pregueado, muito parecido com os de ar para o motor, porém apresentadosem forma de cartuchos metálicos de fácil troca.

Canalizações de LubrificaçãoA distribuição se efetua através de uma série de canalizações que percorrem o bloco de cilindros, o virabrequime demais elementos do motor. O mais usual, em motores modernos é dispor de um canal central de lubrificaçãoque recebe o óleo diretamente do filtro e o distribui entre os diversos apoios do virabrequim e das árvores decomando para, a partir daí, passar a lubrificar os colos de biela e os pistões por um lado, e os balancins, molase válvulas do cabeçote, por outro. Para os demais órgãos, como correntes de distribuição, acionamento dabomba etc., existem pequenos condutos (orifícios para irrigação) adicionais ou se utiliza o sistema de lubrificaçãopor batimento. Nos últimos dois casos se distribui uma quantidade bem menor de óleo.

Engrenagens Rotores

Palhetas

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A figura abaixo mostra o funcionamento esquemático de um sistema de lubrificaçãode um motor de combustão interna.

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LUBRIFICANTES

1. DEFINIÇÃOLubrificante é um produto que interposto entre duas superfícies sólidas, com movimentos entre si, tende adiminuir o atrito, o desgaste e a temperatura.

2. CLASSIFICAÇÃODe acordo com seu estado, o lubrificante pode ser classificado como:

sólido: de fina granulação sendo o grafite e bissulfeto de molibdênio os mais utilizadoslíquido: óleos lubrificantes automotivos e industriaispastoso: graxas automotivas e industriais

3. LUBRIFICANTES LÍQUIDOSOs lubrificantes líquidos (básicos) podem ser de origem:

animal: baleia, gordura de boi, lanolina, etc.vegetal: rícino, colza, amêndoa, etc.mineral: derivados de petróleosintético: químico (ésteres, glicóis, P.A Q.)

Composição

+ =

De acordo com sua composição, o óleo lubrificante pode ser classificado como: mineral, sintético ou semi-sintético.

mineral: quando as bases são obtidas através da destilação do petróleo.sintético: quando as bases são derivadas da química e petroquímica; podem ser hidrocraqueados,

PAQ e ésteres.semi-sintético: mistura balanceada de base mineral e sintética.

Aditivos são produtos que adicionados às bases, proporcionam um aumento ou reforço na qualidade dolubrificante. Os aditivos, podem modificar ou incrementar as características do lubrificante.Os aditivos utilizados na formulação de um óleo de motor são: anti-oxidante, detergente, dispersante, anti-corrosivo, anti-espumante, anti-desgaste, melhorador do índice de viscosidade e abaixador do ponto de fluidez.

Funções dos óleos lubrificantesPara assegurar um perfeito funcionamento de um veículo, o óleo lubrificante deve cumprir várias funçõescomo:

redução do atrito e desgasteproteção contra ferrugem e corrosãoresistência a altas temperaturasrefrigeraçãovedação

Características dos óleos lubrificantesUm óleo lubrificante é identificado através de sua característica física e nível de qualidade(performance).

ÓLEOBÁSICO

E/OUBASE

SINTÉTICA

ADITIVOS ÓLEO

LUBRIFICANTE

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Características FísicasAs características físicas de um óleo lubrificante são determinadas através de:

Viscosidade: é a propriedade do óleo que indica a resistência do mesmo ao escoamento a uma determinadatemperatura. Quanto mais viscoso é o óleo, mais tempo este leva para escoar; o lubrificante escoa maisfacilmente em altas temperaturas. A classificação de viscosidade para óleos de motor e transmissão utilizadaem todo o mundo é a SAE (Socite of Automotive Engineers). Esta medida é obtida através de um aparelhochamado viscosímetro.

Classificação de viscosidade para óleos de motor

Classificação de viscosidade para óleos de transmissão

Graus para baixas temperaturas, variam de 0W a 25W (para motor), 75W a 85W (para transmissão), conferindoao lubrificante fluidez a baixas temperaturas, ou seja, quanto menos for seu grau, maior sua fluidez.

Graus para altas temperaturas, variam de 20 a 60 (para óleos de motor), de 90 a 250 (para óleos de transmissão):quanto maior for seu grau, maior será a viscosidade do óleo.

