MCI-10

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UNIDADE 10
SISTEMA DE PARTIDA
10.1 – INTRODUÇÃO 
10.2 – SISTEMAS DE PARTIDA MANUAL 
10.3 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR PNEUMÁTICO 
10.4 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR ELÉTRICO 
10.5 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR HIDRÁULICO 
10.6 – SISTEMA DE PARTIDA POR AR COMPRIMIDO 
10.7 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS
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UNIDADE 10
SISTEMA DE PARTIDA
10.1 – INTRODUÇÃO
	Todos os motores de combustão interna são incapazes de funcionar sem o auxílio de um sistema de arranque ou partida. Esse sistema deve efetuar os primeiros giros do eixo de manivelas do motor. Sua ação é de curta duração e deve terminar tão logo o motor seja capaz de queimar o seu combustível e, consequentemente, funcionar à custa da energia liberada dessa combustão. Para que isso ocorra, o sistema deve imprimir ao eixo de manivelas uma velocidade que lhe permita armazenar, com o auxílio do volante, suficiente energia para vencer a resistência do tempo de compressão, permitindo que, no caso do motor Diesel, o ar no interior do cilindro atinja a temperatura necessária à ignição do combustível pulverizado no cilindro. Havendo combustão nos cilindros, o motor passa a funcionar pela ação da força dos gases em expansão sobre os êmbolos, ocasião em que o sistema de arranque ou partida torna-se “dispensável”.
	
	Certamente, você já viu alguém dando partida em um motor Diesel ou de explosão. O que talvez você desconheça é como alguns sistemas funcionam. Portanto, a partir de agora, você vai conhecer um pouco mais sobre esse assunto. Primeiramente, você deve saber que entre os mais utilizados encontram-se:
o de partida manual;
o de partida por motor pneumático;
o de partida por motor elétrico;
o de partida por motor hidráulico; 
o de partida por injeção de ar comprimido nos cilindros.
10.2 – SISTEMA DE PARTIDA MANUAL
É o mais antigo sistema de partida que se conhece, mas, ao contrário do que muita gente pensa, ainda é bastante utilizado em pequenas embarcações fluviais, cuja propulsão é feita por motores monocilíndricos, apelidados na Amazônia de “pô-pô-pô” , por causa do seu som característico. É também aplicado “arriscadamente” em alguns motores de baleeiras e motobombas de navios de pequeno e de médio porte. 
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:
PODE-SE DIZER QUE O SISTEMA DE PARTIDA MANUAL É RUDIMENTAR E ULTRAPASSADO, MAS SUA APLICAÇÃO SE JUSTIFICA PELA REDUÇÃO NO CUSTO DO MOTOR.
 
As formas de apresentação dos dispositivos de partida manual variam bastante, podendo constar de um simples cabo que se enrola em uma polia instalada no eixo do motor, de uma manivela que se acopla na extremidade do eixo de manivelas, de um punho articulado no próprio volante, ou ainda de uma combinação de manivela, rodas dentadas e corrente. As figuras 10.1 A e B mostram dois arranjos para o sistema, sendo que o primeiro é constituído por uma manivela que se acopla na extremidade do eixo do motor, e o outro de um pequeno punho que articula em um pino dentro de uma cavidade no volante e que, quando o motor está funcionando, fica recolhido nessa cavidade por ação da força centrífuga. 
Quando o sistema de partida é manual, o motor possui um dispositivo denominado descompressor, instalado para reduzir o esforço do operador durante a fase de compressão. Antes de tentar a partida manual, o operador atua no descompressor, o qual mantém a válvula de descarga temporariamente aberta. Quando a velocidade imprimida manualmente ao motor é suficiente para o arranque, o operador atua novamente no descompressor, devolvendo ao balancim o comando normal da referida válvula. 
Apesar de serem extremamente simples, os arranjos para partida manual devem ser muito bem projetados para evitar riscos de acidentes para o operador. Por exemplo: quando o arranjo consta de uma manivela como o da figura 10.1 A, no instante em que o motor “pega”, deve bastar que o operador segure a manivela com firmeza, para que o próprio eixo de manivelas faça o desengate da mesma.
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10.3 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR PNEUMÁTICO
	É um sistema que vem sendo bastante aplicado nos motores de combustão auxiliar dos navios de médio porte. Como você já sabe, esses motores de combustão interna acionam os geradores principais de energia elétrica. A sua aplicação tem sobrepujado a dos motores de partida elétrica e algumas vezes dos tradicionais sistemas de injeção de ar nos cilindros, por causa da sua simplicidade, da facilidade de obtenção do ar comprimido a bordo, da sua capacidade do motor pneumático desenvolver torques elevados compatíveis com as necessidades dos grupos diesel-geradores de hoje que se encontram na faixa dos 700 a 1000 KVAs. Apresentam ainda a vantagem adicional de arrancar motores Diesel com um número de cilindros inferior ao mínimo exigido pelo sistema de injeção de ar comprimido a que nos referimos.
