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Aula 13 - Parte II Segurança e Transporte p/ TRF 2ª Região (com videoaulas) Professores: Alexandre Herculano, Marcos Girão, Thiago Farias Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 1 de 147 Aula 13 ± Mecânica de Automóveis (Parte II) SUMÁRIO APRESENTAÇÃO ................................................................................... 4 VIII ± O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (Noções) ........................... 5 1. Introdução ..................................................................................... 5 2. Constituição do Motor de Combustão Interna ................................ 7 3. Os Ciclos do Motor de 04 Tempos ................................................ 11 3.1. Motor Ciclo Otto ± 1º Tempo- Admissão ................................. 11 3.2. Motor Ciclo Otto ±2º Tempo - Compressão ............................. 12 3.3. Motor Ciclo Otto ± 3ª Tempo ± Combustão (ou explosão) ...... 13 3.4. Motor Ciclo Otto ± 4º Tempo ± Escapamento.......................... 13 IX ± O SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO .................................................... 20 1. Introdução ................................................................................... 20 2. O Cabeçote .................................................................................. 20 3. Válvulas ....................................................................................... 22 3.1. Constituição da Válvula .......................................................... 24 4. Comando de Válvulas................................................................... 26 5. Varetas, Balancins e Tuchos ........................................................ 27 X ± SISTEMA DE ARREFECIMENTO...................................................... 36 1. Introdução ................................................................................... 36 2. Sistema de Arrefecimento por ÁGUA ........................................... 37 3. O Radiador .................................................................................. 40 4. O Termostato (Válvula Termostática) ......................................... 42 5. A Bomba de Água........................................................................ 44 5.1. Problemas comuns com a Bomba de Água ............................. 45 6. O Aditivo para o Sistema de Arrefecimento à Água ..................... 46 7. Sistema de Arrefecimento a AR .................................................. 47 XI ± O SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO .................................................... 54 1. Introdução ................................................................................... 54 2. O Cárter ....................................................................................... 55 3. A Bomba de Óleo ......................................................................... 55 4. O Filtro de Óleo ............................................................................ 58 5. Óleo Lubrificante p/ Motores ....................................................... 59 Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 2 de 147 6. Fluido de Freios ........................................................................... 63 XII ± O SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO ................................................... 70 1. Finalidade ................................................................................... 70 2. Tanque de Combustível................................................................ 71 3. Tubulações .................................................................................. 72 4. Filtro de Combustível ................................................................... 72 5. Bomba de Combustível ................................................................ 73 6. Coletor de Admissão .................................................................... 74 7. Filtro de AR .................................................................................. 75 8. Carburador .................................................................................. 76 9. Gasolina x Álcool ......................................................................... 77 9.1. A Octanagem .......................................................................... 77 9.2. A Gasolina .............................................................................. 78 9.3. O Álcool .................................................................................... 78 XIII ± A INJEÇÃO ELETRÔNICA (Princípios Básicos) .......................... 81 1. Introdução .................................................................................. 81 2. Funcionamento da Injeção Eletrônica e os Sistemas Eletrônicos 83 2.1. Sensor de Oxigênio ................................................................... 85 2.2. Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento ............... 86 2.3. Sensor de Temperatura do AR .................................................. 86 2.4. Sensor de Pressão Absoluta ...................................................... 87 2.5. Sensor de Posição da Borboleta ................................................ 88 2.6. Sensor de Fluxo de AR .............................................................. 89 2.7. Sensor de Detonação ................................................................ 89 2.8. Sensor de Velocidade................................................................ 90 2.9. Sensor de Rotação do Virabrequim ........................................... 91 2.10. Atuador de Marcha Lenta ........................................................ 91 2.11. Bomba Elétrica ....................................................................... 92 2.12. Regulador de Pressão ............................................................. 92 2.13. Bico Injetor (ou Válvula Injetora) .......................................... 93 XIV ± SISTEMAS DE IGNIÇÃO............................................................. 97 1. Introdução .................................................................................. 97 2. Sistema de Ignição CONVENCIONAL ........................................... 99 2.1. Bateria ...................................................................................... 99 2.2. Chave de Ignição ................................................................... 100 Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 3 de 147 2.3. Bobina de Ignição ................................................................... 101 2.4. Distribuidor ............................................................................ 104 2.4.1. Ângulo de Permanência ....................................................... 109 2.4.2 . Avanço de Ignição .............................................................. 109 2.5. Cabos de Vela ......................................................................... 110 2.6. Velas de Ignição ..................................................................... 111 2.6.1. Classificação das Velas ........................................................ 113 2.6.1. Causas de Defeitos nas Velas ............................................... 115 3. Sistema de Ignição ELETRÔNICA .............................................. 117 3.1. Emissor de impulsos indutivo ± TSZ-i .....................................119 3.2. Ignição Eletrônica Transistorizada - TSZ-h ............................. 119 XV ± O SISTEMA ELÉTRICO .............................................................. 127 1. Introdução ................................................................................ 127 2. Fusíveis .................................................................................... 127 2.1. Tipos de Fusível ..................................................................... 130 3. O Motor de Partida .................................................................... 131 4. O Alternador ............................................................................. 133 QUESTÕES DE SUA AULA .................................................................. 