Lubrificante monoviscoso ou monograu, é quando sua viscosidade corresponde a um único grau de classificaçãoSAE. Ex.: SAE 10W, SAE 20, SAE 90.

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Lubrificante multiviscoso ou multigrau, é quando sua viscosidade corresponde a combinação de graus declassificação SAE para altas e baixas temperaturas. Ex.: SAE 10W50, SAE 20W50, SAE 75W90, SAE 80W90.“O lubrificante multiviscoso é suficientemente fluido a baixas temperaturas e suficientemente viscoso para umbom comportamento do óleo a altas temperaturas”.

Ponto de fluidez: é a mínima temperatura que o lubrificante consegue escoar. Esta característicapermite saber que com uma determinada temperatura (baixa) o óleo lubrificante circulará, imediatamente porexemplo, do cárter às partes a sem lubrificadas.

Ponto de fulgor: é a mínima temperatura na qual o vapor do lubrificante vai pegar fogo, por algunssegundos, em presença de uma chama. Normalmente os lubrificantes, apresentam ponto de fulgor entre 200ºC e 220º C.

Número de neutralização: os lubrificantes apresentam características alcalinas ou ácidas, dependendoda origem, aditivação ou nível de contaminação. As características e quantidades ácidas dos lubrificantes sãomedidas pelo TAN (número de acidez total) que aumentam em proporção a oxidação do óleo, o que é umindicativo de sua vida útil. Quando um lubrificante contém aditivos de basicidade em sua composição, épossível neutralizar os compostos ácidos provenientes da combustão. A alcalinidade ou basicidade édeterminada através do TBN, ou seja, número de basicidade total.

Cor: Os lubrificantes apresentam grande variação de cor de acordo com a procedência e tipo depetróleo. A cor clara ou escura de um óleo, não indica sua viscosidade ou qualidade; a cor do lubrificante,pode ser alterada utilizando-se corantes ou aditivos.

Qualidade dos lubrificantesOs maiores fabricantes de veículos, formam associações que determinam critérios que os lubrificantes devematender, ou sejam, normas, que em sua maioria constam nos manuais dos lubrificantes.Os fabricantes de veículos utilizam-se das normas API e ACEA (ex-CCMC) para qualificarem e recomendaremos lubrificantes.

API - Instituto Americano de PetróleoDetermina as normas de qualidade para lubrificantes desde 1950. Por ser uma das mais antigas e conhecidasassociações, é a mais utilizada pêlos fabricantes de lubrificantes.Classificação para Motores a Gasolina

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Classificação para Motores a Diesel

Classificação para Transmissões Manuais e Eixos Traseiros

CCMC - Comitê dos Construtores de Veículos do Mercado Comum Europeu (extinta)Comitê formado por fabricantes europeus de veículos, dissolvida em 1991 e substituída pela ACEA.

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Classificação para Motores a Gasolina

Classificação para Veículos Diesel Leve (High Speed Engine)

Classificação para Motores a Diesel

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ACEA - Associação de Fabricantes de Veículos Europeus

As normas ACEA que substituem as normas CCMC, para motores a gasolina, são:A1: é a categoria “energy conserving” com os respectivos limites para testes de motores.A2: é a categoria “normal” que suplanta a CCMC G4.A3: é a categoria “alta performance” que suplanta a CCMC G5.

As normas ACEA que substituem as normas CCMC, para motores a Diesel em carros de passeio, são:B1: é a categoria “energy conserving” e está em desenvolvimento.B2: é a categoria “normal”.B3: é a categoria “alta performance”.

As normas ACEA que substituem as normas CCMC, para motores a Diesel em veículos comerciais, são:E1: está de acordo com a norma Mercedes Benz 221.1.E2: está de acordo com a norma Mercedes Benz 228.1 e CCMC D4.E3: está de acordo com a norma Mercedes Benz 228.3 e CCMC D5.