	Embora haja algumas variantes, o sistema pode apresentar-se de forma bastante simples, como mostra a figura 10.2.
A pressão do ar comprimido exigida pelo sistema depende do torque solicitado, mas pode-se dizer que se encontra na faixa dos 8 a 14 bar.
ATENÇÃO!
 PARA VOCÊ COMPREENDER RAPIDAMENTE O FUNCIONAMENTO DO SISTEMA, ACONSELHAMOS QUE UTILIZE UM PARAFUSO COM UMA ROSCA QUE VÁ DA EXTREMIDADE ATÉ À CABEÇA E COM A PORCA BEM LIMPA E LUBRIFICADA PARA GIRAR COM GRANDE FACILIDADE. EM SEGUIDA, SOLDE OU COLE NELA (COM ARALDITE, TUBOLITE OU SUPERBONDER) UM PEQUENO PEDAÇO DE FERRO, OU MESMO OUTRA PORCA PARA SERVIR DE CONTRAPESO, CONFORME MOSTRADO NA FIGURA 10.3.
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SE, AGORA, VOCÊ GIRAR O PARAFUSO, SEGURANDO-O APENAS NA EXTREMIDADE A, VOCÊ VERÁ QUE A PORCA COM O CONTRAPESO DESLOCAR-SE-ÃO AXIALMENTE ( SEM GIRAR COM O PARAFUSO), ATÉ ENCOSTAR NA CABEÇA DO MESMO. A CABEÇA DO PARAFUSO REPRESENTARÁ O ESBARRO T DO EQUIPAMENTO REAL QUE VOCÊ IRÁ ESTUDAR. PRONTO! AGORA ACOMPANHE A DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE OLHO NA FIGURA 10.2 ASSOCIANDO-O À “ENGENHOCA” DA FIGURA 10.3. 
No instante da partida, o ar comprimido é admitido no motor pneumático M, através de uma válvula eletromagnética ( solenóide) que não aparece na figura. O motor pneumático M aciona o eixo E, que pela mola R, que faz o acoplamento elástico, vai unido ao eixo F. Este é rosqueado com um passo quadrangular. Sobre a rosca quadrangular H trabalha o conjunto P formado por três pecas fixas entre si ( uma roda, um contrapeso N e um pinhão). Ao girar o eixo F, o conjunto a que nos referimos é obrigado a deslocar-se axialmente sobre a rosca quadrangular para a direita, até alcançar o esbarro T. Quando isso ocorre, o conjunto (roda + contrapeso + pinhão), não podendo mais deslocar-se axialmente, é obrigado a girar com o eixo F que, por sua vez, está recebendo o movimento do eixo E do motor pneumático M. Assim, com o pinhão engrenado na coroa V do volante ( cremalheira), consegue-se fazer girar o motor. Quando o arranque é conseguido, pára-se o motor M, cortando-se o seu suprimento de ar, cessando então a força que impulsionava o conjunto P (roda + contrapeso + pinhão ). Com o eixo do motor pneumático parado, o conjunto passa a ser impulsionado pela própria coroa ou cremalheira do volante, sendo obrigado a deslocar-se em sentido contrário para a sua posição inicial ou de repouso.
O dispositivo apresentado é muito simples. Há, entretanto, tipos mais sofisticados como os que utilizam um sistema de embreagem constituído por vários discos de cobre.
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10.4 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR ELÉTRICO
	Esse é, com certeza, o mais utilizado de todos os sistemas de partida. Está presente na quase totalidade dos veículos automotivos, sendo também bastante empregado em outras áreas da indústria, inclusive na marítima. A exemplo do sistema anterior, seu método de engrenamento na cremalheira do volante do motor de combustão baseia-se no dispositivo de acoplamento conhecido como Bendix.
O sistema apresentado é produzido pela BOSCH e consta essencialmente de um motor elétrico, alimentado por uma bateria de acumuladores. 
O seu princípio de funcionamento resume-se no seguinte:
Ao ligar-sea chave do circuito elétrico, uma corrente de pequena amperagem alimenta tanto o enrolamento de impulsão quanto o de retenção da solenóide. Assim, o núcleo móvel da solenóide, atraído em direção aos contatos de alta amperagem do motor faz com que o disco de contato atraque com duas pastilhas de cobre. Com o circuito elétrico fechado, o motor de partida entra imediatamente em funcionamento.
