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Mecânica de 
Locomotivas 
Belo Horizonte - MG 
2011 
 
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais 
IEC - Instituto de Educação Continuada 
Mecânica de Locomotivas 
Elaborado por: 
José Luiz Borba 
Coordenadores do Programa: 
José Heleno Ferracioli Nunes 
Paulo C. Barroso Magalhães 
Belo Horizonte - MG 
Março – 2011 
 
Prefácio 
“Feliz aquele que transfere o que 
sabe e aprende o que ensina.” 
Cora Coralina 
 
 
 
 
 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba I 
Sumário 
1 Dinâmica Ferroviária ................................................................................... 1 
1.1 Aderência.................................................................................................... 2 
1.1.1 Teoria da aderência superficial .................................................................... 3 
1.1.1.1 Força de aderência ...................................................................................... 5 
1.1.1.2 Tração por aderência .................................................................................. 9 
1.1.1.3 Equação de Coulomb ................................................................................ 12 
1.1.1.4 Patinagem ................................................................................................. 13 
1.1.1.4.1 Causas da patinagem ................................................................................ 14 
1.1.1.5 Demanda de aderência na tração .............................................................. 15 
1.1.2 Mecânica do contato roda-trilho ................................................................ 17 
1.1.2.1 Geometria do contato roda-trilho .............................................................. 18 
1.1.2.2 Cálculo da área de contato ........................................................................ 21 
1.1.2.2.1 Exemplo .................................................................................................... 22 
1.1.2.3 Aderência disponível ................................................................................. 23 
1.1.2.4 Fatores que afetam o coeficiente de aderência .......................................... 24 
1.1.2.4.1 Efeito de cabragem ................................................................................... 26 
1.1.2.4.1.1 Exemplo .................................................................................................... 28 
1.1.2.4.2 Variação do coeficiente de aderência com a velocidade ............................. 29 
1.1.2.5 Efeitos da perda de aderência na tração .................................................... 33 
1.1.2.6 Aumento da aderência .............................................................................. 34 
1.1.2.6.1 Micro-escorregamentos - “Creep”............................................................... 36 
1.2 Resistência ao movimento ......................................................................... 39 
1.2.1 Resistências normais ................................................................................. 41 
1.2.1.1 Atrito nos mancais .................................................................................... 42 
1.2.1.2 Atrito de rolamento da roda ...................................................................... 43 
1.2.1.3 Atrito proveniente das deformações da via permanente ............................ 44 
1.2.1.4 Resistência do ar ....................................................................................... 45 
1.2.1.5 Atrito nos aparelhos de choque e tração ................................................... 46 
1.2.1.6 Efeitos das resistências normais ................................................................ 48 
1.2.1.6.1 Exemplo .................................................................................................... 50 
1.2.1.7 Distância percorrida por um veículo até parar ........................................... 51 
1.2.1.7.1 Exemplo 1 ................................................................................................. 52 
1.2.1.7.2 Exemplo 2 ................................................................................................. 53 
MANOEL
CARLOS
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba II 
1.2.1.8 Resistência na partida ............................................................................... 54 
1.2.1.9 Fórmulas de Davis ..................................................................................... 56 
1.2.2 Resistências ocasionais ............................................................................. 61 
1.2.2.1 Resistência de rampa ................................................................................ 62 
1.2.2.1.1 Exemplo .................................................................................................... 64 
1.2.2.2 Sensibilidade ao perfil ............................................................................... 65 
1.2.2.3 Resistência de curvatura ............................................................................ 67 
1.2.2.3.1 Solidariedade entre rodas e eixo ............................................................... 68 
1.2.2.3.2 Rigidez dos truques .................................................................................. 70 
1.2.2.3.3 Superlargura ............................................................................................. 73 
1.2.2.4 Perfil compensado ..................................................................................... 74 
1.2.2.4.1 Exemplo 1 ................................................................................................. 75 
1.2.2.5 Rampa compensada .................................................................................. 76 
1.2.2.5.1 Exemplo 2 ................................................................................................. 77 
1.2.2.6 Perfil equivalente....................................................................................... 78 
1.2.2.6.1 Exemplo .................................................................................................... 79 
1.2.2.7 Superelevação ........................................................................................... 80 
1.2.2.8 Resistência devido à aceleração do trem .................................................... 82 
1.2.2.9 Movimentos parasitas ............................................................................... 84 
1.2.2.9.1 Os movimentos parasitas segundo o eixo dos X ........................................ 85 
1.2.2.9.2 Os movimentos parasitas segundo o eixo dos Y ........................................ 86 
1.2.2.9.3 Os movimentos parasitas segundo o eixo dos Z ........................................ 87 
1.2.2.10 Comportamento mecânico dos veículos sobre os trilhos ........................... 88 
1.2.2.11 Cálculo do esforço resistente de um trem ................................................. 91 
1.2.2.11.1 Exemplo .................................................................................................... 92 
1.3 Força de tração ....................................................................................... 103 
1.3.1 Força de tração desenvolvida por uma locomotiva diesel-elétrica ............. 106 
1.3.1.1 Exemplo 1 ............................................................................................... 109 
1.3.1.2 Exemplo 2 ............................................................................................... 110 
1.3.1.3 Exemplo 3 ............................................................................................... 111 
1.3.1.4 Exemplo 4 ............................................................................................... 112 
1.3.2 Força de tração na partida .......................................................................113 
1.3.2.1 Exemplo .................................................................................................. 114 
1.3.3 Curvas de esforço de tração de uma locomotiva diesel-elétrica ................ 115 
1.3.4 Força de tração em marcha ..................................................................... 119 
1.3.4.1 Exemplo 1 ............................................................................................... 121 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba III 
1.3.4.2 Exemplo 2 ............................................................................................... 125 
1.4 Força de frenagem .................................................................................. 129 
1.4.1 Dinâmica da frenagem ............................................................................ 131 
1.4.2 Força de frenagem .................................................................................. 133 
1.4.3 As leis do atrito aplicadas à frenagem ..................................................... 135 
1.4.4 Demanda de aderência na frenagem ....................................................... 136 
2 Estrutura das locomotivas diesel-elétricas ............................................... 137 
2.1 Locomotivas diesel-elétricas .................................................................... 138 
2.2 Truques .................................................................................................. 142 
2.2.1 Conjunto motor/rodeiro .......................................................................... 143 
2.2.1.1 Eixo do rodeiro ....................................................................................... 144 
2.2.1.2 Rodas ..................................................................................................... 145 
2.2.1.3 Mancais .................................................................................................. 146 