MANUTENÇÃO

Para o bom funcionamento do veículo, além da utilização do óleo lubrificante, de acordo com a recomendaçãodo fabricante do veículo, deve-se atentar para algumas outras regras:

Utilizar sempre óleo lubrificante com classificação SAE e API e/ou ACEA (ex-CCMC), conforme manual doveículo.Verifique se as embalagens do óleo não estão adulteradas ou danificadas.Troque o lubrificante, nos períodos recomendados ou reduza este período quando a condição de serviço forsevera.Observar, periodicamente, o nível do óleo do motor, com o carro nivelado horizontalmente e de preferênciacom o motor frio. Manter o volume do lubrificante, sempre entre os níveis Max. e Min, da vareta de medição.Para limpeza da vareta de medição ou do bujão, utilizar sempre pano ou papel absorvente e nunca estopa.

SISTEMA DE IGNIÇÃO

1) COMO SE PRODUZ A FAÍSCA:

Da combustão de uma mistura de ar e gasolina nos cilindros de um motor do ciclo Otto resulta a energianecessária para mover um automóvel. O sistema de ignição produz a faísca elétrica que inflama a mistura.Cada cilindro possui uma vela provida de dois elementos metálicos (os eletrodos) que penetram na câmara decombustão. Quando a corrente elétrica é fornecida às velas a uma voltagem suficientemente elevada, acorrente salta através do intervalo entre os eletrodos sob a forma de uma faísca.Não é fácil a produção da faísca entre os eletrodos de uma vela. Quanto maior for o intervalo entre oseletrodos, maior deverá ser a voltagem. Esse intervalo é normalmente de 0.6 mm.A corrente que chega às velas deve ser de alta tensão (pelo menos 14000 V). Porém para compensar asquedas de tensão no sistema, poderá ser necessário elevar esse número para 30000 V. Como a energiafornecida pela bateria de um automóvel é normalmente de 12 V a bobina terá de elevar milhares de vezesesta tensão que deverá ser fornecida a cada vela no preciso momento do ciclo de 4 tempos.O distribuidor como seu nome indica, distribui a eletricidade a cada um dos cilindros segundo a sua ordem deinflamação. Os platinados contribuem, juntamente com a bobina, para obtenção da alta voltagem necessária.

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A bateria fornece a eletricidade ao sistema de ignição, ao motor de arranque, às luzes, aos indicadores eequipamentos elétricos do veículo.A bateria é composta pôr um certo número de elementos (cada um dos quais fornece voltagem ligeiramentesuperior a 2 V) ligados pôr barras metálicas. Geralmente as baterias dos automóveis são constituídas pôr seiselementos.Cada elemento é composto pôr dois conjuntos de placas (eletrodos) introduzidos numa solução de ácidosulfúrico diluído (eletrólito). Um dos eletrodos é constituído pôr placas revestidas de peróxido de chumbo e ooutro pôr placas revestidas de chumbo esponjoso.Quando um elemento está em funcionamento, o ácido reage com as placas, convertendo energia química emenergia elétrica. Cria-se assim uma carga positiva no eletrodo de peróxido de chumbo e uma carga negativano eletrodo de chumbo esponjoso.

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A corrente elétrica, medida em ampères (A), passa de um dos pólos da bateria através do circuito do automóvele entra na bateria pelo outro pólo, fechando-se o circuito pôr meio do eletrólito.Como a reação química se mantém, forma-se sulfato de chumbo na superfície de ambas as placas e, noeletrólito, a concentração de ácido sulfúrico diminui. Quando as superfícies das duas placas ficamcompletamente cobertas com sulfato de chumbo, a bateria está descarregada. Se a bateria for carregadanovamente, pôr meio de uma corrente elétrica apropriada, os eletrodos voltarão ao seu estado original e oácido sulfúrico é regenerado.A bateria é um elemento essencial para o armazenamento da energia necessária para o arranque do motor eo funcionamento das luzes, quando aquele está parado. A sua capacidade é medida em ampères/hora. Umabateria de 56 A/h, poderá fornecer uma corrente 1 A durante cinqüenta e seis horas, 2 A durante vinte e oitohoras, etc. O arranque do motor exige à bateria a sua potência máxima. Podem ser necessários 300 a 400 Apara pôr em funcionamento um motor, enquanto uma lanterna pode exigir apenas 0.5 A.

