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AUTOMOTIVA Motor de combustão interna e transmissão da motocicleta M otor de com bustão interna e transm issão da m otocicleta Antonio Cirilo de Souza 9 788583 935483 ISBN 978-85-8393-548-3 Esta publicação integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os cursos do SENAI-SP. O mercado de trabalho em permanente mudança exige que o profissional se atualize continuamente ou, em muitos casos, busque qualificações. É para esse profissional, sintonizado com a evolução tecnológica e com as inovações nos processos produtivos, que o SENAI-SP oferece muitas opções em cursos, em diferentes níveis, nas diversas áreas tecnológicas. Motor de combustão interna e transmissão da motocicleta SENAI-SP Editora Avenida Paulista, 1313, 4o andar, 01311 923, São Paulo – SP F. 11 3146.7308 | editora@sesisenaisp.org.br | www.senaispeditora.com.br Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Souza, Antonio Cirilo de Motor de combustão interna e transmissão da motocicleta / Antonio Cirilo de Souza – São Paulo : SENAI-SP Editora, 2019. 144 p. : il ISBN 978-85-8393-548-3 1. Motocicleta. 2. Mecânica de motocicleta 3. Mecânica aplicada I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial II. Título. CDD 629.2275 Índices para o catálogo sistemático: 1. Motocicleta – Manutenção e Reparo 629.2275 AUTOMOTIVA Motor de combustão interna e transmissão da motocicleta Antonio Cirilo de Souza Departamento Regional de São Paulo Presidente Paulo Skaf Diretor Superintendente Corporativo Igor Barenboim Diretor Regional Ricardo Figueiredo Terra Gerência de Assistência à Empresa e à Comunidade Celso Taborda Kopp Gerência de Inovação e de Tecnologia Osvaldo Lahoz Maia Gerência de Educação Clecios Vinícius Batista e Silva Material didático utilizado nos cursos do SENAI-SP. Imagens Antonio Cirilo de Souza Acervo SENAI-SP Apresentação Com a permanente transformação dos processos produtivos e das formas de organização do trabalho, as demandas por educação profissional multiplicam-se e, sobretudo, se diversificam. Em sintonia com essa realidade, o SENAI-SP valoriza a educação profissional para o primeiro emprego dirigida a jovens. Privilegia também a qualificação de adultos que buscam um diferencial de qualidade para progredir no mercado de trabalho. E incorpora firme- mente o conceito de “educação ao longo de toda a vida”, oferecendo modalidades de formação continuada para profissionais já atuantes. Dessa forma, atende às prioridades estratégicas da Indústria e às prioridades sociais do mercado de trabalho. A instituição trabalha com cursos de longa duração como os cursos de Aprendizagem Industrial, os cursos Técnicos e os cursos Superiores de Tecnologia. Oferece também cursos de Formação Inicial e Continuada, com duração variada nas modalidades de Iniciação Profissional, Qualificação Profissional, Especialização Profissional, Aperfeiçoamento Profissional e Pós-Graduação. Com satisfação, apresentamos ao leitor esta publicação, que integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os alunos das diversas modalidades. Sumário 1. Motor de combustão interna 9 Princípio termodinâmico 9 Generalidades 9 Tipos de motor de combustão 10 Conceitos sobre dimensões e rendimentos 11 Temperatura 19 2. Ciclos do motor de combustão interna 21 Motores de dois tempos 21 Motores de quatro tempos 24 3. Motor para motocicleta de alto desempenho 29 Tipos de motores utilizados em motocicletas de alto desempenho 30 Componentes do motor 35 Árvore de comando de válvulas 48 4. Sistema de arrefecimento 79 Funcionamento 80 Componentes do sistema 80 5. Sistema de lubrificação 89 Funcionamento do sistema de lubrificação 89 Tipos de sistemas de lubrificação 91 Componentes do sistema de lubrificação 92 6. Sistema de alimentação de combustível 103 Combustível 103 Petróleo 104 Gasolina 105 Álcool 106 Carburadores 108 7. Sistema de transmissão 120 Transmissão primária 120 Relação de transmissão 125 Seleção de marchas 129 Transmissão secundária 134 Referências 139 1. Motor de combustão interna Princípio termodinâmico Generalidades Tipos de motor de combustão Conceitos sobre dimensões e rendimentos Temperatura Princípio termodinâmico Para que o motor de combustão interna funcione é necessário que haja a combinação de três elementos em uma proporção adequada: Ar Com bustível Calor Figura 1 – Triângulo do fogo. Generalidades Os motores de combustão interna do tipo convencional são fundamentalmente iguais e possuem as mesmas peças, por exemplo: 10 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA bloco, cabeçote, cárter, árvore de manivelas, cilindros, êmbolos, árvore de comando de válvulas, tuchos, varetas, balancins, engrena- gens de distribuição e bomba d’água. No entanto, há diferença nos órgãos dos sistemas de combustível e ignição, resultando daí a dife- rença básica de funcionamento. Tipos de motor de combustão Existem dois tipos de combustão: por centelhamento (ICE) e por compressão (ICO). Por centelhamento (ICE) Esse processo usa como dispositivo de queima as velas de ignição (spark plug), que recebe a corrente elétrica proveniente de uma fonte de energia (bateria ou alternador). São instaladas uma em cada cilindro do motor, onde provocam chispas, iniciando a queima da massa gasosa (combustível e ar) previamente vaporizada e introdu- zida nos cilindros. Nos motores de baixa compressão do tipo explosão (gasolina ou álcool) o sistema de combustível é encarregado de dosi- ficar e distribuir proporcionalmente ar e combustível em uma mistura homogênea aos cilindros, no tempo de admissão. Por compressão (ICO) Esse processo é usado nos motores de combustão lenta (diesel), em que somente o ar é aspirado e comprimido até alcançar uma temperatura elevada (acima de 600°C). Sobre essa massa de ar incan- descente é feita a pulverização de combustível, que, combinado às MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 11 moléculas de oxigênio, se inflama e dá início aos ciclos normais de funcionamento. Conceitos sobre dimensões e rendimentos Diâmetro do cilindro PMS PMI cu rs o Figura 2 – Dimensões internas do motor. 12 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA O ponto morto superior (PMS) é o ponto máximo que o pistão atinge em seu movimento de subida invertendo o sentido do movi- mento em seguida. Já o ponto morto inferior (PMI) é o ponto máximo que o pistão atinge em seu movimento de descida, inver- tendo o sentido do movimento em seguida. O curso é a distância, expressa em milímetros, que o êmbolo percorre desde o ponto morto superior (PMS) até o ponto morto inferior (PMI). A relação entre o curso do pistão e o diâmetro dos cilindros influencia as características do motor. Essa relação vai estabelecer se o motor terá mais rotação ou torque. Quadro 1 – Características do motor Tipo de motor Relação diâmetro/curso Torque Rotação Superquadrado Curso < diâmetro Baixo Alta Subquadrado Curso > diâmetro Alto Baixa Quadrado Curso = diâmetro Média Média Cilindrada É o volume definido pelo espaço criado dentro do cilindro quando se desloca do PMS ao PMI. Para determinar o volume de um cilindro é necessário calcular a sua área, por meio da fórmula a seguir: A = π × r2 O volume de um cilindro é determinado por meio da multipli- cação da área pelo curso do cilindro de PMI até PMS, pela fórmula: V = A × comp Esse volume é dado em cm3, portanto para efetuação do cálculo, é necessário transformar todas as medidas em centímetro. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 13 Cilindrada total A cilindrada total é a multiplicação do volume (V) de um cilindro pela quantidade de cilindros do motor. Relação de Compressão (RC) É a relação entre: RC = V + v v Onde: V = volume do curso do pistão (cilindrada); v = volume da câmara de compressão. Quanto maior a relação de compressão, maior o rendimento termomecânico do motor. A relação de compressão pode ser aumen- tada aose rebaixar o cabeçote, reduzindo assim o volume da parte superior da câmara. Outra forma de aumentar esta relação é utilizar juntas de cabeçotes mais finas ou substituir êmbolos de cabeça côncava por outro com cabeça plana. Força É uma grandeza que tem a capacidade de vencer a inércia de um corpo, modificando sua velocidade, em relação à magnitude ou à direção. Torque É um esforço de torção determinado pela força aplicada e pela distância da aplicação (alavanca). 14 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Distância Força Figura 3 – Torque = força × distância. Exemplo Se for aplicada uma força de 50 newtons (N) em uma distância de 1 metro (m), tem-se: Torque = 50 × 1 = 50 N × m Também é muito comum a utilização do Kgf × m para expressar grandeza de torque, sendo: Kgf × m = 9,81 N × m Potência É a medida do trabalho realizado em uma unidade de tempo. Como o trabalho é o resultado de uma força que desloca seu ponto de aplicação, deve-se observar: potência = força × distância tempo MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 15 • a unidade mais comum para expressar a potência de uma máquina é o cavalo-vapor (cv). 1s 1 m 75 kg Figura 4 – Cavalo-vapor. • a potência obtida pelo método DIN é geralmente expressa em cv. 1 cavalo-vapor (cv) corresponde à força necessária para elevar em 1 segundo (s), 75 kilogramas-força (kgf) à altura de 1 metro (m), isto é: cv = 75 kgf × 1 m 1 s Potência em watts Watt é a potência desenvolvida quando se desloca o ponto de aplicação de uma força constante e igual a 1 newton (N), em uma distância de 1 metro (m) em 1 segundo (s). 