2.2.1.4 Engrenamento ......................................................................................... 149 
2.2.1.4.1 Engrenagem ............................................................................................ 150 
2.2.1.4.2 Pinhão .................................................................................................... 151 
2.2.1.4.3 Caixa de engrenagens ............................................................................. 155 
2.2.1.5 Mancal de apoio do motor de tração ....................................................... 157 
2.2.1.6 Tipos de Conjunto motor/rodeiro ........................................................... 160 
2.2.2 Estrutura do truque ................................................................................. 161 
2.2.3 Travessa flutuante (Bolster) ..................................................................... 162 
2.2.4 Travessa flutuante intermediária (Span bolster) ....................................... 164 
2.2.5 Montagem do conjunto motor/rodeiro no truque .................................... 165 
2.2.5.1 Amortecedor de nariz e queixo do motor de tração ................................. 166 
2.2.6 Suspensão .............................................................................................. 167 
2.2.6.1 Suspensão primária ................................................................................. 168 
2.2.6.2 Suspensão secundária ............................................................................. 170 
2.2.7 Timoneria de freio .................................................................................. 171 
2.2.7.1 Freio manual ........................................................................................... 172 
2.2.8 Areeiros .................................................................................................. 173 
2.2.9 Tipos de Truques .................................................................................... 174 
2.2.10 Classificação das locomotivas ................................................................. 179 
2.3 Plataforma .............................................................................................. 181 
2.3.1.1 Dutos de ar dos motores de tração ......................................................... 186 
2.3.2 Testeiras ................................................................................................. 187 
CARLOS
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba IV 
2.3.2.1 Caixa do aparelho de choque e tração ..................................................... 188 
2.3.2.2 Limpa Trilhos .......................................................................................... 189 
2.3.2.3 Engates ................................................................................................... 190 
2.3.2.4 Tomadas jumper ..................................................................................... 192 
2.3.3 Escadas ................................................................................................... 193 
2.4 Cabinas ................................................................................................... 194 
2.4.1 Cabina principal ...................................................................................... 195 
2.4.2 Cabina do motor diesel ........................................................................... 197 
2.4.3 Cabina do radiador de resfriamento ........................................................ 198 
2.4.4 Número de ordem ................................................................................... 199 
2.4.5 Faróis ...................................................................................................... 200 
2.4.6 Tanque de combustível ........................................................................... 201 
2.4.7 Reservatório de ar ................................................................................... 203 
2.4.7.1 Secador de ar .......................................................................................... 204 
2.4.8 Buzina e sino .......................................................................................... 205 
2.5 Dimensões da locomotiva ....................................................................... 206 
2.5.1 Características da locomotiva .................................................................. 208 
2.5.2 Gabarito da ferrovia ................................................................................ 209 
2.5.2.1 Gabarito do corredor centro da FCA ........................................................ 210 
2.5.2.2 Gabarito da EFVM .................................................................................... 211 
3 Motor Diesel Ferroviário .......................................................................... 213 
3.1 Introdução .............................................................................................. 214 
3.2 Princípio de funcionamento ..................................................................... 215 
3.3 Características ........................................................................................ 217 
3.3.1 Exemplos ................................................................................................ 220 
3.4 Partes principais ...................................................................................... 221 
3.4.1 Bloco ....................................................................................................... 223 
3.4.2 Cárter ..................................................................................................... 225 
3.4.3 Eixo de manivelas – eixo virabrequim ...................................................... 226 
3.4.4 Eixo de comando de válvulas ................................................................... 228 
3.4.5Conjunto de força ................................................................................... 230 
3.4.5.1 Bielas ...................................................................................................... 232 
3.4.5.2 Pistão ...................................................................................................... 233 
3.4.5.3 Anéis ...................................................................................................... 235 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba V 
3.4.5.4 Camisa .................................................................................................... 236 
3.4.5.5 Cabeçote ................................................................................................. 238 
3.4.5.6 Válvulas .................................................................................................. 240 
3.4.5.7 Balancins ................................................................................................ 241 
3.4.5.8 Ponte de válvulas .................................................................................... 242 
3.5 Ciclos de trabalho ................................................................................... 243 
3.5.1 Motor de quatro tempos ......................................................................... 245 
3.5.2 1º tempo – Admissão .............................................................................. 247 
3.5.3 2º tempo – Compressão .......................................................................... 249 
3.5.4 3º tempo - Expansão ou tempo motor ..................................................... 251 
3.5.5 4º tempo – Escape ................................................................................... 252 
3.5.6 4º tempo – Lavagem................................................................................ 254 
3.5.7 Motor de dois tempos ............................................................................. 256 
3.5.7.1 1º Tempo - Admissão e lavagem ............................................................. 258 
3.5.7.2 1º Tempo – Compressão ......................................................................... 259 
3.5.7.3 2º tempo - Combustão ............................................................................ 260 
3.5.7.4 2º Tempo – Escape .................................................................................. 262 
3.6 Sistemas do motor diesel ........................................................................ 263 
3.6.1 Sistema de óleo lubrificante .................................................................... 265 
3.6.1.1 Lubrificação ............................................................................................ 266 
3.6.1.2 Função do lubrificante ............................................................................ 267 
3.6.1.3 Funcionamento do sistema de óleo lubrificante ....................................... 268 
3.6.2 Sistema de arrefecimento ........................................................................ 273 
3.6.2.1 Funcionamento ....................................................................................... 274 
3.6.3 Sistema de ar de admissão ...................................................................... 282 
3.6.3.1 Motores soprados ................................................................................... 283 
3.6.3.2 Motores turbo alimentados ..................................................................... 284 
3.6.3.2.1 Descrição ................................................................................................ 285 
3.6.3.3 Sistema de lubrificação do turbo alimentador .......................................... 291 
3.6.4 Sistema de exaustão ............................................................................... 293 