A função da bobina é basicamente elevar a tensão da bateria para níveis onde possa ser produzida faísca nasvelas.A bobina funciona segundo o princípio de que, quando a corrente elétrica passa num enrolamento de fio, gera-se um campo magnético e inversamente, quando se interrompe m campo magnético, gera-se eletricidade emqualquer enrolamento de fio dentro das linhas de força do campo magnético.A voltagem original será aumentada se houver dois enrolamentos de fio possuindo um deles muito maisespiras do que o outro.Os dois enrolamentos da bobina rodeiam um núcleo de ferro macio que concentra o campo magnético. Oenrolamento primário é constituído de algumas centenas de espiras de fio relativamente grosso. Esteenrolamento constitui a parte de baixa voltagem e recebe corrente vinda da bateria. O enrolamento secundárioé constituído pôr milhares de espiras de fio fino (cerca de 2000 m). Este enrolamento constitui a parte de altavoltagem e fornece corrente às velas. Quando se roda a chave de ignição, a corrente elétrica vinda da bateria

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atinge os terminais da bobina, atravessa o enrolamentoprimário e sai pelo outro terminal do mesmo enrolamentopara os platinados ou transistor quando a ignição fortransistorizada.Se os platinados estiverem fechados, a corrente passarápôr eles, transformando o enrolamento primário e onúcleo num eletroimã que, como tal, gerará um campomagnético. Neste caso, a corrente completa o seucircuito através da carroçaria do automóvel, voltando àbateria.Ao abrirem-se os platinados, a corrente deixa de passarpar a o primário da bobina e interrompe-se o campomagnético que atravessa os milhares de espiras doenrolamento secundário.Gera-se então uma corrente de alta tensão que passado enrolamento secundário para as velas através dodistribuidor e retorna das velas para a bobina atravésda carroçaria.

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4 - DISTRIBUIDOR:

O distribuidor consiste na ligação mecânica móvel entre os componentes do sistema de ignição e o motor.Desliga e liga a corrente do enrolamento primário da bobina pôr meio dos platinados ou do transistor e distribuiàs velas, segundo a sua ordem de ignição através de um rotor.O rotor está ligado ao eixo do distribuidor e à medida que roda, liga o terminal central da tampa, que estáligado à bobina, aos cabos das velas, de acordo com a ordem de ignição.Como a ordem de ignição nos cilindros determina a seqüência segundo a qual a corrente chega às velas, cadacabo de vela deve encontrar-se ligado à vela correspondente.O eixo do distribuidor é normalmente acionado pela árvore de comando, pôr meio de uma engrenagemhelicoidal que faz girar os dois eixos à mesma velocidade. Em alguns motores, o eixo do distribuidor éacionado diretamente pela árvore de manivelas, pôr meio de um conjunto de engrenagens que reduz para ametade o número de rotações do distribuidor.

Ignição Antecipada:

A medida que a velocidade do motor aumenta, reduz-se ointervalo de tempo entre a subida e a descida doembolo, onde a ignição tem que ser antecipada. Consegue-se este efeito pôr meio de um mecanismo centrífugo deregulagem do avanço, que pode ser completado pôr umdispositivo de avanço pôr vácuo onde se altera o instante dafaísca em função da condição de carga do motor. Nossistemas mais modernos o instante da faísca é controladopela ECU do sistema de injeção eletrônica. Os mapas defuncionamento do motor estão armazenados nas memóriasda ECU, que pode tomar a decisão do instante ideal dafaísca na vela para a condição de funcionamento do motornaquele instante.

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IGNIÇÃO TRANSISTORIZADA:

Com a faísca na vela, a corrente no enrolamento primário da bobina cai e deve ser recuperada para a próximafaísca. Esta recuperação demanda uma certa quantidade de tempo que diminui com o aumento da rotação.Nota-se portanto que a corrente no primário pode não crescer o suficiente para garantir a faísca principalmentenos regimes de alta rotação para motores com grande número de cilindros. Uma solução seria aumentar acorrente em altas rotações, o que no entanto, causaria uma corrente muito alta nas baixas rotações, comprejuízo da durabilidade do platinado.

Pelo exposto, nota-se que o problema do sistema é o platinado, cuja durabilidade fica comprometida comcorrentes muito altas. A solução é substituí-lo pôr um interruptor eletrônico, isto é, um transistor.