16 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA W = 1 N × 1 m 1 s A potência de um motor é expressa em kilowatts (kW), que equi- vale a 1.000 watts (W). kW = 1,35869 cv ⇒ 1 cv = 0,736 kW Pressão Pressão é uma força que age perpendicularmente à superfície, isto é, determinada área. pressão pressão força Figura 5 – Pressão. A unidade de medida de pressão é o pascal (Pa), porém, pode-se encontrar medidas em outras unidades atmosféricas (atm), libras por polegada quadrada (psi), bar (bar), kilograma-força por centímetro quadrado (kgf/cm²) etc. Quando se fala em pressão atmosférica, quer-se tratar da pressão exercida pelo peso de ar sobre nós. A pressão atmosférica no nível do mar é de 1,013 × 105 Pa. Ou seja, a atmosfera exerce uma força de cerca de 1 × 105 N em cada metro quadrado da superfície da terra. Apesar de ser um valor MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 17 muito grande, não é notado porque geralmente existe ar dentro e fora dos objetos, de modo que as forças exercidas pela atmosfera em cada lado do objeto são contrabalanceadas. Somente quando existem dife- renças de pressão em ambos os lados é que a pressão atmosférica se torna importante. Um exemplo é beber utilizando um canudo, quando é possível perceber que a pressão é reduzida no alto do canudo, e a atmosfera empurra o líquido através do canudo até a boca. Fluido É a matéria em condições de exibir movimento relativo entre as partes que a compõem. Gases e líquidos são exemplos de fluidos, pois adquirem a forma do recipiente que ocupam e, portanto, não mantêm um formato próprio. Quando estão sob a ação de forças e pressão, costumam escoar com facilidade. Pressão em um fluido Aplicar uma força em um determinado ponto do fluido não provoca seu movimento, ou de parte significativa dele. Para se deslocar o fluido é necessário “diluir” a força, aplicando-a sobre certa área dele, o que distribuirá sua ação. Essa distribuição da força em uma área A é denominada pressão. A pressão é definida como a razão entre o módulo da força perpendicular à superfície e a área sobre a qual ela será aplicada: P = F A Princípio de Pascal O princípio de Pascal pode ser utilizado para explicar como um sistema hidráulico funciona. Um exemplo comum desse sistema é o 18 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA elevador hidráulico utilizado para levantar um carro do solo para reparos mecânicos. A pressão aplicada a um fluido dentro de um recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do fluido, bem como às paredes do recipiente. Em um elevador hidráulico, uma pequena força aplicada a uma pequena área de um pistão é transformada em uma grande força aplicada em uma grande área de outro pistão (ver Figura 6). Se um carro está sobre um grande pistão, ele pode ser levantado ao se aplicar uma força F1 relativamente pequena, de modo que a razão entre a força peso do carro (F2) e a força aplicada (F1) seja igual à razão entre as áreas dos pistões. Exemplo Considerando os valores a seguir: F1 = 50 kg A1 = 10 cm A2 = 300 cm Figura 6 – Princípio de Pascal. F1 A2 A1 F2 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 19 Tem-se que: P ⇒ A1 = π × r² ⇒ A1 = 3,14 × 5² = 78,5 cm² P ⇒ F ⇒ P = 50 ⇒ P = 0,637 kgf/cm² A1 78,5 A2 = π × r² ⇒ A2 = 3,14 × 150² ⇒ A2 = 70.650 cm² F2 = P × A2 ⇒ F2 = 0,637 × 70.650 F2 = 45.004,05 kgf/cm² Tabela 1 – Tabela de conversão de unidade de medida para pressão Atm Psi (lbs/in²) Kgf/cm² Bar mmHg Pascal (Pa) Atm 1 14,6059 1,033 1,01325 760 101.325 Psi (lbs/cm²) 0,0680 1 0,07031 0,06895 51,71 6.894,8 Kgf/cm² 0,96778 14,2234 1 0,98 735,514 98.066,5 Bar 0,9869 14,51 1,02 1 750,061 10.000 mmHg 0,00131578 0,01933677 0,00135951 0,001333224 1 133,3224 Pascal (Pa) 0,00000986 0,000145037 0,000010197 0,00001 0,007500617 1 Temperatura É uma grandeza física que possibilita entender as sensações de quente e frio, sendo associada ao estado de agitação das moléculas de um corpo. A temperatura é um valor numérico que expressa o estado de agitação térmica de um corpo ou substância. Logo, quanto maior a energia cinética das partículas de um corpo maior será sua temperatura. 20 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Quando dois corpos possuem temperaturas diferentes há a trans- ferência da energia térmica, ou seja, o corpo que está mais quente cede energia para o que está com menor temperatura até que seja atingido o equilíbrio térmico. Essa energia em trânsito é chamada de calor. O instrumento de medida de temperatura é o termômetro, que pode ter diferentes unidades de medida. As temperaturas mais comuns e sua conversão são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2 – Temperaturas e suas respectivas conversões Kelvin (K) Grau Celsius (ºC) Grau Fahrenheit (ºF) Kelvin (K) K = K K = C + 273,15 K = (F + 459,67) × 5 9 Grau Celsius (ºC) C = K – 273,15 C = C C = (F – 32) × 5 9 Grau Fahrenheit (ºF) F = K × 9 – 459,67 5 F = C × 9 + 32 5 F = F 2. Ciclos do motor de combustão interna Motores de dois tempos Motores de quatro tempos Os motores de combustão interna utilizados em motocicletas são de dois e quatro tempos. Motores de dois tempos São os motores que completam seu ciclo de trabalho com dois movimentos do êmbolo, ou seja, uma volta da árvore de manivelas. Esses motores têm aberturas nas paredes dos cilindros, as chamadas janelas, através das quais a mistura entra e os gases resul- tantes de sua queima saem. O funcionamento de um motor de dois tempos possui três janelas: • janela de admissão; • janela de escapamento; • janela de transferência da mistura do cárter para a câmara de combustão. 22 CICLOS DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA janela de escapamento janela de admissão câmara de combustão janela de transferência Figura 1 – Motor de dois tempos. O ciclo de dois tempos é composto de dois movimentos do êmbolo: um ascendente e outro descendente. Movimento ascendente Nessa situação, o êmbolo cria uma depressão no cárter, admitindo a mistura ar-combustível. Essa combinação vem do carburador, entra pela janela de admissão e dirige-se para o cárter. Ao mesmo tempo, o êmbolo comprime a mistura que está na câmara de combustão. Um pouco antes de o êmbolo atingir o PMS, salta uma centelha na vela, provocando a combustão da mistura. Os gases produzidos expandem- -se e empurram o êmbolo para baixo, iniciando seu movimento descendente. MOTORDE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 23 Figura 2 – Ciclo ascendente do motor de dois tempos. Movimento descendente Nessa situação, os gases da combustão são expelidos pela janela de escape. Em seguida, abre-se a janela de transferência e a mistura do cárter é forçada a se dirigir para o interior do cilindro. 24 CICLOS DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Figura 3 – Ciclo descendente do motor de dois tempos. Uma vez que a mistura passa pelo cárter, ele deve ser seco, isto é, não pode ter óleo. É por esse motivo que nos motores de dois tempos, o lubrificante precisa ser diluído no combustível. Os motores de dois tempos não são mais instalados nas motoci- cletas atuais pelo fato de os níveis de emissões de poluentes emitidos não atenderem às legislações vigentes no Brasil. Motores de quatro tempos São os motores que completam seu ciclo de trabalho com quatro movimentos do êmbolo, ou seja, duas voltas da árvore de manivelas. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 25 O motor de combustão interna pode ter um ou mais cilindros. Entre- tanto, como todos têm o mesmo funcionamento, basta explicar o que ocorre com um deles. O motor de quatro tempos funciona pela repetição ordenada de quatro movimentos: admissão, compressão, combustão, escapamento. Primeiro tempo – admissão A válvula de admissão abre-se progressivamente. O êmbolo desloca-se do PMS ao PMI, aspirando a mistura ar-combustível para o interior do cilindro. Figura 4 – Primeiro tempo – admissão. 26 CICLOS DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Segundo tempo – compressão A válvula de admissão se fecha e a de escapamento permanece fechada. O êmbolo inverte seu movimento do PMI para o PMS, comprimindo a mistura na câmara. Figura 5 – Segundo tempo – compressão. Terceiro tempo – combustão As válvulas de admissão e de escapamento continuam fechadas. A mistura comprimida é inflamada por uma centelha que salta entre os eletrodos da vela. Com a queima formam-se gases que se expandem, impulsionando o êmbolo de volta para o PMI. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 27 Figura 6 – Terceiro tempo – combustão. Quarto tempo – escapamento A válvula de admissão permanece fechada e a de escapamento abre-se progressivamente à medida que o êmbolo vai do PMI ao PMS, expelindo os gases resultantes da combustão. 28 CICLOS DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Figura 7 – Quarto tempo – escapamento. É possível, então, concluir que dos quatro tempos apenas o terceiro (combustão) produz trabalho. 3. Motor para motocicleta de alto desempenho Tipos de motores utilizados em motocicletas de alto desempenho Componentes do motor Árvore de comando de válvulas Figura 1 – Motor de dois cilindros. Pelo baixo custo de construção e manutenção, associado à facili- dade de manutenção, os motores de combustão interna são os únicos 30 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO utilizados nas motocicletas atualmente. Porém, é notável sua evolução, principalmente em motocicletas que exigem alto desem- penho e confiabilidade. Há algum tempo costumavam ser utilizados motores de dois tempos nessas motos, pois possibilitavam desempenho de maior potência, porém a alta emissão de poluentes fez esse tipo de motor ficar obsoleto. Tipos de motores utilizados em motocicletas de alto desempenho Os motores utilizados em motocicletas de alto desempenho são classificados de várias formas: Ciclo de funcionamento • Motores de quatro tempos. • Motores de dois tempos. Número de cilindros • Monocilíndrico: o motor de um cilindro. • Policilíndrico: o motor com dois ou mais cilindros. Curso do êmbolo • Em motor subquadrado ou retângulo o diâmetro do cilindro é menor que o curso do êmbolo. • Em motor quadrado o diâmetro do cilindro e curso do êmbolo são iguais. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 31 • Em motor superquadrado o diâmetro do cilindro é maior que o curso do êmbolo. Tipo de arrefecimento • Arrefecido a água. • Arrefecido a ar. Disposição dos cilindros De acordo com a disposição dos cilindros, os motores podem ser classificados em: • motores em linha: todos os cilindros estão instalados em uma só linha; Figura 2 – Motor em linha. 32 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO • motores em V: os cilindros estão distribuídos em duas linhas, de forma que os cilindros opostos conservem um determinado ângulo entre si; Figura 3 – Motor em V. • motor boxer: os cilindros são montados defasados a 180° um em relação ao outro. Os pistões trabalham “deitados”. Figura 4 – Motor tipo boxer. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 33 Posição do comando de válvulas Quanto à posição do comando de válvulas, os motores podem ser: • OHC (Over Head Camshaft – comando no cabeçote): possui apenas um comando de válvulas localizado no cabeçote. O acio- namento do comando pode ser por corrente ou por correia; Figura 5 – Cabeçote com sistema OHC. • DOHC (Double Over Head Camshaft – duplo comando no cabeçote): possui dois comandos de válvulas localizados no cabeçote; 34 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 6 – Cabeçote com sistema DOHC. • OHV (Over Head Valve – válvulas no cabeçote): possui apenas um comando de válvulas localizado no bloco. Figura 7 – Cabeçote com sistema OHV. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 35 Componentes do motor Cabeçote Figura 8 – Cabeçote. Função O cabeçote desempenha uma série de funções importantes, como servir de passagem para diversas substâncias necessárias ao funcio- namento do motor, e, por isso, dispõe de dutos apropriados que permitem: • entrada de mistura para as câmaras de combustão; • saída dos gases produzidos na queima da mistura; • circulação do líquido de arrefecimento para resfriar o cabeçote; • passagem de óleo para lubrificação do conjunto de balancins e guias de válvulas; • alojamento dos bicos injetores e, em alguns casos, da câmara de combustão. 36 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO O cabeçote serve de fixação para as guias de válvulas, válvulas e mancais de apoio do conjunto dos balancins ou comando de válvulas. É submetido a enormes esforços térmicos, razão pela qual é utili- zada para a sua elaboração uma liga ferrosa ou de alumínio que são de boa condutibilidade térmica, resistente a altas temperaturas. Dependendo da marca e do tipo de motocicleta, o motor funciona com um ou mais cabeçotes, instalados nas posições verticais ou inclinados. Funcionamento Nas câmaras estão as válvulas apoiadas em suas sedes, que se movem ao longo das guias das válvulas. Na parte superior do cabe- çote estão os mancais de apoio do conjunto dos balancins. A vedação entre o cabeçote e o bloco do motor isola também condutos, orifícios e câmaras uns dos outros, para que cada um cumpra sua função sem sofrer interferência. Isso é possível porque as perfurações da vedação, do cabeçote e do bloco se correspondem perfeitamente. A vedação é normalmente feita por uma junta e recebe reforços metálicos para resistir às altas temperaturas e pressões causadas pela combustão da mistura. Como sofre esmagamentos durante a insta- lação do cabeçote, deve ser substituída toda vez que ele for retirado. Ela pode ser de aço, que, além de resistente, permite boa intercam- biabilidade de calor entre bloco e cabeçote. Tipos de cabeçote Os cabeçotes variam de acordo com o sistema de distribuição motora e podem ser: MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 37 • cabeçote com conjunto de balancins, sem árvore de comando de válvulas (OHV); • cabeçote com árvore de comando de válvulas e demais dispo- sitivos de válvulas (OHC ou DOHC). Componentes Os cabeçotes são compostos dos elementos descritos a seguir: Válvulas Figura 9 – Válvulas. Permitem a entrada de ar para o cilindro (válvula de admissão) e liberam os gases queimados após a combustão (válvula de escape). São acionadas por tuchos, varetas e balancins, ou diretamente pelaárvore de comando de válvulas, quando instaladas no cabeçote. Fora alguns casos especiais, as válvulas estão dispostas verticalmente por causa da forma plana da câmara de combustão. 38 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO As válvulas devem resistir a altas temperaturas, pressões e à corrosão, principalmente a de escape. Para situações mais críticas, a válvula de escape pode ser oca e possuir sódio em seu interior, o que facilita as trocas térmicas. As válvulas são compostas das seguintes partes: Cabeça Face de assentamento Haste Canaleta Pé Figura 10 – Partes da válvula. As válvulas são compostas das seguintes partes: • cabeça: parte circular da válvula que pode ser plana, convexa ou côncava; • face de assentamento: parte da válvula que se apoia sobre a sede dela para produzir um fechamento hermético. O ângulo do assento normalmente varia de 30° a 45°; MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 39 • haste: parte cilíndrica da válvula que desliza na guia e tem no seu extremo ranhuras para o encaixe das chavetas; • canaleta: espaço destinado à fixação das travas; • pé da válvula: região que entra em contato com o balancim ou tucho. Elas podem ser configuradas em quatro formas: • Duas válvulas por cilindro: admissão com diâmetro maior que a de escape. Figura 11 – Duas válvulas por cilindro. • Três válvulas por cilindro: duas válvulas de admissão (menores) e uma grande de escape. Apesar das válvulas de admissão serem menores, quando combinadas, têm um diâmetro maior que a do escape. 40 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 12 – Três válvulas por cilindro. • Quatro válvulas por cilindro: duas válvulas de admissão e duas menores de escape. Figura 13 – Quatro válvulas por cilindro. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 41 • Cinco válvulas por cilindro: três válvulas menores de admissão e duas maiores de escape. Figura 14 – Cinco válvulas por cilindro. As principais características das válvulas de admissão são: • caracterizam-se por ter a cabeça de diâmetro maior que a de escape e é construída de aço cromo-níquel. Em alguns tipos, o assento da válvula é recoberto com estelite, uma liga de aço cromo, tungstênio e carbono, aplicada por meio de solda. • válvula de escape: os materiais são semelhantes aos empre- gados nas válvulas de admissão, porém, adiciona-se tungs- tênio, para que suportem altas temperaturas. As hastes das válvulas são praticamente iguais e usa-se aço e níquel para compô-las. Em alguns casos, as hastes das válvulas de 42 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO escape têm uma zona de menor diâmetro perto da cabeça para evitar o acúmulo de carvão, que pode travar o movimento dela. Na extre- midade da haste está situada uma ranhura que aloja as chavetas. A mola da válvula tem como finalidade manter a válvula fechada quando ela não está acionada. Chaveta Prato superior Mola Prato inferior Figura 15 – Mola da válvula. As molas são resistentes à fadiga, de forma que permitem uma vedação das válvulas com as sedes (anéis de aço) e assim possuem perfeita estanqueidade do cilindro no momento de compressão e combustão. Os tipos de mola variam, porém, o tipo mais utilizado nos motores é a mola helicoidal. Existem molas cilíndricas, retas e cônicas. São normalmente fabricadas com arame de aço trefilado ou ligas MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 43 especiais. Caracterizam-se pela forma das espiras; em algumas, as espiras estão uniformemente espaçadas e em outras há certo número de espiras unidas em ambas as extremidades. Antes de serem instaladas, é necessário comprovar que as molas têm a altura e a tensão especificadas pelo fabricante. As do tipo cilín- dricas devem estar retas. Figura 16 – Altura da mola. Para conservar as molas, alguns fabricantes as recobrem com pintura. A porca é revestida com ácidos ou é aplicado outro tipo de proteção, para evitar a corrosão e diminuir a possibilidade de ruptura. Quando a mola apresentar trincas ou corrosões, deve ser substituída, pois pode quebrar com facilidade. A sede fixa da mola está usinada no cabeçote, enquanto a sede removível consiste em um anel inserido a pressão em um alojamento do cabeçote. As sedes dos cabeçotes de liga leve são sempre removíveis. 44 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Válvula Sede de válvula Figura 17 – Sede de válvula. As características principais das sedes, tanto fixas como removí- veis, são o fato de serem paralelas à cabeça da válvula e concêntricas em relação à respectiva guia de válvula. As sedes removíveis têm as seguintes vantagens: • permitem o emprego de metais diferentes do cabeçote, que tenham melhores características para suportar as condições de trabalho; • permitem a troca das sedes danificadas, para a recuperação do cabeçote. O ângulo de inclinação das sedes é praticamente igual ao ângulo da face de assentamento das válvulas, para que se unam perfeita- mente e causem a vedação da câmara de combustão da mistura. Como estão submetidas a temperaturas elevadas, as sedes são fabri- cadas com aços especiais para resistirem a desgastes e deformações. As guias de válvulas são feitas de aço e, em alguns casos, a superfície interior é coberta com grafite para melhorar as condições de lubrifi- cação. A guia fixa é usinada no cabeçote e aremovível – uma peça cilíndrica – é inserida por pressão no seu alojamento no cabeçote. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 45 Guia da válvula Válvula Figura 18 – Guia da válvula. Para evitar a entrada de óleo nos cilindros são utilizados reten- tores de válvulas colocados por pressão sobre a extremidade das guias ou nas hastes das válvulas. Figura 19 – Retentor de válvulas. 