3.6.5 Sistema de combustível ........................................................................... 294 
3.6.5.1 Injetores de combustível ......................................................................... 298 
3.6.5.2 Governador e controle da rotação do motor diesel .................................. 301 
3.6.5.3 Equipamentos de proteção do motor diesel ............................................. 308 
3.6.5.4 Conjunto detector de baixo nível de água e baixa pressão no cárter ....... 313 
3.6.5.5 Sistema de injeção eletrônica .................................................................. 316 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba VI 
4 Sistema de Transmissão Elétrica .............................................................. 319 
4.1 Introdução .............................................................................................. 320 
4.2 Tipos de locomotivas diesel-elétricas ...................................................... 329 
4.2.1 Gerador de tração ................................................................................... 330 
4.2.2 Circuito de controle de excitação e potência ........................................... 331 
4.3 Locomotiva diesel-elétrica do tipo DC-DC – gerador principal .................. 336 
4.3.1 Gerador principal .................................................................................... 338 
4.4 Locomotiva diesel-elétrica do tipo DC-DC – excitatriz+gerador ................ 342 
4.4.1 Excitatriz ................................................................................................. 343 
4.4.2 Gerador principal .................................................................................... 344 
4.4.3 Circuito de controle de excitação e potência ........................................... 345 
4.5 Locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC – excitatriz+alternador ............ 347 
4.5.1 Alternador principal ................................................................................ 348 
4.5.2 Retificador .............................................................................................. 351 
4.6 Locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC – alternador+alternador ........... 357 
4.6.1 Alternador auxiliar .................................................................................. 358 
4.6.2 Gerador de tração em corrente alternada ................................................ 360 
4.6.3 Sistema de proteção por relé de terra ...................................................... 361 
4.7 Locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC microprocessada ..................... 363 
4.7.1 Circuito microprocessado de controle de excitação e potência ................ 364 
4.7.2 Microcomputadores principais ................................................................ 367 
4.7.3 Painéis de display do operador ................................................................ 371 
4.7.4 Governador eletrônico e injeção eletrônica .............................................. 373 
4.8 Locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC-AC ........................................... 374 
5 Motores Elétricos de Tração .................................................................... 377 
5.1 Introdução .............................................................................................. 378 
5.2 Motores em corrente contínua ................................................................. 381 
5.2.1 Estator .................................................................................................... 382 
5.2.2 Rotor ....................................................................................................... 386 
5.2.3 Motor em corrente contínua com excitação série ..................................... 391 
5.2.3.1 Conjugado no eixo do motor................................................................... 392 
5.2.3.2 Esforço de tração no rodeiro ...................................................................396 
5.2.3.3 Esforço de tração da locomotiva .............................................................. 398 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba VII 
5.2.4 Sentido de rotação do motor de tração .................................................... 401 
5.2.5 Ligação dos motores de tração ................................................................ 402 
5.2.5.1 Ligação dos motores de tração em paralelo ............................................. 403 
5.2.5.2 Ligação dos motores de tração em série-paralelo .................................... 404 
5.2.5.3 Transição ................................................................................................ 405 
5.3 Frenagem elétrica ................................................................................... 411 
5.3.1 Frenagem regenerativa ............................................................................ 412 
5.3.2 Frenagem dinâmica ................................................................................. 413 
5.3.3 Força de frenagem dinâmica ................................................................... 416 
5.3.4 Frenagem dinâmica de faixa estendida .................................................... 421 
5.4 Perfil térmico dos motores de tração ....................................................... 424 
5.5 Motores em corrente alternada ............................................................... 428 
5.5.1 Motor de indução .................................................................................... 430 
5.5.1.1 Estator .................................................................................................... 431 
5.5.1.2 Rotor ...................................................................................................... 432 
5.5.1.3 Campo magnético girante ....................................................................... 433 
5.5.1.4 Velocidade Síncrona ................................................................................ 436 
5.5.1.5 Escorregamento ...................................................................................... 437 
5.5.1.5.1 Exemplo .................................................................................................. 438 
5.5.1.6 Curva conjugado x velocidade ................................................................. 439 
5.5.2 Controle de velocidade do motor de indução .......................................... 440 
5.5.3 O inversor ............................................................................................... 445 
5.5.3.1 Inversor trifásico em ponte ..................................................................... 447 
5.5.3.2 Sequência de acionamento das chaves estáticas ...................................... 448 
5.5.3.3 Escolha do modo de comando das chaves estáticas ................................. 455 
5.5.4 Chaves estáticas eletrônicas .................................................................... 462 
5.5.4.1 Comparação dos dispositivos semicondutores de potência ..................... 464 
5.5.4.2 O IGBT .................................................................................................... 466 
5.5.4.2.1 Estrutura física ........................................................................................ 468 
5.5.4.3 IGBT comercial ........................................................................................ 469 
5.5.5 Aplicação do IGBT no inversor de tensão imposta.................................... 472 
5.5.6 Motor de indução trifásico alimentado por um inversor ........................... 474 
5.5.6.1 Acionamento do motor de indução com inversores de tensão 
constante ................................................................................................ 476 
5.5.7 Controle vetorial ..................................................................................... 482 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba VIII 
5.5.8 Sentido de rotação .................................................................................. 485 
5.5.9 Frenagem dinâmica ................................................................................. 486 
5.5.10 Motor em corrente contínua ou em corrente alternada? ........................... 491 
5.5.10.1 Porque não se adota o motor de tração em corrente alternada ................ 492 
5.5.10.2 Porque se deve adotar o motor em corrente alternada ............................. 493 
6 Modos de Tração ..................................................................................... 497 
6.1 Tipos de serviço ...................................................................................... 498 
6.2 Locomotivas de manobra ........................................................................ 499 
6.2.1 Locomotivas híbridas .............................................................................. 500 
6.2.1.1 Vantagens ............................................................................................... 502 
6.2.2 Locomotivas adaptadas ........................................................................... 503 
6.2.2.1 Definições ............................................................................................... 504 
6.2.2.2 Composição ............................................................................................ 506 
6.2.2.3 Vantagens ............................................................................................... 508 
6.2.2.4 Considerações gerais .............................................................................. 509 
6.3 Operação em tração múltipla................................................................... 511 