IGNIÇÃO TRANSISTORIZADA COM PLATINADO:

Neste tipo de ignição, usa-se um transistor como interruptor e um platinado como sensor para o comando dotransistor.

Quando o platinado fecha, por ele passa uma pequenacorrente que comanda o transistor, como condutorda corrente do primário. Ao abrir o platinado, otransistor interrompe a passagem da corrente,provocando o colapso do campo magnético econsequentemente os fenômenos descritos para aignição convencional.Como o grosso da corrente passa pelo transistor, ter-se-á apenas limitações térmicas, de forma que acorrente no primário pode ser aumentadaconsideravelmente sem problemas de durabilidade.

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IGNIÇÃO TRANSISTORIZADA SEM PLATINADO:

Neste tipo de ignição, elimina-se o platinado definitivamente e o comando do transistor é provocado porimpulsos gerados pela rotação de uma roda que tem uma ponta para cada cilindro, num campo magnético.

IGNIÇÃO ELETRÔNICA MAPEADA:

Neste sistema incorpora-se um mapa eletrônico do melhor instante da ignição em função da carga e darotação do motor.O microcomputador do módulo eletrônico recebe os sinais de rotação e carga. A rotação pode ser obtida emdiversos pontos, por exemplo no distribuidor. A carga é obtida pela medida da depressão após a borboleta doacelerador. Estes valores são fornecidos ao microcomputador que determina o melhor avanço no mapa deignição.Este sistema pode ser incrementado instalando-se um sensor de detonação no motor. Se houver sinal destesensor, o sistema pode atrasar a faísca individualmente do cilindro anômalo, mantendo os outros com avançootimizado.

A figura acima mostra o primeiro mapa de um sistema mecânico centrífugo a vácuo e o segundo mapa de umsistema eletrônico. Podemos notar que o sistema eletrônico possibilita muito mais recurso para a otimizaçãodo sistema.

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5 - VELAS:

As velas produzem as faíscas elétricas que inflamam a mistura de gasolina e ar nos cilindros do motor.Uma vela é constituída pôr um eletrodo metálico que atravessa a parte central de um isolador de porcelana.À volta da parte inferior do isolador existe um corpo metálico que se enrosca na cabeça dos cilindros. Soldadoà parte inferior deste corpo e dessa maneira ligado à massa através da cabeça dos cilindros, encontra-se outroeletrodo (o polo da massa). Uma pequena folga separa este eletrodo da extremidade do eletrodo central.A corrente de alta tensão, proveniente do distribuidor, passa pelo eletrodo central e transpõe essa folga sob aforma de uma faísca.Para obter um bom rendimento do motor, a faísca deverá ser suficientemente intensa para inflamar eficazmentea mistura de gasolina e ar, o que significa que a folga deve ser relativamente grande. Porém, quanto maior for

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esta folga, maior será também a voltagempara fazer saltar a faísca. As folgasrecomendadas para as velas dos automóveismodernos oscilam entre 0.5 mm e 0.8 mm.A folga deve ser verificada periodicamente,já que os eletrodos desgastam-se lentamentecom o uso e podem ficar cobertos deresíduos. Uma folga de dimensões incorretasnão constitui o único fator responsável pôruma faísca fraca ou irregular. Uma rupturano isolador ou uma película de óleo ou deágua na sua superfície exterior poderãoprovocar fugas de eletricidade e dar origema uma faísca fraca ou mesmo impedir queesta salte entre os eletrodos, sob a pressãode compressão existente dentro de cadacilindro. Entre a vela e a cabeça dos cilindrosexiste uma junta para assegurar vedação dosgases. Algumas velas apresentam, umabase cônica que se aloja na cabeça doscilindros.

SUPRESSORES:

Quando salta a faísca, esta atua como umtransmissor de rádio em miniatura e causainterferências na recepção dos aparelhos derádio e de televisão existentes nasproximidades. Em conseqüência, todos osautomóveis devem possuir, de acordo coma lei, supressores (resistências) que limitamessas interferências. Antigamente usava-seincluir o supressor no cabo de alta tensãoou na ligação à vela. Nos automóveis atuais,os cabos constituem pôr si só supressores,já que são fabricados com um materialimpregnado de grafite, altamente resistentes.O tipo de vela a utilizar num determinado tipo de motor depende das condições de carga e da velocidade aque este deve funcionar, da forma da câmara de combustão, da riqueza da mistura, da taxa de compressão edas temperaturas de funcionamento.