138 GABARITO ........................................................................................ 147 Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 4 de 147 APRESENTAÇÃO Olá, querido aluno! E aí, como foi a primeira aula sobre a Mecânica Veicular?! Bom, sei que não deve ter sido das mais fáceis, mas tenho plena certeza que estudando mais duas ou três vezes essas duas aulas, você adquirirá a confiança necessária para acertar as questões de sua prova. Estou certo disso! Pois bem, nesta continuaremos o nosso estudo do tema: Mecânica de Automóveis (Parte II) Motores. Sistema de arrefecimento. Óleos e lubrificantes. Injeção eletrônica. Baterias. Sistema elétrico. Tipos de combustível. Igualmente ao que eu disse na aula passada, não se assuste também com o tamanho desta aqui, pois você terá também um considerável número de questões, cujos comentários consomem um bom número de páginas. Os tópicos e o número de questões dessa aula seguem a sequência da aula passada, ok? Aos trabalhos! Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 5 de 147 VIII ± O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (Noções) 1. Introdução Caro aluno, nessa aula trataremos de alguns sistemas da mecânica veicular completamente conectados ao motor de combustão interna. Aqui estudaremos os sistemas de distribuição, de arrefecimento, de lubrificação e de ignição, passando ainda pelos sistemas elétrico e eletrônico. Bom, mas fica difícil entender o funcionamento desses sistemas sem ter uma noção basilar sobre o que é e como funciona esse tal motor de combustão interna, tão amplamente utilizado por décadas até hoje nos veículos automotores. E é isso que faremos nesse primeiro tópico! Pois bem, vimos em nossa primeira aula sobre Prevenção e Combate a Incêndios que a combustão, ou queima, é um processo químico que exige quatro componentes que se combinam: Na locomotiva a vapor, por exemplo, o combustível é o carvão ou a lenha. O calor produzido é utilizado para aquecer água em uma caldeira, transformando-a em vapor. O vapor se expande e, com sua pressão, vai movimentar os êmbolos que acionam as rodas motrizes da locomotiva. A locomotiva a vapor é movida por um motor de combustão externa, pois a queima do combustível ocorre fora dos compartimentos que produzem o movimento (cilindros). Seguindo o princípio de funcionamento da locomotiva a vapor, foram desenvolvidos os primeiros triciclos a vapor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 6 de 147 ¾ Já o motor de combustão interna, esse que nos interessa, é um conjunto de peças mecânicas e elétricas, cuja finalidade é produzir trabalho pela força de expansão resultante da QUEIMA DA MISTURA DE AR COM COMBUSTÍVEL, no interior de cilindros fechados. Para atender às mais variadas necessidades do atual estado de desenvolvimento tecnológico, os fabricantes constroem motores de todos os tipos. Assim, encontram-se motores a gás, gasolina, óleo diesel, querosene, álcool e movidos com outras misturas dos vários combustíveis existentes. Normalmente, os motores podem ser construídos com um ou mais cilindros. Motores monocilíndricos são empregados em implementos agrícolas, motonetas e pequenas lanchas. Os policilíndricos, com 4, 6, 8, 10, 12 ou até mais cilindros, destinam-se a automóveis, locomotivas, navios e aviões. Vamos então conhecer um pouco sobre os motores de combustão interna policilíndricos, em especial o motor de quatro tempos. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 7 de 147 2. Constituição do Motor de Combustão Interna O motor de combustão interna produz movimentos de rotação por meio de combustões dentro de cilindros fechados. Suas partes principais são: No cabeçote estão as câmaras de combustão, onde é feita a queima da mistura ar/combustível. O bloco é a estrutura principal do motor, onde estão agregados, entre outros, os seguintes elementos: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 8 de 147 9 cilindros e êmbolos; 9 árvore de manivelas; 9 cabeçote. O conjunto do virabrequim, ou conjunto móvel é formado pelas bielas, êmbolos, anéis e árvore de manivelas e transforma os movimentos retilíneos alternados dos êmbolos em rotação da própria árvore de manivelas. Para explicar o funcionamento do motor, abordaremos o funcionamento deum cilindro. Cada um deles tem, no mínimo, duas válvulas: Válvula de Admissão: permite a entrada da mistura de ar/combustível; Válvula de Escapamento: permite a passagem dos gases queimados para a descarga. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 9 de 147 A abertura e o fechamento dessas válvulas são feitos de forma sincronizada com os movimentos dos êmbolos, que se repetem em uma ordem determinada. Cada movimento do êmbolo é chamado de tempo e corresponde a meia volta (180º) da árvore de manivelas (virabrequim). A energia calorífica, resultante da combustão da mistura gasosa, converte-se em energia mecânica, por intermédio dos pistões, bielas e virabrequim. O rendimento do motor depende da quantidade de energia calorífica que é transformada em energia mecânica. Quanto maior for o volume da mistura de gasolina e ar admitida no cilindro e a compressão dessa mistura, maior será a potência específica do motor. A relação entre os volumes da mistura gasosa no cilindro, antes e depois da compressão, é designada por taxa ou relação de compressão. Há motores que completam seu ciclo de trabalho com dois movimentos dos êmbolos, ou seja, uma volta da árvore de manivelas: são os motores de dois tempos. Outros motores são de quatro tempos, ou seja, completam seu ciclo de trabalho com quatro tempos, ou a cada duas voltas da árvore de manivelas. Os motores de quatro tempos VmR�FRQKHFLGRV� WDPEpP�FRPR� ³Motores Otto´�� SRUTXH� IRUDP� LPDJLQDGRV��SHOD� SULPHLUD� YH]�� SRU� XP� HQJHQKHLUR� alemão chamado Nicolas Otto. E será ele o foco principal do nosso estudo aqui! ¾ Um motor de 04 tempos e com 04 cilindros possui no mínimo 08 válvulas (uma válvula de escape e uma de admissão para cada cilindro). ¾ Já um motor de 02 tempos, não há válvulas de escape e nem de admissão! Seu princípio de funcionamento é um tanto diferente. Todos os motores funcionam pelo mesmo princípio: queimando combustível, formam-se gases em grande quantidade; aparece uma pressão grande sobre o pistão, que o empurra para baixo e força o virabrequim a virar. Confira o movimento basilar de um pistão na figura a seguir: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 10 de 147 Para que o motor de quatro tempos funcione, ele deve executar 04 (quatro) fases bem características, enquanto o pistão sobe e desce. Essas Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 11 de 147 quatro fases recebem nomes especiais e são descritas a seguir, na figura abaixo: Vamos conhecer agora o que acontece em cada um desses QUATRO tempos! 3. Os Ciclos do Motor de 04 Tempos 3.1. Motor Ciclo Otto ± 1º Tempo- Admissão Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 12 de 147 O pistão se encontra no PMS (Ponto Morto Superior) e começa a descer. Por um mecanismo especial ± o eixo comando de válvulas -, abre±se a válvula de admissão. Continuando a descer, o pistão aspira, através da válvula de admissão, a mistura de ar/combustível. A mistura continua entrando até que o pistão chegue ao PMI (Ponto Morto Inferior). Quando o pistão chega ao Ponto Morto Inferior, a válvula de admissão se fecha. O cilindro está agora totalmente cheio de mistura ar/combustível. Mas o pistão continua a movimentar±se, e agora vai subir. 3.2. Motor Ciclo Otto ±2º Tempo - Compressão O pistão sobe desde o PMI até o PMS. As duas válvulas ficam fechadas. Consequentemente, a mistura de ar e combustível é comprimida, até ser reduzida apenas ao volume compreendido entre o PMS e a parte superior do cilindro (cabeçote). Como resultado da compressão, a mistura se aquece e as moléculas de combustível ficam mais próximas das moléculas de ar. Os dois fatos melhoram a combustão. Durante o primeiro tempo, o pistão percorreu uma vez o seu curso e, durante o seu segundo tempo, novamente; o pistão percorreu, portanto, duas vezes o seu curso. Enquanto isso, o virabrequim deu uma volta. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 13 de 147 3.3. Motor Ciclo Otto ± 3ª Tempo ± Combustão (ou explosão) Quando a mistura ar/combustível está fortemente comprimida dentro do cilindro, a vela faz saltar uma faísca bem no meio da mistura. Esta se incendeia. Formam-se os gases da explosão, que empurram violentamente o pistão para baixo, uma vez que as duas válvulas estão fechadas e por aí não podem escapar os gases. O pistão inicia então o seu movimento descendente, até o PMI. 3.4. Motor Ciclo Otto ± 4º Tempo ± Escapamento Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 14 de 147 O pistão sobe novamente desde o PMI até o PMS. Mas durante este curso abre±se a válvula de escapamento. O pistão, subindo, expulsa todos os gases resultantes da explosão que se encontram dentro do cilindro. É a fase de escapamento dos gases. Quando o pistão atinge o PMS, fecha±se a válvula de escapamento, e assim, o ciclo recomeça. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 15 de 147 E para fecharmos sobre os motores, o funcionamento do tão falado virabrequim, ou árvores de manivelas: Bom, feita então estra introdução, vamos ao estudo dos sistemas que nos restam para esta aula, a começar pelo Sistema de Distribuição. Antes, nossas primeiras questões dessa parte da aula: [CESPE ± MOTORISTA ± MPE/RR ± 2002] Um motor de combustão é uma máquina capaz de transformar a energia química do combustível em calor e esse calor em movimento. Os motores podem trabalhar Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 16 de 147 segundo ciclos mecânicos chamados tempos. No que se refere a esse assunto, julgue os itens seguintes. 65. Os motores podem ser de dois ou quatro tempos. Cada tempo equivale a meia volta da árvore de manivelas (virabrequim) ou 180 graus de giro. 66. A válvula de admissão, que é interligada ao coletor de admissão, onde estão montados o carburador ou o corpo de borboleta no sistema injeção eletrônica, abre-se uma vez a cada ciclo completo. 67. Os pistões fazem o movimento de subida e descida dentro dos cilindros do motor. Cada movimento do pistão é denominado curso. Os pontos extremos, alto e baixo, são chamados de ponto morto superior (PMS) e ponto morto inferior (PMI), respectivamente. 68. Nos motores de ciclo mecânico de dois tempos, não existem válvulas de admissão ou escapamento. Comentário 65: Certinha! A abertura e o fechamento das válvulas de admissão e escape são feitos de forma sincronizada com os movimentos dos êmbolos, que se repetem em uma ordem determinada. Cada movimento do êmbolo é chamado de tempo e corresponde a meia volta (180º) da árvore de manivelas (virabrequim). OS motores de dois tempos completam seu ciclo de trabalho com dois movimentos dos êmbolos, ou seja, uma volta da árvore de manivelas. Os motores de quatro tempos completam seu ciclo de trabalho com quatro tempos, ou a cada duas voltas da árvore de manivelas. É só se lembrar das figurinhas que ilustram cada tempo desses motores. Exemplo: Gabarito: Certo Comentário 66: Isso mesmo! A válvula de admissão é interligada ao coletor de admissão, Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 17 de 147 onde estão montados o carburador ou o corpo de borboleta no sistema injeção eletrônica e abre-se uma vez a cada ciclo completo. É só você ler novamente os 04 tempos de um ciclo completo e conferir que essa válvula só se abre apenas no 1º ciclo, exatamente o de admissão! O pistão se encontra no PMS (Ponto Morto Superior) e começa a descer. Por um mecanismo especial ± o eixo comando de válvulas-, abre±se a válvula de admissão. Continuando a descer, o pistão aspira, através da válvula de admissão, a mistura de ar/combustível. A mistura continua entrando até que o pistão chegue ao PMI (Ponto Morto Inferior). Quando o pistão chega ao ponto morto inferior, a válvula de admissão se fecha. O cilindro está agora totalmente cheio de mistura ar/combustível. O pistão continua a movimentar±se, e começa a subir. Gabarito: Certo Comentário 67: Você tem alguma dúvida de que está correta essa afirmativa? Não, né? Como vimos em nosso estudo, os pistões fazem o movimento de subida e descida dentro dos cilindros do motor, cada movimento do pistão é denominado curso e os pontos extremos, alto e baixo, são chamados de ponto morto superior (PMS) e ponto morto inferior (PMI), respectivamente. Gabarito: Certo Comentário 68: Não se assuste, pois essa foi para complementar o nosso estudo. O motor de dois tempos é um tipo de motor de combustão interna de mecanismo simples, ou seja, ocorre um ciclo de admissão, compressão, expansão e exaustão de gases a cada volta do eixo. É utilizado em motosserras, aeromodelos e pequenos geradores elétricos. Diferente dos motores de quatro tempos, as etapas de funcionamento não ocorrem de forma bem demarcada, havendo admissão e exaustão de gases simultaneamente, por exemplo. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 18 de 147 Como se pode ver na figura acima, estes motores não possuem válvulas de admissão e escapamento propriamente ditas, têm duas janelas na parede da câmara de combustão, para comunicá-la com o exterior e o cárter: x A janela de admissão, por onde vai ser introduzida a mistura gasosa formada pelo ar e pelo combustível. x A janela de escape, colocada na parte superior do cilindro e que faz a comunicação deste com o exterior, permitindo a saída dos gases queimados provenientes da combustão; Logo, acerta a questão ao afirmar que nos motores de ciclo mecânico de dois tempos, não existem válvulas de admissão ou escapamento. Gabarito: Certo 69. [CESPE ± MOTORISTA SEGURANÇA ± MPE/AM ± 2008] Os motores a combustão interna são constituídos de peças destinadas a gerar e transformar energia em força. Esses motores são formados basicamente por cabeçote, bloco, cárter, pistão, biela, virabrequim e eixo motriz, também denominado eixo cardã. Comentário: Caro aluno, essa foi demais! Tem um erro grosseiríssimo aí e não vou te perdoar se você não viu! (rsrs) Eixo cardã faz parte do conjunto de peças que formam o motor?! De jeito nenhum! Vimos na Parte I que o eixo cardã (ou cardan) compõe o sistema de transmissão do veículo. Gabarito: Errado Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 19 de 147 70. [CESPE ± MOTORISTA SEGURANÇA ± MPE/AM ± 2008] Os pistões, ou êmbolos, se movimentam no interior dos cilindros e, em seu movimento de vaivém, passam por dois pontos extremos chamados ponto morto superior e ponto morto inferior. Nesses pontos extremos, a velocidade do pistão é nula. Comentário: Corretíssima! O PMS (Ponto Morto Superior) e o PMI (Ponto Morto Inferior) são os pontos extremos do movimento do pistão. E por que são chamados de ponto MORTO? Porque neles a velocidade do pistão é morta, nula! Gabarito: Certo 71. [CESPE ± TÉCNICO ESPEC. TRANSPORTES ± MPU ± 2010] Os motores do ciclo Otto executam quatro fases características, denominadas tempos, na seguinte sequência: admissão, compressão, explosão e escapamento. Comentário: Oh, meu Deus... ah, se toda questão fosse assim! Está perfeita e é para você ter resolvido num piscar de olhos! Os motores do ciclo Otto executam quatro fases características, denominadas tempos, na seguinte sequência: admissão, compressão, explosão e escapamento. Gabarito: Certo Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 20 de 147 IX ± O SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 1. Introdução Este sistema tem a função de realizar os tempos de funcionamento do motor, sincronizado com o sistema de conjunto móvel. É constituído por vários componentes que são: Cabeçote Válvulas de Admissão e Escape Comando de Válvulas Tuchos 2. O Cabeçote O cabeçote é fabricado em ferro fundido, para os veículos antigos, e ligas leves de alumínio, para a maioria dos veículos. Ao ser instalado no bloco, o cabeçote forma a câmara de combustão em cada cilindro do motor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 21 de 147 ¾ O cabeçote serve de FIXAÇÃO para as velas de ignição, guias de válvulas, válvulas e mancais de apoio do conjunto dos balancins ou comando de válvulas. A face inferior do cabeçote deve ser rigorosamente plana para que a vedação da mistura seja a mais perfeita possível. O cabeçote tem, ainda, cavidades para formar as câmaras de combustão em conjunto com os cilindros. Essas câmaras de combustão precisam ser hermeticamente fechadas para não haver perda de compressão. É por isso que existe uma junta de vedação, instalada entre o cabeçote e o bloco, a famosíssima junta do cabeçote. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 22 de 147 ¾ A junta do cabeçote tem as funções de: 9 VEDAÇÃO entre o bloco e o cabeçote; 9 VEDAÇÃO de um cilindro para o outro; 9 VEDAÇÃO dos dutos de óleo e água. ¾ Toda vez que o cabeçote for removido, A JUNTA DEVERÁ SER SUBSTITUÍDA. A junta tradicional é fabricada de amianto e recebe reforços metálicos para resistir a altas temperaturas e pressões causadas pela combustão da mistura. Nos motores novos, esta junta tradicional foi substituída por uma junta toda metálica para vedar os aumentos de compressão nestes motores e, também, proporcionar um menor consumo de lubrificante, devido ao melhor nível de acabamento das superfícies do bloco e do cabeçote. 3. Válvulas As válvulas são hastes que possuem uma das extremidades achatadas, em forma de disco, e que se assentam perfeitamente em suas sedes no cabeçote. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 23 de 147 São instaladas no cabeçote, no interior das câmaras de combustão e, por precisarem resistir a temperaturas elevadas e a desgastes mecânicos, são confeccionadas em aços especiais. Você já sabe que existem dois tipos de válvulas, a depender de suas funções: as válvulas de admissão e as válvulas de escapamento. O que precisamos fazer agora é entrar um pouco mais em detalhes sobre cada uma desses dois tipos. ¾ As válvulas de ADMISSÃO: 9 permitem a entrada da mistura de ar/combustível na câmara de combustão; 9 vedam a abertura de admissão no tempo exato de sua compressão.¾ As válvulas de ESCAPAMENTO: 9 permitem o escapamento dos gases queimados pela combustão; 9 vedam a abertura de escapamento no tempo de compressão. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 24 de 147 Devido à temperatura dos gases de escape ser maior que a temperatura da mistura de ar/combustível na admissão, as válvulas de escapamento são fabricadas em materiais mais resistentes. Em alguns casos, nos motores turbinados originais de fábrica as válvulas de escapamento WUD]HP�HP�VHX�LQWHULRU�³sódio´��TXH�SHUPLWH�XPD�Pelhor dissipação de calor. 3.1. Constituição da Válvula A válvula é formada por uma série de partes que garantem seu funcionamento adequado: A cabeça trabalha dentro da câmara de combustão e, de acordo com o formato dessa câmara, pode ser: Quando a válvula não é pressionada pelo balancim ou came da árvore de comando de válvulas, sua cabeça deve acasalar-se perfeitamente na sua sede na câmara de combustão. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 25 de 147 Para esse acasalamento, a válvula tem uma faixa inclinada chamada face de assentamento. A inclinação da face de assentamento da válvula é igual à de sua sede para vedar completamente a saída de mistura ou de gases, quando a válvula está fechada. A margem é uma faixa situada entre a cabeça e a face de assentamento da válvula e garante que a mesma, durante um certo tempo, não se deforme pela ação do calor da combustão. A abertura entre a sede e a face de assentamento da válvula ocorre pelo deslocamento da haste nas guias das válvulas. Esse deslocamento ocorre quando o pé da válvula é pressionado pelo balancim ou pelo came do comando de válvulas. O fechamento ocorre pela ação de uma mola de aço. As válvulas funcionam fazendo movimentos retilíneos alternados. Por esta razão, são montadas em seus alojamentos com dispositivos que, além de aprisioná-las, lhes permitem tais movimentos. Esses dispositivos são as molas, o prato e as chavetas. A mola serve para retornar a válvula, enquanto o prato centraliza a válvula na mola e as chavetas (ou vedadores) travam o conjunto, para que o movimento aconteça normalmente. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 26 de 147 4. Comando de Válvulas A distribuição, ou seja, o sistema de comando das válvulas é concebido para que cada uma delas abra e feche no momento apropriado do ciclo de 04 tempos; se mantenha aberta o período de tempo necessário para possibilitar uma boa admissão da mistura gasosa com a completa expulsão dos produtos da combustão; e funcione suave e eficientemente nos mais variados regimes de rotação do motor. ¾ Em outras palavras, a árvore de comando de válvulas tem as seguintes funções: 9 sincroniza a abertura e o fechamento das válvulas com os êmbolos do motor; 9 estabelece a ordem de ignição dos cilindros; 9 é um dos responsáveis pelo limite de rotação do motor. Em alguns casos, além das válvulas, ele aciona a bomba de combustível e a bomba de óleo. Esta árvore possui vários excêntricos chamados cames ou ressaltos. É confeccionado em aço especial e apoiado em seu alojamento por meio dos munhões. Alguns tipos de motores possuem buchas ou casquilhos entre os munhões e os mancais de apoio. Esses casquilhos são de materiais antifricção, que evitam o desgaste acelerado dos munhões e mancais. Os excêntricos da árvore de comando das válvulas estão dispostos de modo a assegurar a ordem de ignição. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 27 de 147 Cada motor possui o seu comando de válvulas específico e através da angulação dos cames são formados os diagramas de válvulas. Estes diagramas determinam o momento de abertura e fechamento de cada válvula para o melhor rendimento e maior economia do motor. Quando o comando de válvulas gira, seus cames acionam os tuchos, proporcionando movimentos alternados aos mesmos. Estes transmitem os movimentos às varetas ou, quando elas não existirem, diretamente às válvulas. Para entender melhor o movimento citado no parágrafo anterior, vamos encerrar o estudo do sistema de distribuição com as funções das varetas, dos balancins e dos tuchos. 5. Varetas, Balancins e Tuchos As varetas são hastes longas que transmitem os movimentos dos tuchos aos balancins e estes, para as válvulas. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 28 de 147 Cada balancim possui uma regulagem independente através de porca e parafuso, o que possibilita periodicamente ajuste na folga das válvulas. O conjunto (eixo) de balancins é instalado no cabeçote. Já os tuchos são os elementos que transmitem os movimentos dos cames do comando de válvulas para as hastes de comando de balancins ou, diretamente, às hastes das válvulas. Podem ser instalados no bloco ou no cabeçote, depende da localização do comando de válvulas. A figura a seguir nos mostra melhor a aplicação prática de cada uma dessas peças dentro do sistema de distribuição Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 29 de 147 Vamos ver então como o assunto foi cobrado: 72. [CESPE ± MOTORISTA ± MPE/RR ± 2002] No cabeçote, montado na parte superior do motor, encontram-se as válvulas de admissão e de escapamento. Um motor de quatro tempos e com quatro cilindros possui pelo menos oito válvulas. Comentário: Tudo certinho, de acordo com o que já estudamos até aqui! As válvulas de admissão e de escapamento de fato são instaladas no cabeçote, que é montado na parte superior do motor, e um motor de 04 tempos e com 04 cilindros possui no mínimo 08 válvulas (uma válvula de escape e uma de admissão para cada cilindro). Gabarito: Certo [CESPE ± MOTORISTA ± IPC/CARIACICA ± 2007] A respeito da figura abaixo, que mostra uma representação simplificada das principais partes de uma das unidades de um motor à combustão que costuma equipar os veículos automotores, julgue os itens que se seguem, relativos ao funcionamento desse tipo de motor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 30 de 147 73. O combustível entra no motor através da peça de número II, que é conhecida como válvula de admissão. 74. O número I identifica as velas de ignição, que são responsáveis por produzir as faíscas que provocam a queima da mistura de ar e combustível dentro do cilindro. 75. O pistão, peça de número IV, é responsável por comprimir a mistura de ar e combustível dentro do cilindro.76. O movimento de ir e vir do pistão dentro do cilindro aciona a biela (peça III), que, por sua vez, movimenta a árvore, ou eixo, de manivelas (peça V). 