6.3.1 Operação em tração múltipla com locomotivas de diferentes tipos .......... 512 
6.3.2 Exemplo .................................................................................................. 513 
6.4 Controlador automático de potência – CAP .............................................. 514 
6.4.1 Descrição do funcionamento ................................................................... 516 
6.4.2 Vantagens e desvantagens ...................................................................... 519 
6.4.3 Algoritmo de controle ............................................................................. 520 
6.5 Tração distribuída ................................................................................... 522 
6.5.1 Como funciona ........................................................................................ 528 
6.5.2 Tração múltipla x Tração distribuída ....................................................... 529 
6.5.3 Performance da tração distribuída ........................................................... 531 
6.5.3.1 Ganhos em curvas ................................................................................... 532 
6.5.3.2 Ganhos em rampas ................................................................................. 533 
6.5.3.3 Ganhos no Desmembramento ................................................................. 534 
6.5.3.4 Ganhos nos tempos de operação ............................................................. 535 
6.5.3.5 Ganhos nos custos de operação .............................................................. 536 
6.5.3.6 Ganho no consumo de combustível ......................................................... 537 
6.5.4 Processo de “Linkagem” .......................................................................... 538 
6.5.4.1 Operação em túneis ................................................................................ 540 
6.5.4.2 Problemas ............................................................................................... 541 
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6.5.5 Locotrol .................................................................................................. 543 
6.5.5.1 Descrição funcional ................................................................................. 544 
6.5.5.2 Descrição operacional ............................................................................. 546 
7 Referência Bibliográficas ......................................................................... 547 
7.1 Livros ...................................................................................................... 548 
7.2 Apostilas e notas de aula ........................................................................ 550 
7.3 Cursos e seminários ................................................................................ 552 
7.4 Monografias e Teses ............................................................................... 553 
7.5 Artigos .................................................................................................... 555 
7.6 Informações técnicas .............................................................................. 557 
7.7 Manuais .................................................................................................. 558 
7.8 Instruções de manutenção - MI ................................................................ 560 
7.9 Normas Técnicas ..................................................................................... 563 
7.10 Sites ........................................................................................................ 565 
 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba X 
 
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PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XI 
Figuras 
Figura 1.1 Rodas de aço que rolam sobre trilhos de aço ............................................ 2 
Figura 1.2 Superfície rugosa ...................................................................................... 3 
Figura 1.3 Corpo metálico em repouso sobre uma superfície horizontal .................... 3 
Figura 1.4 Pontos de contato ..................................................................................... 3 
Figura 1.5 A roda metálica cilíndrica desliza sobre uma superfície horizontal ............ 5 
Figura 1.6 A velocidade linear de cada partícula da roda ............................................ 5 
Figura 1.7 A roda metálica cilíndrica rola sobre uma superfície horizontal ................. 6 
Figura 1.8 A roda está girando em torno de um eixo perpendicular ........................... 6 
Figura 1.9 Velocidade linear de cada partícula da roda............................................... 6 
Figura 1.10 Força de atrito cinético.............................................................................. 7 
Figura 1.11 Força de aderência .................................................................................... 7 
Figura 1.12 Efeito do deslizamento da roda ................................................................. 8 
Figura 1.13 Roda apoiada sobre o trilho no ponto de contato 𝐜 ................................... 9 
Figura 1.14 𝑷𝒂 é equilibrado pela reação de apoio 𝑵 ................................................... 9 
Figura 1.15 Aplicação do conjugado motor 𝑪𝒎 .......................................................... 10 
Figura 1.16 Decomposição do conjugado motor ........................................................ 10 
Figura 1.17 Sentido de deslocamento ........................................................................ 11 
Figura 1.18 Força resistente 𝐅𝐫 .................................................................................. 11 
Figura 1.19 Força de aderência .................................................................................. 11 
Figura 1.20 Força de tração capaz de colocar o rodeiro em movimento ..................... 13 
Figura 1.21 Heinrich Rudolf Hertz .............................................................................. 17 
Figura 1.22 Elipse de Hertz ........................................................................................ 18 
Figura 1.23 Contato roda-trilho ................................................................................. 18 
Figura 1.24 Roda em contato com o trilho sem nenhuma carga ................................. 19 
Figura 1.25 Roda em contato com o trilho com carga ................................................ 19 
Figura 1.26 Deslocamento da área de aderência ........................................................ 20 
Figura 1.27 Locomotiva estacionária .......................................................................... 26 
Figura 1.28 Locomotiva puxando o trem.................................................................... 26 
Figura 1.29 Distribuição de carga nos eixos .............................................................. 27 
Figura 1.30 Contato roda-trilho com a roda em movimento ....................................... 29 
Figura 1.31 Variação da aderência com a velocidade segundo Parodi ......................... 30 
Figura 1.32 Variação da aderência com a velocidade segundo Curtius e Kniffler ........ 31 
Figura 1.33 Variação da aderência com a velocidade segundo a ABA ......................... 32 
Figura 1.34 Calo de roda ........................................................................................... 33 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XII 
Figura 1.35 Desgastes anormais nos trilhos ............................................................... 33 
Figura 1.36 Sistema de areeiros ................................................................................. 34 
Figura 1.37 Bico do areeiro ........................................................................................ 34 
Figura 1.38 Areia utilizada no sistema de areeiros ..................................................... 35 
Figura 1.39 Deslocamento da área de aderência até o centro da superfície de 
contato ................................................................................................... 36 
Figura 1.40 Deslocamento da área de aderência após ultrapassar o centro da 
superfície de contato ............................................................................... 37 
Figura 1.41 Curvas de “creep” sob várias condições dos trilhos .................................. 37 
Figura 1.42 Resistência ao movimento ....................................................................... 39 
Figura 1.43 Forças aplicadas sobre os mancais .......................................................... 42 
Figura 1.44 Forças aplicadas sobre os rolos do rolamento ......................................... 42 
Figura 1.45 Deformação do trilho devida a carga no eixo ........................................... 43 
Figura 1.46 Deformação do trilho entre dois dormentes ............................................ 44 
Figura 1.47 Deformação do trilho causada pela resiliência do leito ferroviário ........... 44 
Figura 1.48 Volume de ar a ser deslocado .................................................................. 45 
Figura 1.49 Engates ligando duas locomotivas e ligando uma locomotiva e um 
vagão ...................................................................................................... 46 
Figura 1.50 Pinagem do engate no aparelho de choque e tração ................................ 46 
Figura 1.51 Tração animal com trenó ......................................................................... 48 
Figura 1.52 Tração animal com carroça...................................................................... 48 
Figura 1.53 Plano inclinado ........................................................................................62 