VELAS QUENTES E FRIAS:

As velas são classificadas de acordo com a sua capacidade de transmitir o calor da extremidade do eletrodocentral e de dissipa-lo no sistema de resfriamento do motor. Numa vela determinada “fria” é menor a distânciaa percorrer pelo calor, visto o isolador ser, neste caso, mais curto. Este tipo de vela transmite rapidamente ocalor, sendo portanto, utilizado em motores de elevado rendimento e de funcionamento contínuo a altasvelocidades. Uma vela “quente” possui um isolador longo, o qual dissipa o calor mais lentamente. Funciona atemperaturas mais elevadas para compensar o trabalho do motor a altas temperaturas. Entre as velas “frias”e as velas “quentes” existe uma ampla gama de velas a fim de permitir obter o máximo rendimento dequalquer motor.

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VELAS COM CANHÃO COMPRIDO OU CURTO:

O comprimento da parte roscada de uma vela (o canhão) varia de acordo com a espessura do cabeçote.Nunca se deve montar uma vela de canhão longo num cabeçote de pequena espessura, pois a parte salientedo canhão poderá danificar uma válvula ou um êmbolo. Uma vela de canhão curto, fixada num cabeçote degrande espessura, poderá expor à combustão a rosca existente na cabeça do cilindro, dificultando a montagemposterior de uma vela apropriada além de denegrir o processo de combustão do motor pois a faísca estáacontecendo em um ponto acima do que foi projetado para o motor.

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CURVAS CARACTERÍSTICAS

1 - Cálculo da PotênciaIremos iniciar este assunto fazendo uma pequena revisão para entendermos melhor o capítulo.Vamos começar com a fórmula do trabalho:

T = F x d onde: T = trabalho, F = força, d = deslocamento

Para a potência temos:

P = T/tempo Então podemos dizer que: P = (Fxd)/tempo

Nos motores de combustão interna, o que se tem disponível no eixo do virabrequim é um momentotorçor a uma determinada rotação. Podemos associar este momento como uma força ou um binárioe a rotação como um deslocamento de uma volta ou uma rotação no tempo (rotações por minuto).Temos então a fórmula da potência para motores que produzem torque em um eixo a umadeterminada rotação:

P = torque x rotação

São necessárias agora, as introduções de algumas constantes de transformação de unidades paraque possamos calcular de forma correta a potência de um motor.A potência dos motores pode ser expressa em qualquer uma das unidades conhecidas para potência.No entanto o que se encontra na pratica são potências expressas em cavalos (cv) e quilowatt (kw).Se quisermos obter a potência em cavalos e temos o torque em kgf.m e a rotação em rpm teremos:

P (cv) = ( torque (kgf.m) x rotação (rpm) )/ 716.19

2- Rendimentos

Podemos dividir o RENDIMENTO GLOBAL (ηe) de um motor em dois rendimentos apresentados a seguir:

Rendimento Indicado (ηi ): é a relação entre o trabalho indicado do ciclo de alta pressão no diagrama PV realdo motor e o trabalho equivalente do combustível fornecido ao motor. Este rendimento expressa basicamentea eficiência da combustão e do ciclo de compressão do motor.

ηi = Wi / Wb

onde: Wi = trabalho indicado no diagrama PV real do motor.Wb = trabalho equivalente do combustível fornecido ao motor.

Rendimento Mecânico (ηm): Expressa as perdas mecânicas do motor como perdas por atrito nos pistões emancais, potência despendida para acionamento de bombas de água e de óleo, etc.

ηm = We / Wi onde:

We = potência efetiva disponível no eixo do virabrequim.