	
A alavanca de comando, puxada pelo núcleo móvel do solenóide, oscila em seu eixo e seu garfo desloca axialmente o dispositivo de engrenamento, até que o pinhão engrene nos dentes da coroa dentada ou cremalheira do volante do motor de combustão. Assim, o volante passa a girar e com ele o eixo de manivelas, até que o motor entra em funcionamento pela queima do seu combustível. É nesse momento que o volante do motor assume uma velocidade maior do que a que lhe é transmitida pelo motor de partida. O pinhão, que é solidário à roda-livre, gira com maior velocidade. Esse aumento do número de rotações não é transmitido ao induzido do motor de partida por causa da ação da roda-livre. No momento em que o motor de combustão entra em funcionamento, solta-se a chave elétrica e a solenóide deixa de ser energizada. Logicamente, o disco de contato afasta-se das pastilhas. Como a corrente do motor foi interrompida, o pinhão é obrigado a voltar para a sua posição inicial ou de repouso. 
Cada tentativa de arranque não deve exceder a 10 segundos. Caso esse tempo não seja suficiente, deve-se aguardar cerca de 30 segundos antes de tentar nova partida. Esse procedimento é recomendado para não descarregar rapidamente a bateria, uma vez que durante o arranque a amperagem no circuito é muito alta.
Outro procedimento importante é soltar o botão ou a chave elétrica de partida, assim que o motor de combustão funcione, para não danificar o mecanismo de engrenamento do motor de partida. 
Oxidação nos bornes da bateria pode impedir o funcionamento do motor. Além disso, é preciso inspecionar, de quando em vez, o estado do coletor, das escovas e das buchas dos mancais, pois quaisquer problemas nesses pontos podem comprometer o funcionamento do sistema.
10.5 – SISTEMA DE PARTIDA POR MOTOR HIDRÁULICO
A figura 10.5 mostra um sistema de arranque ou partida por motor hidráulico utilizado pela Catterpillar. De uma maneira simplificada, o funcionamento do sistema resume-se no seguinte:
	
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O sistema de engrenamento ao volante do motor é baseado no mecanismo Bendix utilizado nos dois sistemas de arranque descritos anteriormente. Portanto, vamos considerar essa parte como já explicada. Quando o sistema é acionado, a bomba hidráulica desloca o êmbolo para o acumulador, passando antes pelo filtro. O acumulador, que é um reservatório de paredes espessas, possui um êmbolo que trabalha livre no seu interior, podendo, portanto, deslocar-se axialmente para ambos os lados. Um dos lados do êmbolo forma com as paredes do cilindro uma espécie de câmara onde trabalha um gás inerte (nitrogênio). A câmara formada pelo outro lado do êmbolo e as paredes do cilindro é conectada à bomba hidráulica e o motor hidráulico de partida. O óleo, vindo da bomba, empurra o êmbolo para dar maior compressão ao nitrogênio na sua câmara. Quando a pressão atinge cerca de 195 bar, a carga do acumulador está completa. Nessa altura, o êmbolo encontra-se praticamente na metade do cilindro. A válvula de descompressão ou de controle envia a descarga da bomba hidráulica de volta ao reservatório, impedindo ao mesmo tempo o fluxo do retorno do óleo do acumulador para a bomba hidráulica. Nesse instante tem-se a pressão de óleo de 195 Kg/cm2 no acumulador, na linha para a válvula de descompressão , na linha da bomba manual e no motor de partida.
O manômetro serve para indicar a pressão que, antes da partida, deve ser de cerca de 195 bar ( 3000 psi ou 20700 Kpa ). Quando a válvula de controle é acionada, o óleo é empurrado do acumulador pela ação do nitrogênio comprimido sobre o êmbolo. Então, o fluxo de óleo é direcionado para o motor de arranque ou partida, no qual a energia de compressão do fluido é convertida em energia mecânica na engrenagem do motor de arranque que, devidamente engrenada na cremalheira do volante, faz girar o motor Diesel.
10.6 -	SISTEMA DE PARTIDA POR INJEÇÃO DE AR COMPRIMIDO NOS CILINDROS
	É, de todos os sistemas de partida, o mais encontrado a bordo dos navios mercantes de médio e de grande porte. O sistema deve injetar o ar comprimido em cada cilindro do motor na fase que corresponderia à de expansão (ou seja: válvulas e/ou janelas fechadas e êmbolo se movimentando do PMS para o PMI). Como todos os sistemas de arranque, sua ação é passageira, e deve ser interrompida pouco depois que o motor começa a queimar combustível.
	
A figura 10.6 mostra um sistema de partida por injeção de ar comprimido aplicado a um motor auxiliar em “V” de 8 cilindros.
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O ar comprimido é obtido por compressores de dois estágios (no mínimo dois), sendo enviado para as ampolas ou garrafas (no mínimo duas), que o armazenam na pressão de 25 a 30 bar. 