46 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Utilizada em motores tipo OHV, as varetas de válvula transmitem o movimento dos came do eixo de comando para os balancins. Figura 20 – Varetas de válvulas. Elas são peças retas de aço e suas extremidades são acabadas de tal forma que se adaptam às superfícies de apoio do tucho e do balancim. A forma mais comum é aquela cuja extremidade tem forma de uma semiesfera e a outra, um rebaixo também semiesférico. As dimensões das varetas variam de acordo com as características de cada motor. O requisito indispensável para a sua utilização é estarem perfeitamente retas. Os motores que têm a árvore de comando no cabeçote não usam varetas. O balancim e seu suporte são montados na parte superior do cabeçote e formam uma alavanca dupla – em uma das extremidades há um parafuso de ajustagem, cuja parte inferior fica em contato com a vareta, a outra extremidade fica em contato com a haste da válvula MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 47 (motor OHV) ou direto no came do eixo de comando (motor OHC). A finalidade dos balancins é a de abrir as válvulas. Figura 21 – Balancim do motor OHV. Figura 22 – Balancim do motor OHC. O eixo dos balancins é bem polido, geralmente oco, com orifício para lubrificação e para os parafusos de fixação dos suportes. Pelo eixo de balancins circula o óleo que lubrifica os balancins e as hastes das válvulas. O comprimento do eixo depende do tipo do motor. 48 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Os parafusos de fixação têm, em alguns casos, furos rosqueados para alojar o parafuso da tampa dos balancins. Também é comum que tais parafusos sejam ocos, para permitir a entrada do óleo lubri- ficante da galeria de lubrificação do cabeçote até o eixo dos balancins. Árvore de comando de válvulas Figura 23 – Árvore de comando de válvulas. Trata-se de um eixo acionado pela árvore de manivelas por inter- médio de engrenagem, correntes ou correia e tem a função de comandar precisamente as aberturas e fechamentos das válvulas de admissão e escapamento. As partes de um comando de válvulas são: • Heel/base: área do comando que faz com que a válvula perma- neça fechada para a compressãoe transferência de calor. É também onde se mede a folga de válvula. • Clearence ramp/rampa: área do comando que atua como amortecedor. Essa área faz com que a válvula abra e feche MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 49 gentilmente contra o seu assento, aproximadamente o primeiro e último mm (.040”) de cada movimento de abertura e fecha- mento da válvula. • Flank: área do comando que determina a velocidade da aber- tura e fechamento da válvula. O flank de abertura tem uma graduação diferente do de fechamento. • Nose/lobe: área do comando que determina quanto tempo a válvula vai se manter aberta no seu ponto máximo. • Base circle/eixo do comando: círculo imaginário que seria a base de 360° do comando; área que determina o levante da válvula. A distância entre a parte mais alta do “círculo” até o topo do lobe é conhecido como levante de válvula. • Para inspecionar e fazer a manutenção da árvore de comando de válvulas, é importante seguir os procedimentos relacio- nados a seguir: 1. Medir a altura dos cames de comando de válvulas. Figura 24 – Inspeção da altura do cames da árvore de comando de válvulas. 50 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO 2. Medir o diâmetro dos mancais da árvore de comando de válvulas. Figura 25 – Inspeção do diâmetro do mancal da árvore de comando de válvulas. Para se ajustar a folga de válvulas, deve-se sempre consultar o manual de reparação ou do proprietário para verificar o plano e período de manutenção para ajustes e especificações de folga. Vale lembrar que em alguns modelos a especificação de folga para a válvula de admissão é diferente da válvula de escape. Assim, para ajustar a folga de válvulas deve-se seguir os passos: 1. Utilizar as seguintes ferramentas: chave de fenda ou Allen para o fuso ajustador; chave estrela para porca da trava do ajustador e calibre de lâminas. 2. Girar o motor até que o pistão fique em PMS e as válvulas fiquem fechadas (ciclo de explosão do motor). 3. Soltar as porcas de trava do ajustador. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 51 4. Girar o ajustador no sentido anti-horário e aumentar a folga entre o balancim a e válvula. 5. Colocar a lâmina de espessura recomendada no manual de repa- ração entre a cabeça da válvula e o ajustador; 6. Girar o fuso ajustador até que ele encoste na lâmina e aplicar uma leve pressão sobre ele. 7. Movimentar a lâmina para frente e para trás everificar se existe uma leve resistência na movimentação. 8. Apertar a porca de trava do ajustador e aplicar o torque recomen- dado pelo manual de reparação; 9. Repetir o mesmo processo para a válvula de escapamento. Atenção Verificar se o valor da folga é o mesmo da válvula de admissão. Figura 26 – Ajuste de folga das válvulas. Os motores que utilizam balancim como dispositivo de aciona- mento das válvulas são constituídos por ajustadores (fuso e porca) e são fixados nos próprios balancins para ajuste de folgas. 52 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Para esse ajuste deve-se utilizar um calibre de lâminas e ferra- mentas para apertar ou afrouxar este fuso. Os procedimentos para esse ajuste são: 1. Colocar o pistão do primeiro cilindro em PMS em fase de combustão. 2. O motor deve estar frio (entre 20°C e 40°C). 3. Observar se os balancins estão livres. 4. Soltar a contra porca e girar o ajustador (fuso do balancim) no sentido anti-horário de forma que possa passar a lâmina de inspeção. 5. Verificar o valor da folga no manual de serviço da motocicleta. 6. Selecionar a lâmina adequada. Se a folga for 0,22 mm separar as lâminas 0,25 mm e 0,20 mm. 7. Utilizar a lâmina de valor inferior ao valor de especificação, no caso a lâmina 0,20 mm. 8. Apertar o fuso ajustador até que encoste na lâmina (sem pressão). 9. Aplicar o torque na contraporca mantendo o fuso ajustador na posição. 10. Utilizar a lâmina de maior valor para verificar a folga, ela não deve passar. Já em modelos de motores que não utilizam balancins, têm-se acionadores e calços. O acionamento das válvulas é feito diretamente por meio do comando de válvulas. Entre a haste da válvula e o came do comando existe um dispositivo de ajuste que é formado por um tucho (copinho) e uma pastilha. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 53 Comando de válvula Calço Acionador da válvula Folga Figura 27 – Folga da válvula. Para esse ajuste deve-se utilizar um calibre de lâminas e ferra- mentas especiais para remoção e instalação do comando de válvulas. Os procedimentos para esse ajuste são: 1. Colocar o pistão do primeiro cilindro em PMS em fase de combustão. 2. O motor deve estar frio (abaixo de 40°C). 3. Verificar qual cilindro está com as válvulas livres. Geralmente é o oposto. 4. Medir a folga das válvulas do cilindro em que elas estão livres. Figura 28 – Ajuste da folga da válvula. 54 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO 5. Girar o motor até que outro cilindro livre suas válvulas. Essa etapa varia se o motor for de dois ou quatro cilindros opostos; 6. Medir a folga das válvulas deste novo cilindro. 7. Quando terminar de medir todos os cilindros, anotar os valores encontrados em uma planilha como a mostrada a seguir. 1o cilindro 2o cilindro 3o cilindro 4o cilindro Folga encontrada 8. Remover o comando de válvulas e o conjunto tucho/pastilha. Atenção: não misturar as peças. 9. Medir cada pastilha separada de acordo com seu cilindro e anotar na planilha, como a seguir. 1o cilindro 2o cilindro 3o cilindro 4o cilindro Espessura do calço usado 10. Verificar o valor do limite de folga de válvulas no manual de serviço da motocicleta. 11. Fazer o cálculo a seguir para seleção de uma nova pastilha: A = (B – C) +D Onde: A = pastilha nova; B = folga medida; C = folga correta; D = pastilha antiga. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 55 1o cilindro 2o cilindro 3o cilindro 4o cilindro Folga encontrada Espessura do calço usado Especificação – limite de folga Valor do novo calço Exemplo Folga medida = 0,08 mm; Valor da espessura da válvula antiga = 1,40 mm; Especificação de limite da folga (manual de reparação) = 0,18 mm A = (0,08 – 0,18) + 1,40 ⇒ A = (–0,10) + 1,40 ⇒ A = 1,40 – 0,10 ⇒ A = 1,30 mm Face de assentamento do cabeçote A face tem como característica o fato de ser usinada uniforme- mente a fim de permitir a vedação da parte superior com a parte inferior do motor. Cilindro É o componente no qual o êmbolo fica montado internamente e, por meio da combustão da mistura ar-combustível permite a execução do trabalho necessário para a movimentação da árvore de manivelas. O diâmetro interno do cilindro e o curso do pistão definem o volume (cilindrada) do motor. 56 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 29 – Cilindro do motor. O material utilizado para construção de um cilindro varia de acordo com a aplicação do motor e do seu sistema de arrefecimento. É possível encontrar cilindros com três tipos diferentes de materiais: • cast iron (casteado): uma só peça. Neste modelo é possível fazer retíficas no próprio cilindro. Sua grande vantagem é o custo de fabricação, porém, há o problema de ser muito pesado; • alumínio com camisas fabricadas em aço: também é possível executar retíficas. É mais leve e oferece melhor transferência de calor que o casteado. Caso necessário pode-se substituir apenas a camisa, aproveitando o mesmo bloco; • alumínio banhado: o bloco é de alumínio, e recebe um banho de material metálico mais duro de aproximadamente 0,012 mm de espessura. Neste caso não é possivel fazer retífica. Ele oferece melhor transferência de calor e é conhecido como Nikasil, cromo duro, eletrofusão ou composto boron. Independentemente do material de que é feito o motor, todos os cilindros passam por um processo de brunimento, isto é, um acaba- mento em seu diâmetro interno. Esse processo tem grande impor- MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 57 tância nas característicase vida útil do motor, além de proporcionar um pequeno período de amaciamento. Conforme a rugosidade especificada, o brunimento tem a função de: • vedação; • controle de consumo do lubrificante; • dissipação de calor entre anéis e camisa. Os riscos de brunimento são de 90° a 120°. Figura 30 – Brunimento. 