O RENDIMENTO GLOBAL do motor é calculado então da seguinte forma:

ηηηηηe = ηηηηηi x ηηηηηm

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3- DinamômetroUm dinamômetro é nada mais que um instrumento paramedir força. No caso de um pescador, o dínamo metro éutilizado para medir a força peso do peixe pescado. Já nocaso de um motor, o dinamômetro é utilizado para mediçãodo torque disponível no eixo do motor a uma determinadarotação.o dinamômetro para motores, também conhecido como freiodinamométrico funciona da seguinte forma:Como o próprio nome diz, o ‘freio dinamométrico’ é um freio que é acoplado ao eixo de saída domotor. Este freio possui um braço que é acoplado a uma balança ou um dinamômetro. Com o motorem funcionamento, conforme o freio dinamometrico é acionado, este tende a girar no sentido darotação do motor, o que não acontece por causa do braço acoplado a balança. A força registradana balança, multiplicada pela distancia da balança à linha de centro do eixo do freio, é o torque queo motor esta produzindo.

4- Consumo de CombustívelPara que seja feito o desenvolvimento de um motor em um banco de provas, várias variáveis domotor precisam ser medidas. Uma delas e sem duvida uma das mais importantes é o consumo decombustível. Esta medição pode ser feita de várias formas e consiste apenas e se medir a vazão decombustível que o motor está consumindo em um determinado instante, em volume ou em massa.Uma das formas mais baratas é se acoplar uma bureta com um volume conhecido ao sistema dealimentação de combustível. Quando se deseja medir o consumo do motor, fecha-se a alimentaçãodo tanque de combustível e abre-se a alimentação pela bureta. Mede-se então o tempo necessáriopara que o motor consuma toda a bureta. Como o volume da bureta é conhecido, tem-se então avazão em volume que o motor está consumindo.

5- Consumo Específico de CombustívelUm dos maiores indicativos de um motor é o consumo especifico de combustível. Ele expressa orendimento global do motor ou seja, quanto combustível se queima para obtenção de potência. Éclaro então que quanto menor o consumo especifico de combustível, maior é o rendimento domotor e é o que se procura nos atuais desenvolvimentos.o calculo do consumo especifico é feito da seguinte forma:

CE (g/cvh) = vazio de comb. (g/h) / P (cv)

6- Torque MáximoComo o próprio nome diz, é o máximo valor de torque que o motor pode produzir no eixo. Não só ovalor em si é importante, mas também a rotação em que ele ocorre é de grande importância.Quanto mais baixa a rotação em que o torque máximo ocorre, melhor é a dirigibilidade do veiculo eem algumas aplicações como a agrícola isto é extremamente importante.

7- Potência MáximaComo o torque máximo, é o máximo valor de potência que o motor pode produzir no eixo. A potênciamáxima normalmente ocorre nos limites superiores de rotação do motor. Quanto major a potênciade um veiculo, melhor é seu desempenho principalmente quanto a velocidade máxima.

8- Motor e aplicaçãoOs motores de combustão interna são desenvolvidos para atenderem Os objetivos das mais variadasaplicações. Dentre elas podemos citar:

Marítima - Agrícola - Industrial - Veicular - Competição - Aeronáutica

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Devemos entender portanto que o projeto do motor deve ter como objetivo, atender às necessidadesa que o motor irá se destinar. Não obteremos bons resultados se instalarmos um motor de Fórmula1 em um caminhão Scania, mesmo tendo este motor 800 cv de potência. As diferenças entremotores para aplicações distintas podem ser bem observadas nas curvas de potência destes motores.Estas curvas nos trazem as informações do que o motor é capaz de fornecer e se isso satisfaz asexigências da aplicação a que o motor se destina. No desenvolvimento de um motor, são feitasvárias alterações a fim de se chegar na curva de potência final e deve-se ter em mente que asvariáveis são interdependentes, por exemplo:

- Quando se busca mais potência em altas rotações para melhoria do desempenho de um veículo,através de alterações no comando de válvulas, perde-se torque em baixas rotações, piorando adirigibilidade do veiculo

- Quando se aumenta a rotação de um motor para se conseguir maior potência, a durabilidadediminui devido aos maiores atritos causados por esta maior rotação

Nota-se portanto a grande importância das curvas de performance onde elas nos mostram a“personalidade' de um motor. Todos os desenvolvimentos são feitos procurando-se chegar a umacurva de performance objetiva que atenda às necessidades da aplicação a que a motor se destinará.