Figura 1.54 Plano inclinado ........................................................................................ 65 
Figura 1.55 Trem se deslocando num trecho em curva .............................................. 67 
Figura 1.56 Ataque de um rodeiro aos trilhos na curva .............................................. 68 
Figura 1.57 Truque rígido .......................................................................................... 70 
Figura 1.58 Ataque do truque rígido aos trilhos na curva ........................................... 70 
Figura 1.59 Dimensões dos truques rígidos ............................................................... 70 
Figura 1.60 Ataque do truque rígido aos trilhos na curva ........................................... 71 
Figura 1.61 Ataque do truque de inscrição radial aos trilhos na curva ........................ 71 
Figura 1.62 Perfil da ferrovia sob o trem .................................................................... 79 
Figura 1.63 Via ferroviária estabelecida num plano horizontal ................................... 80 
Figura 1.64 Superelevação ......................................................................................... 80 
Figura 1.65 O vagão e os três eixos de liberdade ....................................................... 84 
Figura 1.66 Movimento de auto-excitação de um rodeiro ........................................... 88 
Figura 1.67 Curvas dos esforços normais do trem com vagão vazio ........................... 97 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XIII 
Figura 1.68 Curvas dos esforços normais do trem com vagão carregado ................... 97 
Figura 1.69 Curvas de esforços ocasionais do trem com vagão carregado .................. 99 
Figura 1.70 Deslocamento do corpo provocado por uma força 𝑭 ............................. 103 
Figura 1.71 Força de tração aplicada ao eixo de um rodeiro .................................... 104 
Figura 1.72 Força de tração ..................................................................................... 104 
Figura 1.73 Cadeia de transferência da potência disponível ..................................... 106 
Figura 1.74 Curva de esforço de tração x velocidade ............................................... 115 
Figura 1.75 Curvas de esforço de tração x velocidade .............................................. 116 
Figura 1.76 Curvas de esforço de tração x Velocidade por ponto de aceleração ....... 117 
Figura 1.77 Limite estabelecido pela aderência disponível ....................................... 118 
Figura 1.78 Curvas de esforço de tração e de resistência ao movimento .................. 119 
Figura 1.79 Pontos notáveis ..................................................................................... 120 
Figura 1.80 Gráficos da trajetória e dos pontos de aceleração da locomotiva ........... 121 
Figura 1.81 Operação do trem ................................................................................. 122 
Figura 1.82 Curva de velocidade desenvolvida pela locomotiva ................................ 124 
Figura 1.83 Gráficos da trajetória e dos pontos de aceleração da locomotiva ........... 125 
Figura 1.84 Operação do trem ................................................................................. 126 
Figura 1.85 Curva de velocidade desenvolvida pela locomotiva ................................ 128 
Figura 1.86 Força de frenagem .................................................................................... 129 
Figura 1.87 Sistema de freio pneumático ................................................................. 129 
Figura 1.88 Força de inércia .................................................................................... 131 
Figura 1.89 Força de frenagem ................................................................................ 131 
Figura 1.90 Calo de roda ......................................................................................... 134 
Figura 2.1 Locomotiva diesel-mecânica .................................................................. 138 
Figura 2.2 Distribuição percentual da frota mundial de locomotivas diesel ............ 139 
Figura 2.3 Locomotiva de passageiros Zephyr ........................................................ 140 
Figura 2.4 Locomotiva diesel-elétrica ..................................................................... 140 
Figura 2.5 Locomotiva diesel-elétrica em corte ...................................................... 141 
Figura 2.6 Eixo do rodeiro ..................................................................................... 144 
Figura 2.7 Rodas ................................................................................................... 145 
Figura 2.8 Processo de usinagem da roda num torno de subsolo ........................... 145 
Figura 2.9 Caixa do Rolamento .............................................................................. 146 
Figura 2.10 Gaiola e rolos cilíndricos ....................................................................... 146 
Figura 2.11 Rolamento tipo cartucho ....................................................................... 147 
Figura 2.12 Vista em corte do rolamento tipo cartucho ............................................ 147 
Figura 2.13 Vista parcial do rolamento tipo cartucho ............................................... 147 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XIV 
Figura 2.14 Caixa do rolamento ............................................................................... 148 
Figura 2.15 Pinhão e engrenagem ............................................................................ 149 
Figura 2.16 Engrenagem .......................................................................................... 150 
Figura 2.17 Método de medição da folga da engrenagem ........................................ 150 
Figura 2.18 Pinhões de 18 e de 13 dentes ............................................................... 151 
Figura 2.19 Pinhão instalado na ponta do eixo do motor de tração .......................... 151 
Figura 2.20 Desgastes dos dentes do pinhão por falta de lubrificação ..................... 152 
Figura 2.21 Pinhões com dente quebrado ................................................................ 152 
Figura 2.22 Pinhão cortado devido ao travamento do rolamento do motor ............... 152 
Figura 2.23 Pinhão trincado ..................................................................................... 153 
Figura 2.24 Pinhão avariado ..................................................................................... 153 
Figura 2.25 Eixo do motor quebrado ....................................................................... 153 
Figura 2.26 O pinhão possui dentes ligeiramente cônicos ........................................ 154 
Figura 2.27 Pinhão integrado ................................................................................... 154 
Figura 2.28 As duas metades da caixa de graxa ....................................................... 155 
Figura 2.29 Caixa de graxa completa ....................................................................... 155 
Figura 2.30 Anel de vedação da caixa de graxa ........................................................ 155 
Figura 2.31 Motor com mancais de apoio de fricção ................................................ 157 
Figura 2.32 Alojamento do mancal de apoio de fricção ............................................ 157 
Figura 2.33 Casquilhos dos mancais de apoio de fricção .......................................... 157 
Figura 2.34 Escova de lubrificação do mancal .......................................................... 158 
Figura 2.35 Reservatório de óleo .............................................................................158 
Figura 2.36 Motor com mancal de rolamentos ......................................................... 158 
Figura 2.37 Tubo U .................................................................................................. 159 
Figura 2.38 Montagem de um conjunto de fricção ................................................... 160 
Figura 2.39 Montagem de um conjunto de rolamentos ............................................ 160 
Figura 2.40 Estrutura de um truque ......................................................................... 161 
Figura 2.41 Formas de truque .................................................................................. 162 
Figura 2.42 Chapas de desgaste .............................................................................. 162 
Figura 2.43 Prato ..................................................................................................... 163 
Figura 2.44 Spanbolster ........................................................................................... 164 
Figura 2.45 Ampara-balanço do spanbolster ............................................................ 164 
Figura 2.46 Conjunto motor/rodeiro montado no truque ......................................... 165 
Figura 2.47 Nariz e queixo do motor de tração ........................................................ 166 
Figura 2.48 Amortecedor do nariz e queixo ............................................................. 166 
Figura 2.49 Motor detração apoiado sobre o coxim ................................................. 166 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XV 
Figura 2.50 Suspensão primária ............................................................................... 168 
Figura 2.51 Amortecedores telescópicos .................................................................. 169 
Figura 2.52 Molas helicoidais e coxins de borracha e aço ........................................ 170 