1. Para inspecionar e fazer manutenção no cilindro do motor, deve-se medir o diâmetro interno dos cilindros, sua ovalização e conicidade. 58 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 31 – Inspeção de ovalização e conicidade. 2. Inspecionar o empenamento da face superior do cilindro. Figura 32 – Inspeção do empenamento do cilindro. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 59 Êmbolo Figura 33 – Êmbolo. A função do êmbolo do motor é agir como um fundo móvel dentro do cilindro e receber a força ocasionada pela queima do combustível transferindo-a, através da biela, para a árvore de mani- velas. Ao executar essa função, o êmbolo se sujeita a grandes esforços alternados, pois é acionado nos quatro tempos do motor: admite e comprime o ar, recebe o impulso provocado pela expansão dos gases após a combustão, e expulsa os gases queimados para o exterior. Para deslizar livremente no interior do cilindro e para ter arrefe- cimento rápido, o êmbolo deve ter baixo coeficiente de dilatação e alta condutibilidade, razão pela qual o material mais comumente utilizado em sua fabricação é uma liga de metais leves. Para que se possa entender melhor o funcionamento do êmbolo e suas características, deve-se observar seus componentes: 60 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO • Zona de fogo (cabeça do êmbolo). Figura 34 – Zona de fogo do êmbolo. Os tratamentos superficiais dos êmbolos têm uma proteção adicional que reduz o atrito do êmbolo no cilindro, enquanto, simul- taneamente, melhora a capacidade do êmbolo de evitar desgaste excessivo, trazendo como principais benefícios: diminuição de folgas, ruídos, vibrações e atrito. Vários tipos de combinações de trata- mentos superficiais podem ser realizados, melhorando a perfor- mance do motor, como: estanhagem, fosfatização e anodização. A anodização no topo ou na primeira canaleta é um tipo de trata- mento superficial com as funções de prevenir trincas e evitar desgaste. Os êmbolos de alumínio oferecem confiabilidade com opção de serem leves e possuírem capacidade de resistência às pressões em motores ciclo diesel de alto desempenho. Adicionalmente, a introdução das ligas avançadas de alumínio permitiu que as cargas térmicas e mecânicas pudessem ser aumentadas, adicionando a utili- zação das galerias de refrigeração. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 61 • Saia. A saia tem como função evitar o deslocamento lateral do êmbolo, e elas podem ser vistas logo após as canaletas dos anéis. São lisas e sem cortes, mas têm o inconveniente de apresentarem maior dila- tação, exigindo maior folga entre ela e a parede do cilindro. Para diminuir essas folgas, as saias são dotadas de fendas que podem estar ao seu redor ou longitudinais. Figura 35 – Saia do êmbolo. Alguns dos materiais utilizados na fabricação dos pistões dos êmbolos são: • cast (casteado): liga de alumínio derretida e despejada em uma forma. Depois de esfriada recebe um retoque para que chegue às dimensões finais. É o modelos mais encontrado em motos de baixa cilindrada. Sua dilatação varia muito pouco de acordo com temperatura; • forget (forjado): barra de liga de alumínio prensada dentro de uma forma até que tome a forma de um pistão. Muito mais forte do que o pistão casteado, porém tende a se expandir mais por conta de uma folga maior em relação ao cilindro. 62 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Para fazer a inspeção e a manutenção do êmbolo, deve-se: 1. Fazer uma inspeção visual no êmbolo e verificar desgastes visí- veis, riscos ou trincas aparentes. 2. Medir o diâmetro da saia do êmbolo comparando com a especi- ficação do manual de serviço. 3. Verificar a folga existente entre o êmbolo e o cilindro. Figura 36 – Inspeção do diâmetro da saia do êmbolo. • Pino do êmbolo. Figura 37 – Pino do êmbolo. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 63 Tem a função de transmitir para a árvore de manivelas, através da biela, a força provocada pelos movimentos alternados do êmbolo. É uma peça sujeita a grandes esforços e se for oca o peso será sensivelmente reduzido, minimizando a força da inércia causada pelos movimentos do êmbolo. O pino do êmbolo deve ser resistente a altas temperaturas. Em muitos motores projetam-se os pistões com os furos para pino deslocados lateralmente em relação ao eixo de simetria do êmbolo. Essa descentralização pode ser feita tanto no sentido da superfície de maior pressão, como no de menor pressão, conforme o efeito que se queira tirar dessa descentralização. Portanto, o deslocamento do furo para pino, para o lado de maior pressão, evita as batidas da saia, provocando um funcionamento mais silencioso do motor. Esses ruídos não eram importantes no passado, quando havia muitas outras fontes de barulho. Também a intensi- dade dessas batidas e o perigo de rompimento da película de óleo se agravaram com o emprego de pistões de diâmetro maior que o comprimento e maiores rotações por minuto nos motores. Tratamento térmico dos pinos Um pino de êmbolo, por conta do tipo de trabalho que realiza, deve apresentar uma superfície dura para resistir ao desgaste super- ficial, e um núcleo flexível (dúctil) para que não fique frágil e possa acomodar se, resistindo às deformações elásticas que lhe são impostas no funcionamento do motor. São feitos três tratamentos térmicos nos pinos: • cimentação; • têmpera; • revenimento. 64 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Procedimentos de inspeção e manutenção Figura 38 – Inspeção do diâmetro do pino do êmbolo. • Anéis do êmbolo. Figura 39 – Anéis do êmbolo. Eles são construídos de forma a adaptar-se às pequenas variações que, dentro de certos limites, ocorrem nas medidas do êmbolo. Com o funcionamento do motor carregado os anéis sofrem uma torção, prevista no projeto dos anéis. Por isso, deixar o motor em marcha lenta ou com pouca carga provoca o desgaste prematuro do conjunto anéis-camisa devido ao mau acomodamento dos anéis. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 65 O primeiro anel de compressão é feito de uma liga de ferro fundido revestido com cromo, oferecendo maior resistência ao desgaste e ao calor. O segundo anel de compressão é feito também de uma liga de ferro fundido revestido com cromo somente na face de contato com a parede do cilindro. O anel de óleo também é de liga de ferro fundido com algumas aberturas feitas para acumular o óleo. Sua função é a de controlar a lubrificação das paredes do cilindro, do êmbolo e dos anéis. • Revestimentos de face de anel. Revestimentos especiais podem ser aplicados às faces de anel dos anéis do pistão para aumentar a durabilidade e evitar a formação de marcas de engripamento. Revestimentos de cromo ou revestimentos aspergidos por plasma de materiais cerâmicos ou metálicos são comumente utilizados para esse propósito. Quadro 1 – Tipos de perfis de anéis Anéis de compressão Anel retangular com superfície de trabalho cilíndrica (anel R) Anel retangular com superfície de trabalho cônico Anéis raspadores de óleo Anel de óleo com rasgos e mola helicoidal (anel SSF) 66 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Procedimentos de inspeção e manutenção dos anéis Figura 40 – Inspeção da folga entre pontas do anel. 1. Verificar folga entre as pontas do anel. 2. Verificar folga entre anel e canaleta. Figura 41 – Inspeção da folga entre anel e canaleta do êmbolo. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 67 Montagem dos anéis anel de compressão superior anel de compressão inferior anel de controle de óleo superior anel de controle de óleo inferior linha de centro do pino Figura42 – Posição de montagem dos anéis. Biela É o elemento do motor que se encarrega de converter o movi- mento alternativo retilíneo do êmbolo em movimento circular contínuo da árvore de manivelas. As bielas utilizadas em motores de motocicletas podem ser: • Biela em peça única. Figura 43 – Biela em peça única sem bronzina. 68 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO • Biela com bronzina. Figura 44 – Biela com bronzina. As bielas são fabricadas em aço especial e podem receber outros tratamentos. A determinação do entre centros é realizada com grande precisão. A lubrificação do pino e de sua bucha podem ser feitas de duas formas: • perfuração desde a cabeça até o pé; • perfuração de um lado da cabeça, de maneira que fique orien- tada para o ponto que deve lubrificar. A biela é composta por: • cabeça: a parte da biela que se fixa ao moente a árvore de manivelas; • corpo: a parte média da biela; • pé: a parte da biela que se liga ao êmbolo por intermédio do pino do êmbolo. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 69 A manutenção da biela é feita apenas pelo recondicionamento do motor, quando se deve observar se há empenos do corpo da biela e desgastes acentuados na bucha e na cabeça da biela. Árvore de manivelas É o eixo do motor responsável pela transformação do movimento retilíneo do êmbolo em movimento rotativo (princípio da manivela). Figura 45 – Árvore de manivelas. Os motores monocilíndricos utilizam árvores de manivelas desmontáveis e rolamentos como elementos de apoio tanto nos mancais como nas bielas. 70 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 46 – Árvore de manivelas para motor monocilíndrico. Já nos motores com mais de um cilindro, os rolamentos são subs- tituídos por bronzinas e a árvore de manivelas é constituída por uma única peça. Figura 47 – Árvore de manivelas para motores com mais de um cilindro. A árvore de manivelas é formada por: • munhões: colos fixos. São os pontos de apoio da árvore na carcaça do motor; • moentes: colos móveis, onde trabalham as bielas. Um dos munhões serve de apoio ao deslocamento axial (longitu- dinal) da árvore de manivelas. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 71 Elas são construídas de aço forjado de grande resistência. Em sua composição tem níquel, cromo, molibdênio, magnésio e silício. Os munhões e moentes recebem tratamento térmico (cimentação) para adquirirem maior dureza. Quando seu tamanho permite, a árvore de manivelas é perfurada internamente, para facilitar a lubrificação dos munhões e moentes. A árvore de manivela deve ser inspecionada sempre que for remo- vida ou quando o motor apresentar barulhos anormais. Sempre inspecione: 1. Ovalização e conicidade dos munhões e moentes. Figura 48 – Inspeção do diâmetro do moente e munhão. 72 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO 2. Raios de concordância dos munhões e moentes. Figura 49 – Inspeção do raio de concordância do moente e munhão. Bronzinas São peças que vão intercaladas entre os eixos e os apoios dos mancais móveis e fixos para ajudar e reduzir o atrito, permitindo melhorar a eficiência dos motores e prolongar sua vida útil. As bronzinas se intercalam entre os seguintes elementos: • árvore de manivelas e alojamento dos mancais (bronzina de mancal); • árvore de manivelas e biela (bronzina de biela); Ela é composta de quatro camadas com diferentes materiais, como pode se observar na Figura 50. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 73 camada de cobre e chumbo camada superficial metal branco barreira de níquel capa de aço Figura 50 – Camadas da bronzina. • Camada superficial. A superfície das bronzinas exposta aos efeitos do movimento está recoberta por uma liga de metal mole chamada metal antifricção. O metal antifricção possui boas características de deslizamento e seu ponto de fusão é muito mais baixo que o dos metais das peças que ele protege. Além disso, o metal antifricção tem ainda um alto índice de resistência à fadiga, o que lhe permite longa vida. A liga que compõe esse metal varia de acordo com o tipo e as características do motor a que se destina. As mais empregadas são feitas à base de alumínio, cobre e chumbo. • Tolerância. A bronzina é uma peça de grande precisão, e a tolerância com a variação na fabricação deve ser mantida dentro de milésimos de milímetros. • Pressão radial. Geralmente a bronzina permanece fixa, com toda sua superfície de apoio em contato com o alojamento, para permitir a dissipação do calor. 74 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 51 – Pressão radial da bronzina. Os semicírculos da bronzina são pouco maiores que uma circun- ferência, de modo que, ao colocá-los em seu apoio, esses se sobres- saiam ligeiramente. Isso é necessário para permitir uma pressão radial entre o casquilho e o alojamento, quando for montado o conjunto. Figura 52 – Sobressalência da bronzina • Ressalto de localização. O ressalto de localização permite montar o casquilho na posição correta. Normalmente, o ressalto se projeta para fora da linha de separação das bronzinas, e encaixa perfeitamente em seu alojamento. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 75 Figura 53 – Ressalto de localização da bronzina. • Ranhuras de lubrificação. As ranhuras de lubrificação servem para distribuir o óleo lubri- ficante, em forma de película, sobre toda a superfície de contato do casquilho com o eixo. Figura 54 – Ranhuras de lubrificação. Para garantir a manutenção, deve-se seguir o procedimento: 1. Inspecionar tanto as bronzinas como os munhões e moentes visualmente. Verifique se não há riscos, desgastes ou mudança de coloração causada pela falta de lubrificação (bronzina azulada). 76 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO Figura 55 – Conjunto árvore de manivelas e bielas. 2. Colocar um pedaço de plastigage na face do moente (ou mancal). Figura 56 – Plastigage. 3. Montar a biela junto com as bronzinas e aplicar o torque especi- ficado no manual de serviços. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 77 Figura 57 – Torque da biela para inspeção de folga. 4. Remover a biela com cuidado sem girá-la sobre o moente e medir o amassamento do plastigage utilizando a própria régua do produto. Figura 58 – Verificação do esmagamento do plastigage. 78 MOTOR PARA MOTOCICLETA DE ALTO DESEMPENHO 5. O valor de amassamento encontrado refere-se ao valor da folga existente entre o moente e a bronzina. Observação Sempre compare os valores encontrados com os valores espe- cificados no manual de reparação da motocicleta. Caso o valor esteja fora do especificado, deve-se substituir as bronzinas e, caso necessário, executar uma retifica na árvore de manivelas. 4. Sistema de arrefecimento Funcionamento Componentes do sistema Todo motor de combustão interna necessita de um sistema de refrigeração que mantenha o seu funcionamento em condições ideais. As motocicletas de grande porte utilizam sistema de arrefeci- mento por líquido. Figura 1 – Sistema de arrefecimento por líquido. 80 SISTEMA DE ARREFECIMENTO Funcionamento O sistema de arrefecimento tem a função de manter a temperatura do motor dentro da faixa ideal de trabalho, independentemente da temperatura externa. Para isso, ele possui uma válvula termostática que permite um rápido aquecimento do motor após a partida da motocicleta, além de manter temperatura por meio de um controle do fluxo do líquido. A bomba de água mantém o líquido em fluxo constante. Esse líquido tem a função de absorver o calor da câmara de combustão. Após circular pelo cilindro e cabeçote do motor, o líquido de arrefecimento retorna ao radiador pela mangueira superior do radiador, depois de passar pela válvula termostática. No radiador, o líquido é resfriado e retorna para a bomba pela mangueira inferior. Um eletroventilador instalado no radiador é acionado toda vez que a temperatura do motor ultrapassa a faixa de 95ºC-100ºC.O seu acionamento é feito por um bulbo sensor localizado na parte inferior do radiador (veículos com sistema carburado) ou pela unidade de gerenciamento eletrônico do motor (motos com sistema de injeção eletrônica de combustível), que liga e desliga este ventilador de acordo com o sinal do sensor de temperatura do motor. Componentes do sistema Radiador A temperatura do líquido de arrefecimento diminui por causa da dissipação do calor pelo ar que ocorre por meio das aletas quando o líquido passa pelo tubo do radiador. Quanto maior for a superfície MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 81 das aletas de refrigeração, maior será a capacidade de arrefecimento do radiador. Figura 2 – Radiador. Eletroventilador Se a motocicleta não estiver em movimento, não haverá troca de calor no radiador. Assim, faz-se necessário um ventilador acoplado ao radiador. Esse ventilador é acionado pelo módulo de injeção eletrônica, o qual controla a temperatura do motor por meio do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento ou por um bulbo sensor localizado no próprio radiador, caso o sistema de alimentação seja por carburador. 82 SISTEMA DE ARREFECIMENTO Figura 3 – Eletroventilador. Tampa do radiador A tampa do radiador é equipada com uma válvula de pressão. Ela controla o ponto de ebulição do líquido e a pressão do sistema. Quando a pressão ultrapassa um limite especificado, a válvula de pressão é aberta e libera o líquido para o vaso de expansão. pressão válvula de pressão para vaso de expansão Figura 4 – Funcionamento da tampa do radiador em regime de pressão no sistema. Quando a temperatura do líquido diminui, a pressão do sistema também diminui e a válvula de ventilação é aberta pela pressão MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 83 atmosférica. Isso faz com que o líquido de arrefecimento retorne do vaso de expansão para o radiador. válvula de ventilação do vaso de expansão Figura 5 – Funcionamento da tampa do radiador em regime de despressurizarão no sistema. Teste da tampa do radiador Figura 6 – Teste da tampa do radiador. Vaso de expansão Tem a função de armazenar provisoriamente o líquido de arrefecimento. Ele ajuda a controlar o nível do líquido no sistema de arrefecimento. 84 SISTEMA DE ARREFECIMENTO Figura 7 – Vaso de expansão. Válvula termostática Instalada no cabeçote do motor, a válvula termostática tem a função de aquecer rapidamente o motor e mantê-lo trabalhando dentro da temperatura ideal. Figura 8 – Válvula termostática. Em temperatura baixa a válvula se mantém fechada. Assim, a água que está na parte do motor é mantida “presa” até que a temperatura chegue ao valor ideal de trabalho. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 85 saída para radiador entrada (vem do motor) válvula termostática fechada Figura 9 – Válvula termostática fechada. Quando a temperatura do motor aumenta, a válvula é aberta e permite que o líquido que está dentro do motor se direcione para o radiador e o líquido que estava no radiador (arrefecido) entre no motor. saída para radiador entrada (vem do motor) válvula termostática aberta Figura 10 – Válvula termostática aberta. 86 SISTEMA DE ARREFECIMENTO Bomba de água A bomba mantém a circulação do líquido dentro do sistema. Quando o rotor da bomba gira, a força centrífuga succiona o líquido que está no radiador e descarrega na camisa do cilindro. Figura 11 – Bomba de água. Líquido de arrefecimento O líquido de arrefecimento é composto de uma proporção de água destilada e fluido de monoetilenoglicol, além de aditivos anti- corrosivos e antiespumantes. O líquido de arrefecimento tem as seguintes características: • antiebuliente; • anticongelante; • anticorrosivo. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 87 A mistura do líquido deve ser 50% de água destilada e 50% de fluido. Alguns fabricantes fornecem o produto já diluído. Assim, quando é necessária a substituição do líquido, deve-se utilizar água somente para completar o sistema. Nunca se deve abastecer o sistema somente com água destilada. Veja nos gráficos a seguir a influência dos aditivos nos pontos de ebulição e de congelamento da água. 120 115 110 105 100 Te m pe ra tu ra °C 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Concentração % Gráfico 1 – Influência do fluido no ponto de ebulição da água. –40 –28 –18 Te m pe ra tu ra °C 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Concentração % Gráfico 2 – Influência do fluido no ponto de congelamento da água. 88 SISTEMA DE ARREFECIMENTO Substituição do líquido de arrefecimento A maioria dos fabricantes recomenda que a mistura água-aditivo esteja na proporção de 50% cada, porém vale verificar as especifica- ções no manual de serviços da motocicleta. O procedimento para a troca do fluido deve seguir as seguintes recomendações: 1. Deixar o motor esfriar para execução dos serviços. 2. Remover o vaso de expansão e retirar todo o líquido existente dentro dele. 3. Retirar a tampa do radiador e drenar o sistema (verificar no manual de serviço a localização do parafuso do dreno). 4. Lavar bem as peças (tampa do radiador e vaso de expansão). 5. Apertar o parafuso do dreno e colocar o líquido já misturado na proporção adequada. 6. Instalar o vaso de expansão. 7. Ligar o motor e deixá-lo aquecer. 8. Desligar o motor e adicionar mais líquido até que se atinja o nível superior no vaso de expansão. . 5. Sistema de lubrificação Funcionamento do sistema de lubrificação Tipos de sistemas de lubrificação Componentes do sistema de lubrificação O sistema de lubrificação tem a função de penetrar entre as super- fícies metálicas para diminuir o atrito entre elas, além de ajudar na refrigeração e limpeza da parte interna do motor. Figura 1 – Óleo lubrificante. Funcionamento do sistema de lubrificação O óleo circula pelo motor por ação de uma bomba, passando por uma tela de filtro e um filtro de papel ou centrífugo – que devem, 90 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO respectivamente, ser limpos e substituídos conforme especificação do fabricante. Após a lubrificação, o óleo retorna para o cárter por força da gravidade. Figura 2 – Circuito de lubrificação. O sistema de lubrificação mantém o óleo lubrificante em circu- lação forçada entre as peças móveis do motor, produzindo ao mesmo tempo dois efeitos: • diminuir o atrito entre as peças móveis do motor; • auxiliar o sistema de arrefecimento a manter a temperatura ideal do motor. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 91 Tipos de sistemas de lubrificação Em motocicletas são encontrados dois sistemas de lubrificação, o de cárter seco e o de cárter úmido (motores de quatro tempos). Sistema com cárter seco Esse sistema é utilizado em alguns motores de quatro tempos e em todos os motores de dois tempos e é caracterizado por ter um reservatório de óleo externo ao motor. No caso de motos antigas e modelos de competição atuais, não existe este reservatório, o óleo 2T é misturado com a gasolina no tanque de combustível. Funcionamento em motores 2T Motores de dois tempos são equipados com bomba de óleo do tipo pistão, acionados pela árvore de manivelas. Em motocicletas que utilizam esse sistema, o cabo do acelerador se divide em duas partes, uma ligada ao carburador e a outra ligada à bomba de óleo, que por sua vez possui um came pressionado por uma mola, acionado pela árvore de manivelas. Sendo assim, a quan- tidade de óleo lubrificante recebida pelo motor é proporcional tanto à rotação da árvore de manivelas como à posição do acelerador. Funcionamento em motores 4T Em motores de quatro tempos, o sistema com cárter seco também não utiliza o motor como reservatório de óleo. Tanques metálicos ou o próprio chassi da motocicleta são utilizados para esse fim. Com isto obtêm-se motores menores, já que o cárter não necessita de espaço para acomodar o lubrificante. Bombas de dupla ação também são utilizadas (bombas que possuemdois pares de rotores). 92 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO Um par se incumbe de sugar o óleo do reservatório, pressurizá-lo e levá-lo até as peças móveis do motor, lubrificando-as. O outro par de rotores incumbe-se de retirar o óleo do cárter, proveniente das peças já lubrificadas, e devolvê-lo ao reservatório. Por percorrer mangueiras e utilizar-se de reservatórios externos ao motor, consegue-se também o resfriamento do óleo que auxilia na refrige- ração do motor. Sistema com cárter úmido O sistema com cárter úmido é apenas utilizado em motocicletas com motores de quatro tempos. O reservatório de óleo fica localizado dentro da carcaça do motor com capacidade para a quantidade total de óleo de que o motor e a transmissão necessitam para sua lubrificação. Componentes do sistema de lubrificação O sistema de lubrificação dos motores de moto é composto dos elementos descritos a seguir. Bomba de óleo A bomba de óleo tem como finalidade manter o óleo do sistema de lubrificação em circulação forçada através das partes móveis do motor que estão sujeitas à lubrificação. Quando o motor está em funcionamento, sua rotação aciona a bomba de óleo, que por sua vez mantém o óleo lubrificante em circu- lação forçada entre as partes móveis do motor. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 93 A bomba de óleo mais comum para motocicletas de baixa cilin- drada de motores de quatro tempos é do tipo trocoidal. tampa eixo carcaça rotor interno rotor externo Figura 3 – Bomba de óleo trocoidal. Esse tipo de bomba utiliza dois rotores, um externo e outro interno. Quando a bomba gira, o rotor interno que está fixado ao eixo da bomba, também gira e movimenta o rotor externo. A variação de folga entre os dois rotores succiona o óleo lubrificante na abertura da bomba, onde praticamente não há folga entre dente dos rotores e envia para o orifício de descarga que tem uma folga maior. admissão descarga Figura 4 – Funcionamento da bomba de óleo trocoidal. 94 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO Óleos lubrificantes Um lubrificante é composto por um óleo base, que pode ser mineral, sintético ou semissintético. A eles são adicionados aditivos, que são compostos químicos que melhoram as propriedades do óleo lubrificante, como a proteção contra o desgaste, proteção contra ferrugem e corrosão e resistência à oxidação. O óleo mineral é obtido pelo refino de petróleo, enquanto o óleo sintético é obtido por reações químicas de síntese de moléculas. Os óleos sintéticos são obtidos por síntese química, por exemplo, as polialfaolefinas, que possuem um elevado índice de viscosidade, possibilitando ao lubrificante menor variação da viscosidade com a temperatura, com desempenho superior aos dos óleos minerais, minimizando a oxidação (borra). Função dos lubrificantes • Lubrificar as partes móveis e reduzir o atrito. • Resfriar o motor. • Prevenir o desgaste das partes em movimento. • Proteger contra a corrosão. • Manter a câmara de combustão limpa. • Drenar as impurezas. • Dar partida no motor facilmente em qualquer temperatura operacional. • Atuar como elemento vedador entre anéis e pistões. Viscosidade dos lubrificantes É a característica física dos fluidos em movimento cujo atrito entre suas moléculas se opõe ao movimento, oferecendo resistência MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 95 ao escoamento ou deformação. Quanto à viscosidade, os óleos são classificados como: • Óleos monoviscosos: por suas faixas de viscosidade cinética, são denominados de SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 e SAE 60. Esses lubrificantes monoviscosos não são recomen- dados pelas montadoras atualmente, pelo fato de não serem adequados às grandes variações da temperatura e também pela possibilidade da maior formação de depósitos de carvão no interior do motor. • Óleos multiviscosos: são os mais recomendados pelas monta- doras atualmente devido aos modernos motores de hoje que trabalham com rotações e temperaturas elevadas, bem como folgas que necessitam de filmes mais finos de lubrificantes. Os óleos multiviscosos permitem um fluxo mais rápido, princi- palmente em baixas temperaturas, suportam maiores varia- ções de temperatura e oxidação e fornecem maior proteção contra o desgaste. Existem varias entidades internacionais responsáveis pela elabo- ração de normas para classificação de lubrificantes. • SAE (Society of Automotive Engineers) – é a classificação mais antiga para lubrificantes automotivos, definindo faixas de viscosidade, não levando em conta os requisitos de desem- penho. Baseia na viscosidade dos óleos a 100°C, apresentando duas escalas, uma de baixa temperatura (de 0 W até 25 W) e outra de alta temperatura (de 20 W a 60 W). A letra “W” significa “Winter” (inverno, em inglês) e faz parte do primeiro 96 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO número, como complemento para identificação. Quanto maior o número, maior a viscosidade para o óleo suportar maiores temperaturas. Graus menores suportam baixas temperaturas sem se solidificar ou prejudicar a bombeabili- dade. Um óleo do tipo monograu só pode ser classificado em um tipo escala; um óleo com um índice de viscosidade maior pode ser enquadrado nas duas faixas de temperatura, por apre- sentar menor variação de viscosidade em virtude da alteração da temperatura. Dessa forma, um óleo multigrau (SAE 15W/40) se comporta em baixa temperatura como um óleo 15W, reduzindo o desgaste na partida do motor ainda frio; e em alta temperatura se comporta como um óleo SAE 40, tendo uma ampla faixa de utilização. • API (American Petroleum Institute) – grupo que elaborou, em conjunto com a ASTM (American Society for Testing and Materials), especificações que definem níveis de desem- penho a que os óleos lubrificantes devem atender. Essas espe- cificações funcionam como um guia para a escolha por parte do consumidor. Por exemplo, têm-se os níveis API SM, SL, SJ, SH, SG etc. O “S” desta sigla significa Service Station, e a segunda letra define o nível de desempenho do óleo. O primeiro nível foi o API SA, um óleo mineral puro, sem qual- quer aditivação. Com a evolução dos motores, foram incluídos aditivos ao óleo para atender às exigências dos fabricantes dos motores no que se refere à proteção contra desgaste e corrosão, redução de emissões e da formação de depósitos. A API clas- sifica ainda óleos para motores dois tempos e óleos para trans- missão e engrenagens. