MOTORESMOTORES

MÁQUINAS DE COMBUSTÃO

A obtenção de energia mecânica através da conversão de energia química do combustível é realizada nas chamadas máquinas térmicas ou de combustão. Elas são divididas em máquinas de combustão externa (sistema de caldeira e turbina a vapor) e interna - MCI (Motores).

COMBUSTÃO EXTERNA = O combustível é queimado na fornalha da caldeira e a energia mecânica é obtida na turbina.

 COMBUSTÃO INTERNA = Aspiram o ar atmosférico, misturam esse ar com o combustível (líquido ou gás) e, no interior da própria máquina, convertem a energia química do combustível em trabalho no eixo.

BLOCO DO MOTOR - É a peça mais pesada e mais volumosa do motor. É nele que ficam os orifícios denominados cilindros, dentro dos quais trabalham os êmbolos. O bloco também possui espaços ocos em volta dos cilindros denominados jaquetas, destinados à passagem da água de resfriamento do motor.

PRINCIPAIS COMPONENTES DE UM MOTOR

CILINDRO E CAMISA DE CILINDRO

É uma câmara localizada no bloco do motor e é onde ocorre a queima do combustível. É no cilindro que: Os êmbolos se movimentam, o ar atmosférico é admitido e comprimido, os gases da queima do combustível entram em combustão e expansão.

Em alguns motores, os cilindros são usinados diretamente no bloco, sendo neste caso do mesmo material que constitui o bloco, ou pode ser uma camisa (camisa de cilindro) adaptada ao espaço existente no bloco, presa na parte superior, por uma gola.

Há três anéis de borracha na parte inferior da camisa que permite melhor vedação entre o bloco e o cárter, no sentido longitudinal da camisa. Entre os dois anéis inferiores há um canal para fora do bloco: vazamentos de óleo ou água, pelo canal, indicam vedação imperfeita, sendo necessário substituir os anéis.

- ÊMBOLO OU PISTÃO - Age como se fosse um fundo móvel do cilindro, desloca-se em movimentos retilíneos e alternados, entre o Ponto Morto Superior (PMS) e o Ponto Morto Inferior (PMI).

Trabalham em temperaturas muito elevadas, havendo necessidade de resfriamento que é feito, em alguns motores, pelos jatos de óleo lubrificante do próprio motor, através de bicos ligados à galeria de lubrificação.

Em outros motores esse resfriamento é feito através dos furos existentes nos êmbolos onde são alojadas as molas de óleo.Na maioria dos motores a parte superior do êmbolo tem uma cavidade onde se dá a combustão: é a Câmara de combustão

ANÉIS OU MOLAS DO ÊMBOLO - São alojados em ranhuras existentes em volta do êmbolo.

 Os anéis de compressão, aumentam a vedação entre o êmbolo e o cilindro evitando passagem dos gases para o cárter.

 Os anéis de óleo não deixam que o óleo que lubrifica as paredes do cilindro chegue até a câmara de combustão.

Pino do êmbolo = Liga o êmbolo à conectora e transmite, ao eixo de manivelas, o impulso provocado pelos movimentos alternados do êmbolo.

Conectora ou Biela = Transfere para o eixo de manivelas, os movimentos do êmbolo, que são alternados e retilíneos.

☼  Transforma o movimento retilíneo alternativo dos êmbolos em movimento circular contínuo do eixo de manivelas.

Cabeça ou cabeçote = Fica na parte superior do motor. É a peça que fecha o cilindro. A vedação entre o cabeçote e o bloco é feita por uma junta de cobre, amianto ou aço.

►Nele ficam montadas as válvulas de admissão e descarga, válvula de injeção de combustível, balancins e tuchos.

►O número de cabeçotes é variável, pois o motor pode ter um único cabeçote ou um cabeçote para cada cilindro.

►O cabeçote possui espaços vazios por onde circula o fluído para resfriamento do motor e nele alojam-se: as válvulas, as sede das válvulas, as molas, os balancins, as válvulas de injeção ou bico injetor, as canais de admissão e descarga.

VÁLVULAS DE ADMISSÃO – Permitem a entrada do ar atmosférico. Tem o diâmetro externo maior que as das válvulas de descarga.

VÁLVULAS DE DESCARGA – Permitem a saída dos gases de descarga.

SEDE DAS VÁLVULAS – São os locais onde as válvulas se assentam, fechando a comunicação dos cilindros.