Figura 2.53 Ampara-balanço do bolster ................................................................... 170 
Figura 2.54 Cilindro e timoneria de freio ................................................................. 171 
Figura 2.55 Ajustador de freio da locomotiva........................................................... 171 
Figura 2.56 Freio de mão ......................................................................................... 172 
Figura 2.57 Corrente diretamente ligada ao mecanismo de freio .............................. 172 
Figura 2.58 Caixa de areia ....................................................................................... 173 
Figura 2.59 Areia soprada através do bico do areeiro............................................... 173 
Figura 2.60 Bico do areeiro ...................................................................................... 173 
Figura 2.61 Truque B ............................................................................................... 174 
Figura 2.62 Truque C ............................................................................................... 174 
Figura 2.63 Truque D .............................................................................................. 174 
Figura 2.64 Truque D .............................................................................................. 175 
Figura 2.65 Truque rígido ........................................................................................ 175 
Figura 2.66 Truque articulado ................................................................................. 175 
Figura 2.67 Truque de alto desempenho para locomotiva DC .................................. 176 
Figura 2.68 Truque de alto desempenho para locomotiva AC ................................... 176 
Figura 2.69 Truque de alto desempenho para locomotiva chinesa ........................... 177 
Figura 2.70 1- Pino central; 2- Pino luva de tração; 3- Pino junção de tração; 4- 
Haste do laço da tração; 5- Castanha..................................................... 177 
Figura 2.71 Truque de alta performance .................................................................. 178 
Figura 2.72 Truque radial ........................................................................................ 178 
Figura 2.73 Locomotiva B ........................................................................................ 179 
Figura 2.74 Locomotivas C ...................................................................................... 179 
Figura 2.75 Locomotiva D ........................................................................................ 179 
Figura 2.76 Locomotiva BoBo ................................................................................... 180 
Figura 2.77 Plataforma ............................................................................................ 181 
Figura 2.78 Detalhes da viga principal ..................................................................... 182 
Figura 2.79 Detalhes da plataforma ......................................................................... 183 
Figura 2.80 Conjunto prato pião .............................................................................. 184 
Figura 2.81 Viga agulha ........................................................................................... 184 
Figura 2.82 Olhais de içamento e utilização dos macacos ........................................ 185 
Figura 2.83 Descarga de locomotivas no porto ........................................................ 185 
Figura 2.84 Saída para o duto dear .......................................................................... 186 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XVI 
Figura 2.85 Duto de ar ............................................................................................. 186 
Figura 2.86 Testeiras ............................................................................................... 187 
Figura 2.87 Equipamentos instalados na testeira ..................................................... 187 
Figura 2.88 Aparelho de choque e tração ................................................................. 188 
Figura 2.89 Bolsa do aparelho de choque e tração ................................................... 188 
Figura 2.90 Limpa-trilhos ......................................................................................... 189 
Figura 2.91 Engates ................................................................................................. 190 
Figura 2.92 Chapa de desgaste do engate ................................................................ 190 
Figura 2.93 Acoplamento de uma locomotiva a um vagão ........................................ 190 
Figura 2.94 Curva de raio muito pequeno e levantamento da roda ........................... 191 
Figura 2.95 Cabo jumper ......................................................................................... 192 
Figura 2.96 Tomada jumper ..................................................................................... 192 
Figura 2.97 Escadas ................................................................................................. 193 
Figura 2.98 Cabina principal .................................................................................... 195 
Figura 2.99 Pedestal de controle lateral ................................................................... 196 
Figura 2.100 Pedestal de controle frontal ................................................................... 196 
Figura 2.101 Cabina do motor diesel ......................................................................... 197 
Figura 2.102 Capota da cabina do motor diesel ......................................................... 197 
Figura 2.103 Cabina dos radiadores de resfriamento .................................................198 
Figura 2.104 Número de ordem ................................................................................. 199 
Figura 2.105 Faróis .................................................................................................... 200 
Figura 2.106 Ditch light ............................................................................................. 200 
Figura 2.107 Tanque de combustível localizado entre os truques .............................. 201 
Figura 2.108 Tanque de combustível ......................................................................... 201 
Figura 2.109 Visor de nível ........................................................................................ 201 
Figura 2.110 Quebra ondas ....................................................................................... 202 
Figura 2.111 Dreno do tanque de combustível ........................................................... 202 
Figura 2.112 Janelas de inspeção do tanque de combustível ...................................... 202 
Figura 2.113 Cilindro de freio instalado sobre e a frente do tanque de 
combustível .......................................................................................... 203 
Figura 2.114 Secador de ar ........................................................................................ 204 
Figura 2.115 Buzina ................................................................................................... 205 
Figura 2.116 Sino ...................................................................................................... 205 
Figura 2.117 Vistas lateral, frontal e traseira de uma locomotiva ............................... 206 
Figura 2.118 Dimensões da locomotiva ..................................................................... 207 
Figura 2.119 Dispositivo de verificação de inscrição no gabarito ................................ 209 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XVII 
Figura 2.120 Gabarito do Corredor Centro da FCA ..................................................... 210 
Figura 2.121 Gabarito da EFVM .................................................................................. 211 
Figura 3.1 Motor patenteado por Rudolf Diesel ...................................................... 214 
Figura 3.2 Motor de pequeno porte em corte ......................................................... 221 
Figura 3.3 Motor de dois tempos em corte ............................................................ 222 
Figura 3.4 Motor de quatro tempos em corte ......................................................... 222 
Figura 3.5 Bloco em chapas de aço soldadas.......................................................... 224 
Figura 3.6 Bloco em ferro fundido cinzento ........................................................... 224 
Figura 3.7 Tipos de cárter ...................................................................................... 225 
Figura 3.8 Eixos virabrequim de duas seções ......................................................... 226 
Figura 3.9 Mancais fixos ........................................................................................ 226 
Figura 3.10 Casquilho com desgaste ....................................................................... 227 
Figura 3.11 Excêntricos do eixo de comando de válvulas ......................................... 228 
Figura 3.12 Segmentos de eixos de comando de válvulas ........................................ 228 
Figura 3.13 Componentes do conjunto de força....................................................... 230 
Figura 3.14 Conjunto de força completo de um motor de dois tempos .................... 230 
Figura 3.15 Conjunto de força em corte de um motor de quatro tempos ................. 231 
Figura 3.16 Conjuntos de força sendo montados no bloco de um motor .................. 231 
Figura 3.17 Biela mestra e biela articulada ............................................................... 232 