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 97 • JASO (Japanese Automobile Standards Organization) – define especificações para a classificação de lubrificantes para motores de dois tempos (FA, FB e FC, em ordem crescente de desempenho) e quatro tempos (MA, MA1, MA2 e MB). Também existe a classificação JASO T903 para avaliar e clas- sificar a adequação de óleos lubrificantes ao sistema de trans- missão de uma motocicleta, que se subdivide em JASO MA (MA1 / MA2) e MB. O segredo de um bom óleo para motocicletas de quatro tempos está no balanceamento correto dos aditivos para atender aos conjuntos motor, transmissão e embreagem úmida. Os períodos de troca são estabelecidos pela quilometragem rodada (baseado em testes práticos dos fabricantes) ou por um prazo máximo. Isso signi- fica que, se a motocicleta fica muito tempo sem ser movimentada, ou tem baixa rodagem, existe o risco de contaminação do óleo por condensação de umidade, por isso os fabricantes determinam um prazo máximo para troca do óleo. Aditivos utilizados nos óleos lubrificantes Os óleos lubrificantes são fornecidos já com os principais aditivos necessários para o motor. Entre eles pode-se destacar os principais: • aditivos antioxidantes; • aditivos antidesgastes; • aditivos de extrema pressão; • aditivos inibidores de corrosão; • aditivos detergentes dispersantes; • aditivos aumentadores do índice de viscosidade; 98 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO • aditivos abaixadores do ponto de fluidez; • aditivos antiespumantes; • aditivos redutores de atrito; • aditivos de reserva alcalina.Ensaios de óleos lubrificantes Muitos problemas com óleo lubrificante ou com motor da moto- cicleta só podem ser diagnosticados por meio de uma análise com instrumentos especiais. Os ensaios de óleo lubrificante só podem ser realizados por laboratórios credenciados pelo Inmetro. A elaboração desses ensaios é necessária para: • acompanhar o desempenho do produto em uso, e, assim, obter informações sobre o estado do lubrificante; • avaliar as condições do motor da motocicleta para identificar problemas relacionados ao plano de manutenção do motor (troca de filtro ou óleo acima do tempo especificado); • identificar produtos desconhecidos quando a embalagem do produto se encontra em más condições dificultado a identifi- cação do lubrificante; • resolver problemas relacionados ao lubrificante, identificando problemas de formulação ou na fabricação dos produtos e na sua aplicação, ou, ainda, problemas de contaminação. Ensaios realizados em laboratórios • Inspeções visuais e e ensoriais: avaliam o lubrificante quanto à contaminação ou deterioração por inspeção visual ou olfa- tiva. Óleos lubrificantes para motores de baixa severidade apresentam odor brando ou odor de aditivo, enquanto um MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 99 óleo para motor de alta severidade apresenta odor padrão de “usado”. O odor ativo “rançoso” indica oxidação severa. A presença de combustível no óleo em quantidades significativas pode ser detectada pelo odor. • Teor de água: tem a função de determinar a quantidade de água presente no óleo lubrificante, pois essa é a principal causa de ferrugem, corrosão de metais, formação de borras e emul- sões, cavitação e de lubrificação prejudicada. • Viscosidade: o método mais utilizado, o cinemático, é um teste em que um volume conhecido de óleo passa, à uma tempera- tura controlada com exatidão, por um tubo capilar (viscosí- metro), no qual é medido o tempo de sua passagem. O aumento da viscosidade pode indicar oxidação do óleo, presença de fuligem do combustível ou contaminação por outras partí- culas estranhas, entre outras. A diminuição dela pode indicar diluição por combustível, degra- dação térmica, entre outras: 100 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO Figura 5 – Viscosímetro. • Índice de neutralização: esse ensaio serve para determinar a capacidade do óleo de neutralizar subprodutos ácidos da combustão do motor. O índice de acidez é usado como refe- rência para acompanhar a degradação oxidativa de um óleo, que provoca a corrosão dos componentes de metal dos sistemas. • Insolúveis e sedimento: este ensaio serve para determinar a quantidade de degradação e de sedimentos que estão presentes no óleo lubrificante. Quando a degradação progride, eles even- tualmente perdem sua solubilidade e causa espessamento, verniz e borra. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 101 • Contagem de partículas: é um ensaio que determina a quan- tidade e tamanho das partículas sólidas no óleo lubrificante. Partículas de tamanho superior a 5 mícrons até 15 mícrons, em geral, correspondem à contaminação externa, enquanto partículas de tamanho superior a 15 mícrons correspondem às partículas resultantes de desgaste no sistema. • Análise espectrográfica de emissões: é uma ferramenta pode- rosa para se detectar níveis de desgaste dos metais em máquinas, motores e mecanismos lubrificados. As concentra- ções de metal em geral são baixas e aumentam lentamente à medida que os períodos operacionais se prolongam. Substituição do óleo lubrificante As recomendações dos fabricantes em relação aos intervalos para trocar o óleo baseiam-se em condições extremas de condução, por exemplo, viagens curtas (inferiores a 15 km), conduzir em estradas com muita areia ou poeira, ar frio que impeça o motor de aquecer totalmente até alcançar uma temperatura normal de funcionamento, ou se o motor trabalhar em condições severas. Esses fatos são levados em conta por todos os fabricantes de motos e as estatísticas mostram que a maioria dos motociclistas conduz nessas condições. É importante lembrar que o desempenho do óleo lubrificante é afetado por potência, manutenção do motor, temperatura máxima e viscosidade do óleo à temperatura normal de trabalho. As montadoras recomendam substituir o óleo lubrificante após os primeiros 1.000 quilômetros rodados e depois a cada 5.000 a 6.000 quilômetros. Sempre que for substituir o óleo conferir as especificações técnicas fornecidas no manual do proprietário da motocicleta. 102 SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO Procedimento para substituição do óleo 1. Ligar o motor e deixar aquecer. 2. Desligar o motor e apoiar a moto em seu cavalete central. 3. Colocar um recipiente sob o motor para coletar o óleo e remover o bujão de dreno. 4. Aguardar até que todo o óleo seja drenado. 5. Se a motocicleta tiver peneira para filtragem do óleo, limpar com um pano limpo e seco. 6. Substituir a arruela de vedação e aperte o bujão de drenagem com o torque especificado. 7. Abastecer o motor com a quantidade de óleo recomendada pelo fabricante. 8. Ligar o motor e deixá-lo funcionando em marcha lenta por apro- ximadamente 3 minutos. 9. Desligar o motor e verificar se o nível do óleo se encontra na marca especificada na vareta e com a motocicleta na posição vertical. Observação Nunca use óleo de motor para automóveis em motocicletas, apesar de terem especificações e classificações semelhantes. Óleos para uso em motocicletas contêm aditivos para trabalhar na embreagem da transmissão impossibilitando a sua “patinação”. 6. Sistema de alimentação de combustível Combustível Petróleo Gasolina Álcool Carburadores Combustível Todo motor de combustão interna necessita de um combustível para provocar a explosão na câmara de combustão. O combustível é toda substância que em determinada condição de temperatura e pressão pode se queimar combinando com o oxigênio e gerando calor. Nos motores de combustão interna, o oxigênio provém do ar atmosférico e o combustível pode ser líquido ou gasoso. Os combustíveis líquidos ou gasosos que se misturam facil- mente com o oxigênio são chamados carburantes. Os carburantes queimam com muita rapidez, produzindo grande quantidade de calor, e geralmente os utilizados em motocicletas são álcool metí- lico ou etílico e gasolina. 104 SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL Petróleo O petróleo é uma substância oleosa, insolúvel na água e de colo- ração que varia entre pardo escuro e negro. É encontrado no subsolo da crosta terrestre, tendo se formado há milhões de anos pela decom- posição de animais e vegetais marinhos soterrados. A gasolina, o óleo diesel e o gás natural são obtidos pela destilação fracionada do petróleo. Processo de destilação fracionada O petróleo é aquecido em um forno até alcançar uma temperatura que garanta a vaporização de todos os produtos a serem extraídos. À medida que o vapor sobe na coluna da torre de destilação fracionada a substância vai se condensando em níveis diferentes. gasolina querosene óleo combustível óleo lubrificante resíduos (parafina) gástorre de fracionamento armazenamento de petróleo fornalha Figura 1 – Processo de destilação fracionada. MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E TRANSMISSÃO DA MOTOCICLETA 105 A unidade de craqueamento realiza um processo químico de quebra de molécula, para se obter gasolina. Essa gasolina obtida na torre de destilação fracionada tem índice de octanos baixo, isto é, tem o inconveniente de poder detonar por compressão antes da faísca produzida pela vela dentro do cilindro do motor. Para elevar essa octanagem da gasolina, ela é tratada e mistu- rada com outros tipos de gasolina para que possa apresentar vários índices de octanos. Gasolina A gasolina é muito utilizada em motores de combustão interna pelas seguintes razões: • é carburante e tem grande capacidade de se misturar com o ar; • tem alto poder calórico e produz quantidade suficiente de calor. Entretanto, um dos componentes
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