EIXO DE CAMES OU COMANDO - Comanda a abertura e fechamento das válvulas de admissão e descarga, através de tuchos e balancins.  

TUCHO – Repousam sobre os ressaltos (cames) do eixo de comando de válvulas. Sob a ação dos ressaltos os tuchos impulsionam as hastes dos tuchos.

HASTE DO TUCHO – Aloja-se no tucho e, quando impulsionada, aciona o balancim.

EIXO DE MANIVELAS OU VIRA-BREQUIN - Transfere ao utilizador (carro - hélice - gerador - etc) a potência desenvolvida em cada cilindro. Pode ser ligado ao eixo de cames (comando) por corrente ou engrenagens.

Na transmissão por engrenagens é necessário uma calagem perfeita, isto é, posicionamento correto das engrenagens localizadas num dos extremos do motor.

É formado por: MUNHÕES (mancais fixos), MOENTES (mancais móveis), CONTRAPESOS (cambotas).

MUNHÔES E MOENTES OU MANCAIS

FIXOS(munhões) = Partes que se assentam nos pontos de apoio do bloco do motor.

MÓVEIS(moentes) = Partes que são abraçadas pela base das conectoras. (Nos motores em “V” , há duas conectoras ligadas a um só moente).

CONTRAPESOS = Partes que têm efeito de balanceamento do eixo.

Um mancal danificado causa imediata queda na pressão do óleo.

CÁRTER - Parte do motor onde armazena-se o óleo lubrificante. Ficam alojados as seguintes peças: eixo de manivelas e bomba de óleo.

VOLANTE - Instalado em um dos extremos do eixo de manivelas, auxilia no estabelecimento dinâmico, exercendo influência na uniformização da velocidade do motor. Transmite para o eixo de manivelas, o movimento inicial produzido pelo motor de arranque.

AMORTECEDOR DE VIBRAÇÕES - Localiza-se na outra extremidade do eixo de manivelas e tem por finalidade eliminar as vibrações do eixo.

TURBO ALIMENTADOR OU TURBO-COMPRESSOR Abastece o cilindro com maior massa de ar possível, durante o tempo de admissão. Assim aumenta a pressão no cilindro durante a admissão de ar, havendo, portanto aumento da potência. 

Identificação dos componentes do sistema de partida

O sistema de partida do motor diesel é constituído por uma bateria, um motor de arranque ou de partida, uma chave ou botão de partida e alguns cabos elétricos.

A bateria fornece a energia elétrica necessária para o motor de arranque dar a partida no motor. Para fazer isso, a bateria sofre um processo de descarga, e precisa ser recarregada pelo sistema de geração de energia. Portanto, a bateria é nada mais, nada menos, que um acumulador de energia elétrica, que necessita de alguns cuidados, tais como:

deve ser mantida carregada;�

seus terminais devem estar sempre limpos; e�

o nível da água deve ser completado com água �destilada; caso esteja baixo.

Instrumentos do painel de controle e suas finalidades

Diversos são os instrumentos encontrados no painel de controle do motor. Vamos definir dois tipos a seguir:

Manômetros - são instrumentos destinados a medir a pressão. No painel de controle do motor indicam as pressões do óleo lubrificante, do óleo combustível, da água doce, da água salgada e do ar de sobrealimentação do motor.

Termômetros - são instrumentos destinados a medir temperatura. No painel de controle do motor servem para indicar a temperatura do óleo lubrificante e da água de resfriamento do motor.

Atenção:

Você deve ter sempre atenção ao manômetro de óleo lubrificante e ao termômetro de água de resfriamento, pois eles podem indicar uma situação de emergência.

CARBURADOR - Efetua a dosagem de combustível que vai para o cilindro. O processo de de misturar o ar com o combustível é denominado carburação.

CICLO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR A QUATRO TEMPOS

1º TEMPO - ADMISSÃO

1. A válvula de admissão está aberta e a descarga fechada.

2. Neste tempo o êmbolo desce do PMS ao PMI, aspirando o ar atmosférico.

3. O ar ocupa o espaço vazio deixado pela descida do êmbolo.

4. O eixo de manivelas deu meia volta (180º).

No motor do ciclo a explosão aspira a mistura ar/combustível, em quantidade controlada pelo carburador

2º TEMPO - COMPRESSÃO

1. As duas válvulas estão fechadas e, quando o êmbolo sobe do PMI ao PMS, comprime o ar que entrou no cilindro durante a admissão.