Figura 3.18 Biela garfo e biela faca .......................................................................... 232 
Figura 3.19 Vista da saia e da coroa do pistão ......................................................... 233 
Figura 3.20 Vista da saia e da coroa do pistão ......................................................... 233 
Figura 3.21 Carregador............................................................................................ 234 
Figura 3.22 Posicionamento dos anéis de segmento ................................................ 235 
Figura 3.23 Camisa de um motor de dois tempos .................................................... 236 
Figura 3.24 Camisa de um motor de quatro tempos ................................................ 237 
Figura 3.25 Vista das partes superior e inferior do cabeçote .................................... 238 
Figura 3.26 Vista interna do cabeçote ...................................................................... 238 
Figura 3.27 Fixação dos conjuntos de força no bloco ............................................... 239 
Figura 3.28 Válvulas ................................................................................................ 240 
Figura 3.29 Balancins .............................................................................................. 241 
Figura 3.30 Ponte de válvulas .................................................................................. 242 
Figura 3.31 Ponte válvulas instalada no motor ......................................................... 242 
Figura 3.32 Diagrama pressão x volume do ciclo de trabalho de um motor diesel 
ideal ..................................................................................................... 243 
Figura 3.33 Ciclo de trabalho de um motor de quatro tempos ................................. 245 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XVIII 
Figura 3.34 Esquemático do cilindro de um motor de quatro tempos ....................... 245 
Figura 3.35 Ângulos de giro do eixo virabrequim de um motor de quatro tempos ... 246 
Figura 3.36 O pistão está em seu movimento descendente a 𝟔𝟏° do PMI .................. 247 
Figura 3.37 O pistão atingiu seu PMI ........................................................................ 247 
Figura 3.38 O pistão está em seu movimento ascendente a 𝟒𝟓° do PMI .................... 248 
Figura 3.39 A válvula de admissão é fechada ........................................................... 249 
Figura 3.40 O pistão comprime a ar contido no cilindro ........................................... 249 
Figura 3.41 O injetor pulveriza combustível no cilindro ........................................... 250 
Figura 3.42 Nos motores com EFI a injeção do combustível se dá a partir de 𝟖𝟐° 
antes do PMS ........................................................................................ 250 
Figura 3.43 O combustível queima-se espontaneamente .......................................... 251 
Figura 3.44 Os gases expandem-se e empurram o pistão para baixo ....................... 251 
Figura 3.45 A válvula de escape é aberta a 𝟓𝟓° do PMI ............................................. 252 
Figura 3.46 O pistão inicia um novo movimento ascendente .................................... 252 
Figura 3.47 O pistão em seu movimento ascendente expulsa os gases residuais 
da combustão ....................................................................................... 253 
Figura 3.48 A válvula de admissão é aberta a 𝟔𝟓° antes do PMS ............................... 254 
Figura 3.49 Os resíduos da combustão são expulsos para fora do cilindro ............... 254 
Figura 3.50 Novo ciclo de trabalho é iniciado ........................................................... 255 
Figura 3.51 Ciclo de trabalho de um motor de dois tempos .....................................256 
Figura 3.52 Esquemático do cilindro de um motor de dois tempos .......................... 256 
Figura 3.53 Ângulos de giro do eixo virabrequim de um motor de dois tempos ....... 257 
Figura 3.54 O pistão está no PMI ............................................................................. 258 
Figura 3.55 As janelas são fechadas e o ar começa a ser comprimido ...................... 259 
Figura 3.56 O combustível é pulverizado ................................................................. 260 
Figura 3.57 O combustível queima-se espontaneamente .......................................... 260 
Figura 3.58 Os gases expandem-se e empurram o pistão para baixo ....................... 261 
Figura 3.59 As válvulas de escape são abertas ......................................................... 262 
Figura 3.60 Novo ciclo de trabalho é iniciado ........................................................... 262 
Figura 3.61 Sistemas do motor diesel ...................................................................... 263 
Figura 3.62 Esquemático do sistema de óleo lubrificante ......................................... 268 
Figura 3.63 Vareta de medição do nível de óleo no cárter ........................................ 268 
Figura 3.64 Esquemático do circuito de óleo lubrificante ......................................... 269 
Figura 3.65 Esquemático do sistema de arrefecimento ............................................. 274 
Figura 3.66 Bomba centrífuga .................................................................................. 274 
Figura 3.67 Bancos de radiadores de resfriamento ................................................... 275 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XIX 
Figura 3.68 Cabina dos Radiadores de resfriamento ................................................ 275 
Figura 3.69 Banco de radiadores com venezianas operadas automaticamente ......... 276 
Figura 3.70 Ventilador com acoplamento eletro-hidráulico ....................................... 277 
Figura 3.71 Ventilador com acoplamento eletromagnético ....................................... 278 
Figura 3.72 Ventilador acionado por motor elétrico ................................................. 279 
Figura 3.73 Conjunto de chaves termostáticas ......................................................... 279 
Figura 3.74 Sensor de temperatura em estado sólido ............................................... 280 
Figura 3.75 Controle eletrônico de acionamento dos ventiladores............................ 280 
Figura 3.76 Gradadores de tensão ........................................................................... 281 
Figura 3.77 Soprador e turbo alimentador ............................................................... 282 
Figura 3.78 Soprador de ar de admissão .................................................................. 283 
Figura 3.79 Rotor do soprador ................................................................................. 283 
Figura 3.80 Esquemático do sistema de ar de admissão de um motor turbo 
alimentado ............................................................................................ 284 
Figura 3.81 Filtro de inércia ..................................................................................... 285 
Figura 3.82 Tubo purificador de ar .......................................................................... 285 
Figura 3.83 Filtros sacola ......................................................................................... 286 
Figura 3.84 Conjunto do rotor ................................................................................. 287 
Figura 3.85 Turbina acionada por um sistema de engrenagens ................................ 288 
Figura 3.86 Conjunto da carcaça do soprador .......................................................... 289 
Figura 3.87 Resfriador intermediário ....................................................................... 289 
Figura 3.88 Colmeia do resfriador intermediário ...................................................... 290 
Figura 3.89 Esquemático do circuito de lubrificação da turbina ................................ 291 
Figura 3.90 Sistema de escape ................................................................................. 293 
Figura 3.91 Esquemático do sistema de combustível ............................................... 295 
Figura 3.92 Bomba de transferência de combustível ................................................ 295 
Figura 3.93 Visor de retorno .................................................................................... 296 
Figura 3.94 Bicos injetores e bombas injetoras ........................................................ 297 
Figura 3.95 Injetor de combustível .......................................................................... 298 
Figura 3.96 Vista interna do injetor de combustível ................................................. 298 
Figura 3.97 Governador de locomotivas GE e EMD ................................................... 301 
Figura 3.98 Diagrama interno do governador........................................................... 303 
Figura 3.99 Diagrama simplificado do governador ................................................... 304 
Figura 3.100 Solenoides A, B, C e D e o solenoide de sobre passagem O ................... 305 
Figura 3.101 Conjunto do servomotor e o potenciômetro .......................................... 306 
Figura 3.102 Conjunto detector de baixo nível de água e baixa pressão no cárter ..... 313 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XX 
Figura 3.103 Diagrama básico do sistema EFI de uma locomotiva Dash ..................... 316 
Figura 3.104 Painel eletrônico do sistema EFI ............................................................ 317 
Figura 3.105 Sensores de rotação e posição do eixo virabrequim............................... 318 