77. O movimento que ocorre no motor é transmitido às rodas do veículo diretamente pela árvore, ou eixo, de manivelas. Comentário 73: Erradíssima! De fato, o combustível entra na câmara de combustão por meio da válvula de admissão. Isso você bem sabe! O problema é que a figura que melhor representa as duas válvulas (ela e a de escape) é a Figura I, e não a Figura II. Gabarito: Errado Comentário 74: Acabamos de dizer que a Figura 1 representa as válvulas de admissão e de escapamento. A vela de ignição nos parece ser o retângulo preto entre as duas válvulas. Gabarito: Errado Comentário 75: Oh, Jesus...facinha, facinha! Acho que você não tem mais dúvidas de que o pistão é o responsável por comprimir a mistura de ar e combustível dentro do Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 31 de 147 cilindro, não é verdade? Certíssima a questão. Gabarito: Certo Comentário 76: Questão correta! O movimento de ir e vir do pistão dentro do cilindro aciona a biela (peça III), que, por sua vez, movimenta a árvore, ou eixo, de manivelas (peça V). Para melhor ilustrar, já que a figura da questão não está tão boa, vamos relembrar uma das nossas figurinhas: Gabarito: Certo Comentário 77: Muito cuidado com a leitura rápida, porque não é a árvore de manivelas (virabrequim) que transmite diretamente o movimento do motor para as rodas do veículo! Essa função é a do volante do motor. Vimos isso bem no comecinho dessa aula! Lembre-se: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 32 de 147 Gabarito: Errado [CESPE ± MOTORISTA ± TJ/PA ± 2006] A árvore de comando de válvulas aciona as válvulas de admissão e de escapamento por meio de um conjunto de dispositivos mecânicos feito de aço. Esse conjunto, chamado de conjunto de balancins, abre e fecha as válvulas de acordo com a ordem de ignição dos cilindros. Sua manutenção implica inspeção periódica de acordo com as instruções do fabricante do motor. Julgue os itens a seguir acerca desse assunto. 78. Os dispositivos de regulagem devem ser verificados com relação à folga correta entre os balancins e os pés das válvulas. 79. As molas de ajuste devem ser verificadas com relação ao comprimento, visto que a tensão é determinada pelo fabricante do motor. 80. As roscas que alojam o dispositivo de regulagem dos balancins não precisam ser verificadas, pois são feitas no bloco do motor e recebem lubrificação direta. 81. O eixo dos balancins, pelo fato de trazer bem ajustados todos os componentes do conjunto, é submetido a tratamento superficial, porque é a peça de menor durabilidade do conjunto. Comentário 78: O balancim é a peça que transmite os movimentos das varetas para as válvulas. Cada balancim possui uma regulagem independente através de porca e parafuso, o que possibilita periodicamente ajuste na folga das válvulas. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 33 de 147 Logo, acerta a questão ao afirmar que os dispositivos de regulagem devem ser verificados com relação à folga correta entre os balancins e os pés das válvulas. Gabarito: Certo Comentário 79: Essa é um pouco mais específica, mas aqui a banca inverteu as ordenas das coisas. As válvulas funcionam fazendo movimentos retilíneos alternados. Por esta razão, são montadas em seus alojamentos com dispositivos que, além de aprisioná-las, lhes permitem tais movimentos. Esses dispositivos são as molas, o prato e as chavetas. A mola serve para retornar a válvula e é importante aferir, sempre que possível, como está a tensão dessa mola, pois se ela começa a perder força de tensão, haverá mau funcionamento da válvula, o que comprometerá a qualidade da queima e a consequente perda de desempenho do pistão. Logo, as molas de ajuste devem ser verificadas com relação à tensão ao comprimento, visto que o comprimento a tensão é determinado pelo fabricante do motor. Gabarito: Errado Comentário 80: Outra bem específica, mais ligada a aspectos de manutenção veicular, mas que, convenhamos, está bem simples e obviamente errada. As roscas que alojam o dispositivo de regulagem dos balancins precisam sim ser verificadas, pois, mesmo sendo feitas no bloco do motor, não recebem lubrificação direta. Gabarito: Errado Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 34 de 147 Comentário 81: Tratamento superficial para o eixo dos balancins?? De forma alguma! Se não houver uma manutenção regular e preventiva, o eixo dos balancins pode ficar desregulado e comprometer o funcionamento das válvulas e, com isso, o desempenho do motor. Gabarito: Errado 82. [CESPE ± TÉCNICO ESPEC. TRANSPORTES ± MPU ± 2010] Os principais componentes dos motores de combustão interna com pistão alternativo são: pistão, biela, árvore de manivelas, bloco do motor e cárter, cabeçote e trem de acionamento de válvulas. Comentário: Nessa não tem o que tirar nem por, pois está perfeitamente de acordo com tudo que estudamos sobre motores e sistema de distribuição. Os principais componentes dos motores de combustão interna com pistão alternativo são: pistão, biela, árvore de manivelas, bloco do motor e cárter, cabeçote e trem de acionamento de válvulas (comando de válvulas). Professor, e essa estória aí de pistão alternativo? Tá certo? Está sim! Os pistões do motor não funcionam sincronizados, pois os tempos praticamente nunca acontecem ao mesmo tempo em dois cilindros, ou seja, no mesmo momento nunca teremos, em cilindros diferentes, dois tempos iguais. Se um cilindro está no 1º tempo, o outro está no 2º e por aí vai. Logo, tais motores são chamados de motores com pistão alternativo. Gabarito: Certo CESPE ± MOTORISTA ± TJ/AC ± 2012] Acerca do funcionamento dos diversos componentes de um veículo, julgue os itens subsequentes. 83. A junta do cabeçote é fabricada em amianto e recebe reforços metálicos para resistir às altas temperaturas e pressões causadas pela combustão da mistura, devendo ser substituída toda vez que o cabeçote for retirado. 84. Um motor equipado com comando de válvulas no cabeçote, conhecidos como OHC (over head canshaft), dispensa o uso de hastes de válvulas e, portanto, pode trabalhar em altas rotações. Comentário 83: Exato e vimos isso aqui em nossa aula! Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 35 de 147 A junta do cabeçote é fabricada em amianto e recebe reforços metálicos para resistir às altas temperaturas e pressões causadas pela combustão da mistura, devendo ser substituída toda vez que o cabeçote for retirado. Gabarito: Certo Comentário 84: Questão específica, está certa e é daquelas que devem ser levadas como uma oração para a sua prova. Não há necessidade de aprofundamentos! Gabarito: CertoTeoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 36 de 147 X ± SISTEMA DE ARREFECIMENTO 1. Introdução Arrefecimento foi o nome que os técnicos acharam mais adequado, para o velho e bom sistema de resfriamento. Todos os motores precisam ser resfriados, porque durante o seu funcionamento se aquecem. O combustível, ao queimar-se, gera calor e a câmara de combustão fica quente. Em consequência, todos os componentes do motor ficam quentes e precisam ser resfriados. Se não são resfriadas, as peças se aquecem, aumentam de tamanho e não funcionam como deveriam. Menos de uma quarta parte de energia calorífica desenvolvida num motor de explosão é convertida em trabalho útil. O calor restante deve ser dissipado para que nenhum dos componentes do motor aqueça a ponto de deixar de funcionar. Quando se pisa a fundo no acelerador, cerca de 36% do calor desaparece pelo sistema de escapamento, 7% perde-se devido a atritos internos e no aquecimento do óleo de lubrificação e 33% dissipa-se no sistema de resfriamento. A temperatura dentro do cilindro, no instante da combustão, pode chegar até mais do que 1.000ºC. Mais um motivo para a necessidade de um bom sistema de arrefecimento! Existem dois tipos de sistema de resfriamento: o direto e o indireto. No sistema direto, o ar circula através das aletas existentes no exterior dos cilindros e na cabeça dos cilindros, já no sistema indireto, um líquido de resfriamento, normalmente água, circula pelos canais existentes no interior do motor. O único elemento que existe em abundância na natureza, em condições de ser aproveitado para o resfriamento dos motores, é o ar. Na maioria das vezes, entretanto, não é o ar que resfria diretamente o motor; existem carros que são resfriados a ar, porém os mais comuns são os carros cujo motor é resfriado por água, sendo a água, por sua vez, resfriada pelo ar. Sempre no processo final é o ar o elemento que fica com o calor retirado do motor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 