2. A temperatura do ar comprimido eleva-se (Fica acima de 500º C).

3. O eixo de manivelas dá outra meia volta, completando a 1º volta (360º).

4. No motor a explosão a mistura ar/combustível é moderadamente comprimida.

3º TEMPO – COMBUSTÃO/ESPANSÃO

1. As válvulas de admissão e descarga continuam fechadas.

2. Ao ser injetado no interior do cilindro, o combustível entra em combustão, devido à elevada temperatura do ar dentro do cilindro.

3. Dá combustão, formam-se gases, que sofrem expansão e empurram o êmbolo, que desce ao PMI.

4. Este tempo é chamado de tempo-motor, que produz trabalho (rotação do eixo).

5. O eixo dá mais meia volta, completando uma volta e meia (540º).

No motor a explosão o combustível inflama-se rapidamente, por centelha elétrica

4º TEMPO - DESCARGA

1. A válvula de admissão continua fechada e a de descarga é aberta.

2. O êmbolo sobe para o PMS, expulsando os gases queimados, que saem pela válvula de descarga.

3. O eixo dá mais meia volta, completando duas voltas e o ciclo total (720º).

4. Expulsa os gases queimados

ORDEM DE QUEIMA DO MOTOR

É a ordem em que cada cilindro recebe o impulso dos gases em expansão provocada pela combustão do combustível (injeção de combustível). Vem estabelecida pelo fabricante.

O objetivo de ser determinada uma ordem de queima para cada cilindro, diferente da seqüência numérica, é distribuir o esforço sobre o eixo de manivelas, tornando o movimento equilibrado.

SISTEMA DE COMBUSTÍVEL

Fornece combustível para o funcionamento do motor. Possui os seguintes componentes:

• Reservatório;• Bomba Alimentadora;• Bomba Injetora;• Filtros:• Válvula reguladora de pressão;• Válvula de Injeção de combustível; e• Injetor de combustível.

CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL

1. Rede de aspiração da bomba alimentadora = Canalização por onde corre o combustível, ao ser aspirado do reservatório até a bomba alimentadora.

2. Rede de descarga da bomba amilentadora = Canalização que leva o combustível da bomba alimentadora até o filtro principal.

3. Rede de entrada de combustível na bomba injetora = Leva o combustível do filtro principal até a bomba injetora.

CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL

1. Rede de alta pressão = Leva o combustível da bomba injetora até o bico injetor ou válvula (O combustível é pulverizado e injetado no cilindro).

2. Rede de retorno = Canalizações que retorna o excesso de combustível da bomba e dos bicos injetores (retorna para o tanque ou reservatório).

3. Válvula reguladora de pressão = Regula a pressão do sistema. Nesta válvula une-se as canalizações de drenagem(drena o excesso de combustível da válvula de injeção) e retorno.

SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO Lubrificar é colocar uma substância oleosa entre peças que se movimentam, para formar uma película entre elas, diminuindo, assim o atrito e o desgaste das peças.A lubrificação também tem a finalidade de retirar o calor excedente das peças, mantendo a temperatura das mesmas dentro dos limites toleráveis

BOMBA DE ÓLEO LUBRIFICANTE

Faz o óleo lubrificante circular sob pressão estabelecendo uma película que protege as peças móveis do motor, reduzindo o atrito e o desgaste das peças.

CIRCUITO DO ÓLEO LUBRIFICANTE CIRCUITO DO ÓLEO LUBRIFICANTE I. O óleo é aspirado do cárter, pela bomba de óleo, através do ralo de aspiração. As impurezas menores , quando metálicas, depositam-se no bujão magnético existente no cárter; II. Da bomba, o óleo é descarregado para o filtro que retém as impurezas menores. Daí passa para o resfriador, onde o óleo troca calor coma água que circula no resfriador. III. Do resfriador, o óleo sai pelo coletor geral, que é uma tubulação que corre ao longo do motor, e faz a distribuição para lubrificar várias partes do motor, tais como: Mancais fixos – móveis – pino dos êmbolos (sobe pelo canal interno das conectoras) – câmara de resfriamento dos êmbolos (esguichando pelo pé da conectora, ao subir) – cárter (Caindo por gravidade pelas paredes internas do cilindro e fazendo a lubrificação do cilindro enquanto o êmbolo sobe. Quando o êmbolo desce para o PMI dá-se a raspagem do excesso de óleo).