Uma tubulação conduz o ar comprimido da garrafa ao motor onde, depois de passar por uma válvula mestra, acionada manual ou automaticamente, é injetado nos cilindros do motor (um de cada vez), obedecendo à seqüência da ordem de queima do mesmo.
Cada cilindro possui uma válvula de arranque ou partida instalada na cabeça, para deixar passar o ar comprimido para dentro do mesmo, após a informação enviada pelo distribuidor.
O distribuidor, acionado mecanicamente pelo eixo de cames do motor, é o elemento encarregado de acionar, pneumaticamente, e no momento apropriado, as válvulas de partida, permitindo a entrada do ar comprimido nos cilindros. Para que isso seja possível, observe que do distribuidor saem tubulações de pequeno diâmetro que são conectadas às partes superiores das referidas válvulas.
Vejamos, agora com mais detalhes, o funcionamento do sistema, atentando para a figura 10.7.
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Admitindo-se a válvula na ampola de ar aberta, quando o operador aciona a válvula mestra, o ar comprimido passa para a linha principal que leva o ar até a câmara inferior de cada válvula de partida. Outra parte de ar comprimido é enviada ao distribuidor. Pela tubulação de pequeno diâmetro, o distribuidor manda, então, o ar de comando, segundo a posição do seu disco, para a parte superior da válvula de partida correspondente ao cilindro cujo êmbolo estiver na fase de expansão. Assim, a válvula é obrigada a abrir, deixando entrar no cilindro o ar que estava armazenado na sua câmara inferior, e que antes não entrava no cilindro em virtude da ação da mola da válvula, que mantinha a mesma fechada. 
Observe que o eixo do distribuidor tem sua extremidade estriada para permitir o encaixe do orifício também estriado do seu disco, fazendo com que o mesmo gire conforme o eixo. Observe também que o disco do distribuidor possui um orifício de forma ovóide que, durante o seu movimento de rotação, coincide com cada um dos orifícios dos canais do corpo do distribuidor. Enquanto termina o curso útil do cilindro, o disco do distribuidor já girou o suficiente para que o ar da tubulação de comando da válvula de arranque seja evacuado para a atmosfera através do canal de escape do distribuidor, o que faz com que a válvula de partida feche por ação de sua mola, cessando, portanto, a carga de ar para o referido cilindro. Durante esse intervalo, o disco do distribuidor, girando continuamente, alcança a posição na qual se inicia o ciclo em outro cilindro. O distribuidor é, portanto, o elemento do sistema que envia o ar de comando para promover, no momento oportuno, a abertura de cada uma das válvulas de partida instaladas no motor.
AGORA, VOCÊ PODERÁ AVALIAR A SUA APRENDIZAGEM ATRAVÉS DOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS.
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10.7 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS
I) Responda às perguntas a seguir:
Quais são os cinco sistemas de partida mais utilizados nos motores Diesel ?
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2) Qual é a finalidade do descompressor aplicado nos motores de partida manual ?
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3) Apesar de rudimentar e obsoleto, o sistema de arranque ou partida manual ainda é empregado em pequenos motores. O que justifica o seu emprego?
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4) Dos cinco sistemas de partida estudados neste módulo, quais são os que utilizam o dispositivo conhecido como Bendix ?
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5) Quais são os componentes solidários que formam o conjunto de engrenamento no sistema de partida por motor pneumático ?
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6) Qual é a faixa de pressão de ar comprimido utilizada normalmente para o funcionamento do motor pneumático ?
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7) Qual é o sistema de partida mais utilizado na indústria automobilística ?
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8) Que equipamento fornece energia para o sistema de partida por motor elétrico ?
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9) Qual é o tempo recomendado para cada tentativa de arranque no sistema de partida por motor elétrico?
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10) Que gás é utilizado no sistema de partida por motor hidráulico?
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11) Antes da partida, qual deve ser o valor ideal da pressão do óleo no acumulador do sistema de partida por motor hidráulico?
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12) Onde estão localizadas as válvulas de ar de partida no sistema de injeção de ar comprimido nos cilindros do motor ?
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13) Quantas tubulações de ar comprimido chegam a cada válvula de ar de partida?
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14) Qual é a finalidade do distribuidor de ar ?
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15) Qual é o componente do motor Diesel que aciona o distribuidor de ar rotativo ?
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Fig. 10.2 – Sistema de partida por motor pneumático
Fig. 10.1 – Arranjos para o sistema de partida manual
Fig. 10.3 
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Fig. 10.4 – Sistema de partida por motor elétrico
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Fig. 10.5 – Sistema de partida por motor hidráulico
Fig. 10.6 – Sistema de partida por injeção de ar
Fig. 10.7 – Funcionamento do sistema
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