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MOTORES DE ALTO RENDIMENTO

Existem basicamente dois tipos de motores de alto rendimento:

• OS MOTORES DE SÉRIE PREPARADOS• OS MOTORES ESPECÍFICOS PARA COMPETIÇÃO

Nos motores preparados, existem algumas coisas que podemos fazer, como por exemplo:

1. Aumentar a cilindrada2. Aumentar a pressão média efetiva (pme)3. Aliviar o peso das peças.

O aumento de cilindrada é um trabalho difícil e limitado fisicamente, por isso não iremos nosaprofundar; já para aumentar a pme, podemos fazer várias modificações no motor. A primeira delasé o aumento da taxa de compressão que melhora a rendimento mas é limitada pelo combustívelque tende a detonação. Consegue-se aumentar a taxa através da usinagem do cabeçote (diminuia câmara de combustão), usando pistões com cabeça maior, ou usinando o bloco (não e muitousado). Outra coisa que podemos fazer, é aumentar o rendimento volumétrico que é conseguidoatravés de:

• troca do comando de válvulas• retrabalho das válvulas• realinhamento do comando através de uma polia regulável

Todo este trabalho é acompanhado de outras modificações, tais como:

• mudança no módulo de injeção eletrônica (ou no carburador) para maior vazão decombustível• mudança no sistema de ignição (incluindo as velas)• mudança no sistema de refrigeração• mudança no sistema de lubrificação

Com o uso do turbo-compressor também aumentamos o rendimento volumétrico e a pme.Alguns tipos de preparação requerem ainda o retrabalho nos dutos de admissão, a equalização dofluxo de gazes no cabeçote e a troca do coletor de escape, que normalmente é de ferro fundido porum dimensionado feito de tubos e com os ramos do mesmo tamanho, para diminuição da perda decarga e assim diminuir a interferência dos fluxos.O alívio de peso também é necessário para facilitar a aceleração do motor e possibilitar o alcancede altas rotações. As pecas que costumam ser aliviadas no peso são:

1. PISTÃO: nas saias, diminuindo a altura ou furando-as2. BIELAS: trabalho de alívio geral e polimento de superfície para aumentar a resistência3. VOLANTE: facilita a subida de giros do motor4. VIRABREQUIM.

Todas as peças devem ter seus pesos equalizados e as peças com movimento rotativo devem serbalanceadas.

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MOTORES ESPECÍFICOS DE COMPETIÇÃO

Estes motores de alto rendimento (Formula I e Formula Indy) são motores especiais onde todasas suas peças são construídas para resistir a esforços muito maiores que os normais.Eles devem ter algumas características especiais como por exemplo:

1. Baixo peso2. Alta resistência a torção3. Consumo baixo4. Potência e torque altos e disponíveis numa ampla gama de rotações5. Eficiente troca de calor.6. Resistência

Para se conseguir todas estas características, usam-se materiais especiais e extremamentecaros. Todas as peças são calculadas no computador para ter maior resistência com menorpeso. Ele também deve ser compacto para caber no carro. Os fabricante destes motores estãosempre pesquisando todos Os sistemas do motor para conseguirem cada vez mais rendimento,por exemplo:

• Acústica do motor: Estuda-se a forma, o comprimento, e as ondas de pressão dentro doscoletores de admissão e escape• Materiais: Os engenheiros tentam achar ligas metálicas que possibilitem a construção depeças cada vez mais leves e resistentes.O panorama atual das competições exige um grande esforço e investimento dosconstrutores, porem Os resultados (quando positivos) são instrumento altamente positivo demarketing.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Paulo.15. Apostila Brosol – Carburadores SOLEX. São Paulo.16. Apostila Atlantic (Lubrificação). São Paulo.17. Apostila Bosch. (Bomba Injetora PE). São Paulo.18. VÁRIOS. Enciclopédia Como Funciona. Editora Abril Cultural Ltda. São Paulo.19. VÁRIOS. Enciclopédia O Carro. Editora Nova Cultural. São Paulo.20. VÁRIOS. Mecânica do Automóvel. Editora Século Futuro Ltda. Rio de Janeiro.21. Apostila Cummins (Motor Série B). São Paulo.22. Quattro Route. Editoriale Domus. Roma, Itália.