SISTEMA DE RESFRIAMENTO SISTEMA DE RESFRIAMENTO

De toda a energia liberada pelo combustível, aproximadamente 25% são utilizadas para movimentar o eixo de manivelas. O restante é perdido através da transmissão de calor por radiação e condução, atrito, etc. Por isso são grandes as avarias causadas por superaquecimento em motores. O sistema de refriamento é escolhido conforme as necessidades individuais de cada instalação.Quando o motor está aquecido demais o lubrificante fica muito fino e, assim, não diminui o atrito entre as peças que, então se desgastam em demasia.

Componentes do sistema de resfriamento Bomba d´água; Radiador ou tanque de expansão; Válvula termostática.

SISTEMA ABERTO OU DIRETO (Pouco usado)

Neste sistema há uma única bomba que aspira água do mar, que circula no motor, resfriando-o e sendo descarregada no mar.

 

SISTEMA FECHADO 

Neste sistema usa-se água doce e água do mar. A água doce é quem resfria as peças do motor e, com isto, ganha calor, que é trocado com a água do mar.

CONDUÇÃO DO MOTORCONDUÇÃO DO MOTOR

Uma boa condução do motor requer do condutor um bom conhecimento do funcionamento do motor, das características e das normas recomendadas pelo fabricante do motor.

A manutenção e a operação de cada motor tem características e detalhes específicos, que devem ser bem conhecidas para evitar surpresas e obter o maior rendimento.

As providências para deixar um motor em condições de funcionar bem são muito importantes, pois nessa ocasião é que podem ser eliminados muitos problemas que poderiam surgir com o motor em pleno funcionamento.

ROTINA DE PREPARAÇÃO DO MOTOR:ROTINA DE PREPARAÇÃO DO MOTOR:

√ Verificar se a quantidade de combustível, lubrificante e água existente a bordo é suficiente para a viagem que irá fazer (Contar com imprevistos de emergência, mau tempo, viagem demorada, etc);

√ Completar o tanque de combustível e lubrificante do cárter;

√ Verificar a carga da bateria;

√ Conferir os apertos dos bornes da bateria, motor de partida e parafusos do motor;

√ Girar o eixo de manivelas para verificar se gira livremente;

Expurgar o sistema de combustível e resfriamento;

   OBSERVARÇÃO DA COR DA FUMAÇA:

Observando a cor da fumaça, pode-se verificar se o funcionamento do motor está normal ou se há problemas.

  Fumaça pardacenta(entre marrom e amarela), indica bom funcionamento;

Fumaça esbranquiçada, negra e azulada indicam problemas;

INVERSÃO DE MARCHA:

√       Antes de inverter a marcha(rotação do motor) reduzir a velocidade do motor.

OPERAÇÃO DE PARADA OU REPOUSO DO MOTOR

próximo do local de destino, reduzir �gradativamente a marcha para que o motor arrefeça lentamente;

após a atracação, e a parada total do �motor, fechar a válvula de comunicação de combustível no tanque;

fechar as válvulas (de fundo, �intermediárias e do costado) do sistema de resfriamento;

deixar o motor esfriar e limpá-lo �externamente, procurando eliminar possíveis vazamentos; e

se a parada for longa, verificar a carga �da bateria.

A SEGURANÇA NO COMPARTIMENTO DO MOTOR

� manter na casa de máquinas apenas os produtos inflamáveis indispensáveis à instalação;

� manter o espaço abaixo do motor sem óleo, estopa ou trapos;

� evitar o uso de substância inflamável com o motor em funcionamento;

� não secar roupas ou trapos no tubulão de descarga de gases do motor;

� reparar todo e qualquer vazamento de óleo ou água; e

� conhecer a localização dos extintores de incêndio existentes na casa de máquinas.

A SEGURANÇA NO COMPARTIMENTO DO MOTOR

Cuidados com as ferramentas e peças sobressalentes

� guardá-las de forma que não se soltem com o balanço

do barco;

� usá-las apropriadamente no trabalho; e

� transportá-las com cuidado.

Manuais e planos

� ter sempre a bordo o manual de instruções do motor e os planos de sua instalação a bordo; e

� seguir rigorosamente as instruções do manual na condução e manutenção do motor.

Uso de roupas apropriadas para o serviço

utilizar roupas e equipamentos de �proteção durante a operação e a condução do motor;

não usar jóias, especialmente cordões, �anéis e pulseiras; e

usar gorro ou capacete, e sapatos �apropriados para o ambiente de trabalho.