37 de 147 Primeiramente vamos conhecer o sistema de arrefecimento por água, por ser o utilizado em praticamente todos os veículos modernos (e o mais cobrado em provas!). Em seguida, mostraremos os principais aspectos do sistema de arrefecimento por ar. 2. Sistema de Arrefecimento por ÁGUA Em geral, os motores são refrigerados a água. A água é um elemento bastante eficiente para a retirada de calor de um sistema. Como nos motores pequenos é importante a economia, costuma-se fazê-los resfriados a ar, para economizar esses elementos. Por outro lado, um motor grande dificilmente conseguirá ser resfriado pelo ar. A quantidade de calor a ser retirada é tão grande, que o sistema que funciona melhor é o de resfriamento a água. Um sistema moderno de resfriamento por água apresenta as seguintes partes essenciais: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 38 de 147 ¾ Uma camisa de água, que rodeia as partes quentes do motor, tais como os cilindros, as câmaras de explosão e as saídas do escapamento; ¾ Um radiador, no qual a água quente proveniente do motor é arrefecida pelo ar; ¾ Um ventilador, que faz circular o ar através do radiador; ¾ Mangueiras existentes na parte superior e inferior do radiador e que ligam este ao motor para estabelecer um circuito fechado; ¾ Uma bomba de água, que faz circular a água; ¾ Um termostato, montado na saída da água do motor e que reduz a circulação da água até que o motor atinja a temperatura normal de funcionamento; ¾ Uma tampa de pressão existente no radiador, destinada a elevar o ponto de ebulição da água, evitando assim a formação de bolsas de vapor junto às câmaras de explosão. Agora veja a próxima figura, que mostra as peças acima citadas e o percurso que a água faz para arrefecer o motor do veículo: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 39 de 147 Observando a figura acima, você pode perceber que, no resfriamento à água, esta circula ao redor de todas as peças que interessa resfriar, retirando, assim, o seu calor. Dessa maneira, as peças se esfriam e a água se aquece. A água circula por dentro do motor, para fazer o resfriamento interno. Ela entra em contato com o cilindro e com todas as peças que se aquecem, resfria essas partes e, por sua vez, se aquece também. Em seguida, caminha para o radiador por uma mangueira que existe na parte de cima do motor. Todo esse caminhar da água é impulsionado pela bomba de água. Ao entrar no radiador, a água é resfriada pelo ar gerado pelo ventilador, que gira adicionado por uma correia acoplada a uma polia no virabrequim. Esse ventilador gira de maneira que puxa o ar de fora para dentro do veículo. A figura abaixo mostra como o ar entra no radiador: Pois bem ,nos veículos em geral, cujos motores são montados na frente, o ar entra pela frente do carro, pela grade do radiador, passa pelo radiador e resfria a água que se encontra no seu inferior. Esse ar se aquece, mas, apesar de estar quente, ainda pode ser aproveitado para resfriar o próprio bloco do motor. A água que se encontra dentro do radiador se esfria e, como a água fria é mais pesada que a água quente, ela desce e vai parar no fundo do radiador, onde outra mangueira faz a conexão radiador/motor (mangueira inferior). A água fria segue por essa tal mangueira e retorna ao motor para novamente esfriá-lo. E a partir daí todo o ciclo se repete continuamente até que o motor do veículo seja desligado. Procura-se resfriar as partes mais aquecidas, normalmente próximas das peças móveis e da área de combustão. Todas essas câmaras estão em comunicação entre si, de maneira que a água circula por todas elas. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 40 de 147 Pronto! Esse é o ciclo do sistema de arrefecimento e não tem mais o que tirar nem por! No entanto, para fins de prova, é importante conhecermos um pouquinho mais sobre as três principais peças do sistema de arrefecimento: o radiador, a bomba de água e a válvula termostática (ou termostato). 3. O Radiador Acabamos de ver em linhas gerais a função de um radiador. No entanto, não nos custa repeti-la e, em seguida, detalhar um pouco mais sobre esse importante componente do sistema de arrefecimento. ¾ O RADIADOR destina-se a DISSIPAR O CALOR DA ÁGUA QUENTE que circula no sistema de arrefecimento. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 41 de 147 Como você pode observar na figura, o radiador é composto por dois depósitos de água: um superior e outro inferior, entre os quais existe um corpo central ± a colmeia -, normalmente constituído por tubos metálicos de paredes delgadas. Repetindo: a água quente entra no depósito superior, vinda da camisa de água, através do termostatoe desce pelo interior da colmeia, dissipando o calor. Os tubos têm aletas que proporcionam uma maior área de contato com o ar de resfriamento. A água arrefecida passa para o depósito inferior e retorna ao motor através da bomba de água. Quanto maior a velocidade do veículo, maior a dissipação do calor. Qualquer água (ou vapor) em excesso escorre para o solo pelo tubo-ladrão do radiador. A temperatura normal da água dentro do radiador é de 85ºC a 90ºC, mas algumas vezes, se o motor funcionar em condições deficientes, com falta de refrigeração, ou então numa subida muito forte, ou num dia muito quente a água ferve, formam-se vapores, que aumentam a pressão dentro do radiador. Se não houver um orifício qualquer por onde possa sair o excesso de pressão, o radiador correrá o risco de explodir e perder toda a água de refrigeração. Em alguns radiadores atuais, o tubo-ladrão (dreno, ou bujão) conduz a água para um depósito de expansão suplementar, separado do radiador. Quando a água arrefece, regressa ao depósito superior do radiador. Este dispositivo é designado por um sistema de circuito fechado. O radiador é ligado ao motor por duas mangueiras feitas de lona com borracha. São bastante grossas para permitir uma circulação livre da água. Se o cano fosse fino, a água teria mais dificuldade para passar e o revestimento se faria com maior dificuldade também. Na figura abaixo, destacamos a circulação de água no radiador: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 42 de 147 4. O Termostato (Válvula Termostática) Pelo que temos descrito até agora, você já deve ter concluído que o sistema de arrefecimento busca promover uma temperatura ideal de funcionamento do motor do veículo, não é verdade? E é isso mesmo! Se o motor superaquece, há risco de engripamento, ou seja, de fundição desse motor. Se o motor está frio, a carburação não se processa adequadamente e a combustão não é boa. Quando o motor trabalha na temperatura certa, tudo transcorre normalmente e o rendimento é satisfatório. É nesse contexto que se insere o importante papel da válvula termostática, também chamada de termostato! Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 43 de 147 ¾ A função da VÁLVULA TERMOSTÁTICA (termostato) consiste em IMPEDIR A PASSAGEM DA ÁGUA FRIA VINDA DO RADIADOR enquanto o motor está frio. Com se pode observar, o termostato consiste basicamente de uma sanfona e uma válvula. Quando dizemos sanfona é porque a peça possui mesmo esse formato, como o de um acordeom, que pode esticar e encolher, conforme entre ou saia ar. Dentro do termostato existe um líquido, que se vaporiza quando a temperatura da água atinge o valor desejado. Por exemplo, existe termostato no qual está marcado o número 70. Significa que esse termostato começa a abrir quando a temperatura da água está por volta desse valor (68ºC a 72ºC) e fica totalmente aberto quando a temperatura atinge 78ºC. O termostato opera principalmente quando a água de resfriamento está muito fria. Nesse caso, o termostato fecha a passagem de água que vai para o radiador e obriga a água a voltar para o motor. O termostato não abre a passagem enquanto a temperatura da água não atingir o valor bom de funcionamento do motor. Quando a temperatura atinge o valor desejado, o líquido que está dentro da sanfona vaporiza, a sanfona se estica e abre a válvula que dá passagem à água. A água então vai para o radiador, onde é resfriada, e a temperatura se mantém. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 44 de 147 Mais tarde, quando o motor for desligado e a água tornar a esfriar-se, o vapor dentro do termostato novamente virará líquido e a sanfona encolherá, fechando a passagem da água. 5. A Bomba de Água Nos motores modernos, a bomba de água está montada na parte da frente do bloco e é acionada pela correia do ventilador. ¾ A função da BOMBA DE ÁGUA é a de ALIMENTAR A CAMISA DE ÁGUA DO MOTOR COM ÁGUA FRIA proveniente do depósito inferior do radiador. A água aquecida pelo motor circula então através do cabeçote e, passando pelo termostato, regressa ao depósito superior do radiador. Quando o termostato reduz a circulação da água através do radiador, a bomba continua trabalhando, fazendo a água circular somente pelo motor através de um tubo de derivação. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 45 de 147 5.1. Problemas comuns com a Bomba de Água A seguir, um apanhado dos principais problemas relacionados à boba de água: ¾ Quilometragem: a bomba de água tem uma vida útil curta, mas é um componente relativamente barato, por isso é conveniente trocá- la quando o carro atingir os 40 mil quilômetros realizando uma troca preventiva. A quantidade de quilômetros não é uma regra, mas você pode aproveitar quando o carro estiver no conserto e pedir ao mecânico que realize a substituição. ¾ Temperatura: um dos indicadores de que existe um possível defeito na bomba é quando o medidor da temperatura marca níveis mais altos do que o normal. ¾ Goteiras: outro indicador é a perda de líquido, pois a bomba com problemas somente pingará água quando o carro estiver em movimento. Deve-se observar gotejamento debaixo da zona onde está localizada a bomba, quando o motor estiver em funcionamento. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 46 de 147 ¾ Óxido: Da mesma maneira que acontece como o radiador, a ferrugem é um dos principais inimigos da bomba de água. O líquido refrigerante pode estar degradando alguma das peças da bomba. ¾ Barulho: Provavelmente você não vai escutar nada no interior do veículo, mas com o motor ligado, você pode escutar algum ruído esquisito quando levantar o capô. Pode ser a bomba de água com problemas no seu rotor. 6. O Aditivo para o Sistema de Arrefecimento à Água A água misturada ao aditivo do radiador deve ser trocada anualmente, já que o aquece e esfria do dia-a-dia muda as características do aditivo do liquido de arrefecimento. Em tempo frio, a água pode congelar e provocar a ruptura do radiador ou do bloco do motor de um automóvel que tenha ficado exposto às condições atmosféricas. É também possível que o radiador congele e arrebente enquanto o automóvel estiver circulando ± ainda que a água no motor esteja fervendo -, devido ao fato de o termostato não permitir a passagem da água quente do motor para o radiador antes que o motor atinja uma temperatura determinada. Se um automóvel circular num meio ambiente onde a temperatura for abaixo de 0°C, a água do radiador poderá congelar antes da abertura da válvula do termostato. Já em locais de clima quente, a água do sistema entra em ebulição mais rápido e tende a ferver. Para clima frio, pode-se evitar o congelamento da água do radiador adicionando-lhe um produto químico, normalmenteo etileno-glicol, para baixar o seu ponto de congelação. Em climas quentes, este mesmo aditivo serve para evitar que a agua ferva, elevando a temperatura de ebulição. Pronto. Sobre sistema de arrefecimento à água, as informações até aqui vistas são suficientes. Vamos agora dar uma breve passadinha pelo sistema de arrefecimento à AR. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 47 de 147 7. Sistema de Arrefecimento a AR No mercado automotivo o uso deste sistema não se estendeu por muito tempo, apenas algumas marcas como Porsche e Volkswagen foram mais longe em seu uso. Este sistema tem como maior característica sua simplicidade. ¾ Nesse sistema, não há circulação de água dentro do motor e o arrefecimento é realizado pelo fluxo de ar que passa por ele durante o deslocamento do veículo. A temperatura de funcionamento em motores arrefecidos a ar é maior que em motores arrefecidos a água, por sua vez o óleo lubrificante acaba por ter um importante papel na troca de calor com componentes internos, o que motivou o uso de óleos de qualidade e radiadores de óleo para esses motores. A temperatura do óleo é monitorada por um termostato. Aletas usinadas no cabeçote garante maior área de contato com o fluxo de ar e assim um melhor arrefecimento. Embora estes motores atinjam sua faixa de temperatura de trabalho mais rapidamente, em situações de baixo ou inexistente fluxo de ar, como paradas em marcha lenta ou subidas muito longas, o arrefecimento ficaria comprometido. Isso não ocorre devido ao uso de um ventilador, que pode vir montado na árvore de manivelas, garantindo o fluxo de ar necessário para o motor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 48 de 147 No entanto, nos momentos que o motor precisar atingir ou manter a temperatura de trabalho, como nas partidas à frio, deslocamento em alta velocidade ou descidas de montanha, utiliza-se um obturador que cessa a passagem do fluxo de ar para as aletas do cabeçote para garantir a temperatura ideal de funcionamento. ¾ A limitação deste sistema está no fato da grande variação de temperatura durante seu funcionamento, e de sua sensibilidade à variação de carga do próprio motor e da temperatura ambiente, resultando em tolerâncias de projeto maiores e em óleos lubrificantes mais viscosos. Sua manutenção está vinculada a correia que liga a árvore de manivelas a ventoinha, e nos casos de ventoinha diretamente acoplada na árvore de manivelas, não há nenhuma manutenção. Vamos ver como foi cobrado: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 49 de 147 [CESPE ± MOTORISTA ± MPE/RR ± 2002] O sistema de arrefecimento do motor de um veículo tem por finalidade manter o motor em uma temperatura ideal. O sistema é composto por radiador, ventilador, ERPED� G¶iJXD�� termostato, galerias, indicador de temperatura, mangueiras, reservatório de expansão, válvula de expansão integrada à tampa do radiador ou do reservatório e líquido refrigerante, geralmente água, ao qual é adicionado aditivo. A respeito do funcionamento desse sistema, julgue os itens a seguir. 85. A função do radiador é resfriar o líquido aquecido proveniente do motor que, ao passar pelos dutos do radiador, sofre um resfriamento devido à circulação de ar pelas aletas e, em seguida, retorna para o motor. 86. A adição de aditivo ao líquido refrigerante tem por finalidade evitar que o mesmo ferva a temperaturas abaixo de 100oC. 87. A válvula termostática é o elemento que permite o rápido resfriamento do motor quando excessivamente quente. 88. Motores a álcool normalmente trabalham a temperaturas mais baixas que os motores a gasolina e, por isso, dispensam o uso de válvula termostática. 89. O ventilador, também conhecido por ventoinha, é o dispositivo responsável pela circulação forçada do ar pelas aletas do radiador e é acionado eletricamente sempre que o veículo atinge altas velocidades. Comentário 85: O radiador destina-se a dissipar o calor da água quente que circula no sistema de arrefecimento. O líquido aquecido proveniente do motor passa pelos dutos do radiador, sofre um resfriamento devido à circulação de ar pelas aletas e, em seguida, retorna para o motor. Gabarito: Certo Comentário 86: Muito pelo contrário! Em climas quentes, o aditivo ao líquido refrigerante serve para evitar que a água ferva, elevando a temperatura de ebulição, ou seja, impedindo que ela ferva a temperaturas acima (e não abaixo) de 100ºC. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 50 de 147 Gabarito: Errado Comentário 87: Nada a ver! A função da válvula termostática consiste em impedir a passagem da água fria vinda do radiador enquanto o motor está frio. Gabarito: Errado Comentário 88: Por acaso eu disse isso aqui em nosso estudo sobre o sistema de arrefecimento? Claro que não, porque os motores a álcool não dispensam o uso de válvula termostática. A finalidade dela não tem relação direta com o fato de o veículo trabalhar ou não com temperatura mais baixa. Gabarito: Errado Comentário 89: Corrigindo: o ventilador, também conhecido por ventoinha, é o dispositivo responsável pela circulação forçada do ar pelas aletas do radiador e é acionado eletricamente sempre que o sistema entender necessário que a temperatura da água está no limite suportado pelo sistema. Para que seja acionada a ventoinha, não necessariamente o veículo estará em alta velocidade. Gabarito: Errado [CESPE ± MOTORISTA ± IPC/CARIACICA ± 2007] A respeito das figuras abaixo, que mostram algumas peças do sistema de arrefecimento de um veículo automotor, julgue os itens que se seguem. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 51 de 147 90. O componente mostrado na figura I é denominado ventoinha. 91. 1D�ILJXUD�,,��p�PRVWUDGR�R�FRPSRQHQWH�GHQRPLQDGR�ERPED�G¶iJXD� 92. Quando a temperatura do motor ultrapassa a temperatura normal de operação, o componente mostrado na figura III aciona a ventoinha, que funcionará até que a temperatura do motor volte à normalidade. Comentário 90: Sem dúvida que a figura I nos traz um tipo de ventoinha. Gabarito: Certo Comentário 91: A Figura II ficou um pouco prejudicada, mas ela nos traz, de fato, uma bomba d'água. Gabarito: Certo Comentário 92: Não caia nessa de achar que a válvula termostática, peça da Figura III, tem a função de disparar a ventoinha. Não, não! A função da válvula termostática consiste em impedir a passagem da água fria vinda do radiador enquanto o motor está frio. Gabarito: Errado 93. [CESPE ± MOTORISTA SEGURANÇA ± MPE/AM ± 2008] A função da ERPED� G¶iJXD� p� IRUoDU a circulação da água entre o motor e o radiador. A ERPED�G¶iJXD�ID]�R�OtTXLGR�GH�DUUHIHFLPHQWR�FLUFXODU�SRU�JDOHULDV�H[LVWHQWHV�QR� motor e absorver o calor. No radiador, esse líquido perde parte do calor e retorna novamente ao motor, reiniciando o ciclo. Comentário: Questãozinhabonita, que por si só se responde. Certíssima! Sugiro ler mais uma vez a assertiva e fazer um destaque nela aí em suas anotações. Gabarito: Certo [CESPE ± TÉCNICO ESPEC. TRANSPORTES ± MPU ± 2010] Considerando o sistema de arrefecimento à água, padrão adotado atualmente para os carros de passeio e veículos pesados, julgue os Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 52 de 147 itens subsequentes. 94. Caso o nível do reservatório de um sistema de arrefecimento selado seja completado apenas com água, o ponto de ebulição do líquido de arrefecimento diminuirá. 95. Para completar o nível do líquido de arrefecimento, deve-se ligar o motor do veículo, abrir a tampa que o protege e, com ele em funcionamento, completar o volume de água do reservatório até o nível recomendado pelo fabricante. 96. No sistema de arrefecimento de um veículo, a válvula termostática tem a função de medir a temperatura da água. Comentário 94: Verdade. Se não for utilizado um aditivo, que tem como uma de suas finalidades elevar o ponto de ebulição do líquido refrigerante (no caso a água), o ponto de ebulição do líquido de arrefecimento diminuirá. Gabarito: Certo Comentário 95: Completar o nível do líquido de arrefecimento com o motor em funcionamento? Não é recomendável, pois poderá haver choque térmico tanto em componentes do sistema de arrefecimento com também no próprio motor. Deve-se fazer esse procedimento com o carro desligado e o motor a frio. Gabarito: Errado Comentário 96: Questão bobinha e tenho certeza que você a respondeu rapidinho! Para não esquecer: a função da válvula termostática consiste em impedir a passagem da água fria vinda do radiador enquanto o motor está frio. Gabarito: Errado 97. [CESPE ± TÉCNICO JUDIC. MECÂNICA ± TRE/BA± 2010] Caso a válvula termostática fique emperrada e aberta, o motor atinge rapidamente a temperatura ideal para seu funcionamento. Esse fato dispensa manutenção ou eventual troca da válvula. Comentário: Puxa, essa foi para desafiar a inteligência da gente! Se a válvula está Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 53 de 147 emperrada e aberta, significa que ela tem problemas e não conseguirá cumprir sua função, o que poderá trazer danos ao motor. É claro que nesse caso a válvula precisa de manutenção! Gabarito: Errado Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 54 de 147 XI ± O SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO 1. Introdução O atrito gerado pelo funcionamento do motor proporciona, ao mesmo tempo, um desgaste acentuado e, com isso, um calor muito grande. Para reduzir este atrito e o calor gerado, é usado óleo lubrificante que, colocado sob pressão entre as peças, tem vital importância para a longevidade dos componentes do motor. ¾ O SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO tem duas finalidades: 9 manter o óleo sob circulação forçada por todos os componentes que produzem movimento e, portanto, atrito e calor; 9 auxiliar no sistema de arrefecimento do motor fazendo a troca de calor. Para exercer essas duas finalidades, em especial a primeira delas, o sistema de lubrificação precisa contar não apenas com o óleo lubrificante, seu principal componente, mas também com outras peças que fazem o sistema funcionar. Vamos conhecer cada uma delas: Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 55 de 147 2. O Cárter O cárter é o componente que serve de reservatório de óleo e de elemento de proteção aos órgãos internos do motor. O cárter é parafusado no bloco do motor e para vedação entre os dois componentes são usadas juntas de cortiça ou borracha, ou ainda silicone que resiste a altas temperaturas. Este recurso está cada vez mais sendo utilizado, devido possuir vantagens de manutenção e melhor vedação. Em alguns tipos de cárter, vamos encontrar na sua parte interna uma placa de aço que serve para atenuar o movimento brusco do óleo dentro do cárter, evitando uma falha na lubrificação. De acordo com as características do motor, o cárter varia de forma e tamanho. Mesmo assim, o cárter sempre deve ter uma pressão uniforme do óleo em seu interior e eliminar vapores de combustível, água e óleo causados devido ao funcionamento do motor. 3. A Bomba de Óleo A bomba de óleo é o componente responsável por manter o óleo lubrificante sob circulação forçada, para atingir todos os elementos móveis do motor. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 56 de 147 Empregam-se geralmente dois tipos de bombas de óleo: a bomba de engrenagens e a bomba do rotor. Qualquer uma delas é normalmente acionada à partir da árvore de comando ou do virabrequim. A bomba de engrenagens compõe-se de um par de rodas dentadas engrenadas entre si. Quando as engrenagens rodam, o espaço entre os dentes enche-se de óleo proveniente do cárter. Quando os dentes se engrenam, o óleo é impelido sob pressão. Quando o motor estiver com bomba de óleo de engrenagem, esta será acionada pela árvore de manivelas, pelo comando de válvulas ou por um comando auxiliar. Na bomba, teremos uma engrenagem fixa a um eixo, que dará o movimento a outra engrenagem móvel que, com isso, causa uma depressão na entrada da bomba e, ao mesmo tempo, uma pressão na saída enviando o óleo sob pressão. Desta forma, os componentes são lubrificados e o óleo retorna sob ação da gravidade. Teoria e Normas de Segurança p/ Técnico - TRF 2ª Região Profs. Alexandre Herculano e Marcos Girão www.estrategiaconcursos.com.br | Prof. Marcos Girão 57 de 147 A bomba de rotor é constituída por um cilindro dentro do qual se movem dois rotores, um exterior e um interior, sendo o espaço entre estes preenchido com óleo. Quando o motor estiver usando bomba de rotor, ela normalmente estará instalada na sua parte frontal, estando acoplada ao flange. Possui um rotor Externo que desliza livremente, acionado pelo rotor interno com o giro da árvore de manivelas. Normalmente, o rotor interno tem um dente a menos que o rotor externo, então é criado um espaço, por onde o óleo é comprimido e enviado para as galerias do motor. Tal como acontece com a bomba de engrenagens, o óleo é aspirado do cárter nesta bomba e depois enviado para o motor. Quando o óleo está frio, a pressão necessária para impelir através das pequenas folgas dos apoios poderá ser demasiado elevada, a ponto de danificar as bombas. Assim, quando a pressão é excessiva, uma válvula de descarga existente no interior da bomba abre, a fim de deixar passar algum óleo para o cárter. Para verificação de algum tipo de problema com a bomba de óleo, deve- se instalar um manômetro no local do interruptor de óleo e comparar com valores dos manuais dos fabricantes.
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