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Disciplina: Motores a Combustão Interna Principais Componentes Móveis Parte 1 Válvulas • As válvulas são feitas de aço de alta qualidade e resistência mecânica, e, no caso da válvula de escape, de elevada resistência ao calor, pois estas podem operar em temperaturas que excedam 700oC. cabeça haste (A) Pinças de válvula: fixam a haste da válvula ao retentor da mola, que é a peça que permite que a mola traga a válvula para o seu assento (B) Retentor da mola. (C) Mola: mantém a válvula sob o controle do eixo comando de válvulas, e a mantém firme em seu assento quando fechadas. (D) Vedação da haste da válvula: impede que o óleo seja escoe através do guia de válvula para a câmara de combustão. (E) Parte da cabeça do cilindro que contém o assento e a guia da válvula. (F) Válvula. O assento da válvula normalmente é cortado em 44,5o na cabeça da válvula; já o acoplamento do assento de válvula na cabeça do cilindro é cortado em um ângulo de 45o. Isto proporciona um vedação hermética quando a válvula está fechada. A guia da válvula mostrada ao lado é um cilindro oco inserido na cabeça do cilindro e seu propósito é garantir que a válvula permaneça concêntrica com o assento da válvula. As guias de válvulas são normalmente feitas de ferro fundido ou bronze de fósforo. Um outro arranjo comum, usado normalmente em cabeças de cilindro em ferro fundido, é a guia da válvula ser parte integrante da cabeça do cilindro. Em operação a guia da válvula tira o calor da válvula e o direciona ao sistema de refrigeração do motor. Eixo Comando de Válvulas • O eixo comando de válvulas (ou árvore de cames, eixo de cames, etc.) tem cames cuja função é transmitir movimento do eixo para as válvulas. Excêntricos, resaltos ou cames 1. Eixo comando de válvulas 2. Tucho 3. Haste impulsora (vareta) 4. Pedestal 5. Regulagem ou ajuste 6. Balancim 7. Retentor da válvula 8. Mola da válvula 9. Guia da válvula 10. Válvula 11. Assento da válvula pistão 11 10 9 8 7 6 3 2 4 5 1 Acionamento de válvulas por meio de varetas ou hastes impulsoras: Motor OHV (overhead valve) 1. Tucho 2. Eixo comando de válvulas 3. Porca retentora do berço do eixo comando 4. Folga 5. Regulagem ou ajuste Acionamento direto de válvulas: Motor OHC (overhead camshaft) • Uma vantagem do sistema OHC sobre o OHV é que são necessárias menos peças para transmitir o movimento do eixo comando para a válvula. No entanto, requer um abundante suprimento de óleo para o eixo comando, exigindo maior complexidade para a parte superior do motor. Molas de Válvulas • Como já mencionado, molas mantém a válvula sob o controle do eixo comando de válvulas, e a mantém firme em seu assento quando fechadas. • Molas são normalmente feitas de aço alto carbono ou aço liga, e são projetadas para suportar o ciclo completo de vida do motor. Entretanto, na prática, por vezes as molas perdem sua força e sua substituição é necessária. Montagem mola, balancim e haste de válvula Molas helicoidais padrão, constante de mola fixa (single rate spring) Molas helicoidais de passo variável (variable rate spring) Molas helicoidais duplas (double springs) Molas helicoidais duplas (double springs) Mola helicoidal simples • A mola helicoidal simples, ou de constante de mola fixa, é o tipo mais amplamente utilizado nos motores automotivos. • Molas vibram quando comprimidas e liberadas; a frequência em que vibram é chamada de frequência natural de vibração. • Se a frequência natural coincide com a frequência em que a válvula está sendo aberta e fechada, pode ocorrer ressonância. • Quando isso acontece, o movimento da válvula sai do controle do eixo comando de válvulas, e isto pode causar danos sérios ao motor. • É mais provável que este fenômeno ocorra se a rotação do motor exceder o seu máximo projetado ou se as molas se tornaram fracas. Mola de passo variável • Esta mola tem, na sua extremidade, um passo menor, o que tem o efeito de mudar a rigidez da mola à medida que a válvula se movimenta. Isso altera a frequência de vibração e diminui as chances de ocorrência de ressonância. Molas duplas • Trata-se de um par de molas, no qual uma mola de menor diâmetro se encaixa dentro de outra, maior. As molas têm diferentes frequências de vibração e isso reduz a possibilidade de ressonância. Acionamento do Eixo Comando • O movimento das válvulas é controlado pelo eixo comando e uma mola. • A válvula de admissão abre e fecha uma vez a cada quatro golpes do pistão, ou duas rotações do virabrequim, assim como a válvula de escape. Isto significa que a árvore de cames deve girar uma vez por cada duas revoluções do virabrequim. • Uma vez que o eixo comando é normalmente acionado pelo virabrequim, então o acionamento entre o eixo virabrequim e a árvore de cames tem uma redução de 2: 1. • O acionamento do eixo comando pelo virabrequim é comumente realizado através de corrente, engrenagens (trem de engrenagens) ou por correia dentada. Em uso, ocorre o desgaste das ligações de corrente e isso faz com que a corrente se alongue. Para manter a corrente adequadamente tensa ao longo da sua vida, a corrente é equipada com alguma forma de tensor de corrente, tal como o mostrado a seguir. Acionamento por corrente esticador Eixo comando de válvulas Virabrequim Engrenagem intermediária trem de engrenagens Frequentemente usado em motores a diesel. A engrenagem do eixo comando tem o dobro do diâmetro da engrenagem do virabrequim. A engrenagem intermediária garante que o eixo comando gire na mesma direção que o virabrequim, mas não afeta a relação de rotações. Acionamento por correia dentada Tem a vantagem de baixo custo, e de operação silenciosa. É montado na parte externa do quadro do motor e está protegido por uma tampa leve e destacável. Este tipo de acionamento de eixo comando é utilizado em uma ampla gama de motores. Correia dentada instalada em um motor com comandos de válvulas sobre o cabeçote. • Embora as correias de transmissão de cames sejam bastante duráveis, é de vital importância que a tensão esteja correta. • Recomenda-se que as correias sejam inspecionadas a intervalos de serviço agendados e alteradas em intervalos regulares porque a falha do correia pode causar danos extensos ao motor. • A quilometragem recomendada entre as trocas da correia varia de uma marca de veículo para outra, de modo que é importante verificar a recomendação do fabricante para este detalhe. • Na ausência de informações precisas, recomenda-se não ultrapassar 75 000 km ou 4 anos. Bibliografia Allan Bonnick, Derek Newbold. A Practical Approach to Motor Vehicle Engineering and Maintenance, Editora Elsevier Ltd; 3a edição, 2011. ISBN: 978-0-08-096998-5
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