Tanques de serviço de óleo combustível

se não houver tomada própria, utilizar �funil no seu enchimento; e

não martelar partes temperadas de �ferramentas, motores e outros equipamentos, por causa do risco de centelhamento; o compartimento do motor pode conter gases explosivos.

Nos circuitos elétricos

Consertar ou substituir, tão logo apareçam:

� interruptores com centelhamento excessivo;

� motores elétricos, geradores, chaves e cabos com aquecimento excessivo; e

� não utilizar fusíveis super dimensionados no circuito.

CUIDADOS COM MOTORES DE POPA

☻    Depois de utilizar o motor em água salgada, faça-o funcionar, durante cinco minutos em água doce em um tanque ou utilize o adaptador para torneira (telefone). Desconecte a mangueira de combustível e deixe-o consumir todo o combustível restante no sistema; ☻    Não sendo possível funcionar o motor em água doce, dê-lhe umas voltas no sentido de sua rotação (sem funcioná-lo), até que se esgote toda água que houver na bomba e tubulações. Não deixe porém de lavá-lo em água doce;

CUIDADOS COM MOTORES DE POPA

☻Após a lavagem o motor deverá ser pulverizado com querosene, óleo diesel ou ant-corrosivo (WD-40); ☻Quando transportar o motor, conserve a parte dos cilindros sempre em ponto mais alto que a rabeta. Isto evitará a entrada de água no bloco do motor; ☻Nunca cobrir o motor com sacos plásticos para que haja perfeita ventilação; ☻Quando o motor completar 10 horas de uso deverá ser levado à revisão (troca de óleo, reaperto do cabeçote e lubrificação);

CUIDADOS COM MOTORES DE POPA

☻    As revisões deverão ser realizadas em períodos de 50 hora de funcionamento do motor; ☻    O óleo da rabeta deverá ser trocado a cada 50 horas de uso ou após um ano , mesmo  ☻    sem Ter sido usado o motor;

SINTOMAS DE MAU FUNCIONAMENTO DO MOTOR

Um condutor de motores diesel experiente é capaz de perceber, com relativa facilidade, a maioria dos sintomas de anormalidades no motor. Essa experiência, é claro, só se adquire com leituras de manuais e anos de serviço na condução e manutenção dessas máquinas. A lista de defeitos é realmente muito extensa, portanto apresentaremos apenas alguns deles:

Ruídos anormais em marcha lenta

deficiências nas válvulas de admissão e/ou �descarga, devidas a: guia de válvula folgada; mola de válvula partida; guia do tucho folgada ou regulagem excessiva da folga; e

dentes das engrenagens de distribuição �partidos ou chavetas aliviadas.

Batidas fortes em marcha lenta

� mancais fixos ou móveis muito gastos;,

� pino do êmbolo ou alojamento no êmbolo muito gasto;

� mancais do eixo de cames ou de algum eixo auxiliar gastos radial ou axialmente;

� mancais dos balancins gastos;

� dentes de engrenagens de transmissão partidos;

� êmbolo com folga exagerada, deformado ou partido; e

� pino do êmbolo aliviado.

Detonação em um ou mais cilindros

� má combustão devida a: combustível com número de cetano muito baixo; orifíciosdas válvulas de injeção parcialmente obstruídos; falta de estanqueidade na válvula de injeção, devida à má vedação da válvula de agulha.; � câmara de combustão com resíduos carbonosos devido a: filtro de ar obstruído;impurezas no combustível; má pulverização; carbonização do óleo de lubrificação;formação de gotas nos orifícios do pulverizador; e � motor em sobrecarga devido a: regulador atuando inadequadamente ou avanço exagerado do ponto de injeção.

Fumaça azul na descarga

� queima de óleo lubrificante devida ao nível de óleo no cárter muito alto; � nível de óleo no filtro de ar muito alto; e � tela de aspiração do ar de lavagem suja.

Fumaça branca na descarga

� filtro de combustível sujo; � ar ou água no sistema de combustível; � água na câmara de combustão; � água na tubulação de descarga ou silencioso; e � pulverização deficiente do óleo combustível.

Fumaça negra na descarga

� carga excessiva;

� baixa compressão ;

� injetor de combustível pulverizando mal;

� injeção atrasada.;

� bomba injetora mal regulada;

� filtro de ar sujo; e

� turboalimentador deficiente.