Figura 4.1 Sistema Ward-Leonard ........................................................................... 320 
Figura 4.2 Sistema Ward-Leonard acionado por um Motor Diesel ........................... 322 
Figura 4.3 Locomotiva diesel-elétrica ..................................................................... 322 
Figura 4.4 Cadeia de transmissão de energia de uma locomotiva diesel-elétrica ..... 323 
Figura 4.5 Curvas de conjugado e potência ............................................................ 324 
Figura 4.6 Malha mecânica .................................................................................... 325 
Figura 4.7 Malha elétrica ........................................................................................ 325 
Figura 4.8 Potência x Velocidade da locomotiva ..................................................... 326 
Figura 4.9 Esforço de Tração x Velocidade da locomotiva ...................................... 327 
Figura 4.10 Curvas de Esforço de Tração x Velocidade de uma locomotiva diesel-
mecânica de quatro marchas ................................................................. 327 
Figura 4.11 Característica tensão-corrente do gerador de tração .............................. 331 
Figura 4.12 Característica tensão-corrente do motor diesel ...................................... 332 
Figura 4.13 Relacionamento entre as curvas do gerador de tração e do motor 
diesel .................................................................................................... 332 
Figura 4.14 Curva volts-amperes resultante do gerador de tração ............................ 333 
Figura 4.15 Característica volts-amperes do gerador de tração da locomotiva .......... 334 
Figura 4.16 Potência x Velocidade da locomotiva ..................................................... 335 
Figura 4.17 Esforço de tração x velocidade da locomotiva ........................................335 
Figura 4.18 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo DC-DC ................... 336 
Figura 4.19 Circuito elétrico do gerador principal .................................................... 338 
Figura 4.20 Vista do estator e dos enrolamentos de campo do gerador principal ..... 339 
Figura 4.21 Rotor de um gerador principal............................................................... 339 
Figura 4.22 Porta-escovas e seu posicionamento no gerador principal ..................... 339 
Figura 4.23 Suspensão do eixo do gerador principal ................................................ 340 
Figura 4.24 Diagrama do circuito de controle de excitação e potência ..................... 341 
Figura 4.25 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo DC-DC – 
excitatriz+gerador principal .................................................................. 342 
Figura 4.26 Excitatriz + gerador principal ................................................................ 342 
Figura 4.27 Circuito elétrico da excitatriz ................................................................ 343 
Figura 4.28 Gerador principal .................................................................................. 344 
Figura 4.29 Circuito elétrico do gerador principal .................................................... 344 
Figura 4.30 Suspensão do eixo do gerador principal ................................................ 344 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XXI 
Figura 4.31 Diagrama esquemático do circuito de controle de excitação e 
potência ................................................................................................ 345 
Figura 4.32 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC – 
excitatriz+alternador............................................................................. 347 
Figura 4.33 – Circuito elétrico do alternador principal ................................................. 348 
Figura 4.34 Bobinas de campo do alternador principal ............................................. 348 
Figura 4.35 Anéis coletores do campo do alternador principal ................................. 349 
Figura 4.36 Controle do circuito de campo de excitação do alternador principal ...... 349 
Figura 4.37 – Estator do alternador principal ............................................................... 350 
Figura 4.38 – Princípio de funcionamento do alternador de tração ............................... 350 
Figura 4.39 – Retificador ............................................................................................. 351 
Figura 4.40 – Posicionamento dos fusíveis ................................................................... 351 
Figura 4.41 – Posicionamento dos supressores de transientes ..................................... 352 
Figura 4.42 – Retificador com seis diodos em paralelo por braço ................................. 352 
Figura 4.43 – Bancada retificadora ............................................................................... 352 
Figura 4.44 – Alternador com cinco enrolamentos de armadura ................................... 353 
Figura 4.45 – Ligação em paralelo ............................................................................... 354 
Figura 4.46 – Bancadas retificadoras ............................................................................ 354 
Figura 4.47 – Ligação em série .................................................................................... 355 
Figura 4.48 Chave de ligação série/paralelo dos retificadores .................................. 356 
Figura 4.49 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC – 
alternador+alternador ........................................................................... 357 
Figura 4.50 Circuito elétrico do alternador auxiliar .................................................. 358 
Figura 4.51 Alternador auxiliar e bobinas do enrolamento de campo ....................... 358 
Figura 4.52 Bobinas de campo do alternador auxiliar ............................................... 359 
Figura 4.53 Anéis coletores do alternador auxiliar ................................................... 359 
Figura 4.54 Enrolamentos da armadura do alternador auxiliar ................................. 359 
Figura 4.55 Gerador de tração em corrente alternada com alternador auxiliar ......... 360 
Figura 4.56 Circuito de proteção por relé de terra ................................................... 361 
Figura 4.57 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC 
microprocessada ................................................................................... 363 
Figura 4.58 Diagrama do circuito microprocessado de controle de excitação e 
potência ................................................................................................ 366 
Figura 4.59 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC 
microprocessada com injeção eletrônica ............................................... 373 
Figura 4.60 Diagrama de uma locomotiva diesel-elétrica do tipo AC-DC-AC ............. 374 
Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária Mecânica de Locomotivas 
 
 
PUC MINAS - IEC / FCA Professor: José Luiz Borba XXII 
Figura 5.1 Motor de tração DC e motor de tração AC ............................................. 378 
Figura 5.2 Pinhão e engrenagem ............................................................................ 378 
Figura 5.3 Rodeiro completo .................................................................................. 379 
Figura 5.4 Soprador do motor de tração ................................................................ 379 
Figura 5.5 Representação em corte de um motor de tração em corrente 
contínua ................................................................................................ 381 
Figura 5.6 Carcaça do motor .................................................................................. 382 
Figura 5.7 Contorno octogonal da carcaça ............................................................. 382 
Figura 5.8 Polo de excitação .................................................................................. 383 
Figura 5.9 Pólo de comutação ................................................................................ 383 
Figura 5.10 Escovas e porta-escovas ........................................................................ 384 
Figura 5.11 Fixação dos porta-escovas na carcaça.................................................... 384 
Figura 5.12 Montagem dos polos, dos interpolos e dos porta-escovas no interior 
da carcaça ............................................................................................. 385 
Figura 5.13 Armadura .............................................................................................. 386 
Figura 5.14 Eixo do motor de tração ........................................................................ 386 
Figura 5.15 Lâmina, pacote laminado e montagem das bobinas da armadura .......... 387 
Figura 5.16 Comutadores ........................................................................................ 387 
Figura 5.17 Detalhes do comutador ......................................................................... 388 
Figura 5.18 Detalhe da fixação das barras do comutador ......................................... 389 
Figura 5.19 Esquemático do rodeiro acionado por um motor de tração de 
corrente contínua com ligação de campo série ...................................... 392 
Figura 5.20 Curvas conjugado x corrente dos motores GM D31 e GE 761 ANR ......... 395 
Figura 5.21 Curvas esforço de tração x Corrente dos motores GM D31 e GE 761 
ANR5 .................................................................................................... 397 
Figura 5.22 Curvas de esforço de tração x velocidade de uma locomotiva diesel-
elétrica