motores de combustão interna aula 5

Prévia do material em texto

19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 1/26
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOTORES DE
COMBUSTÃO INTERNA
AULA 5
 
 
 
 
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 2/26
 
 
 
 
 
Prof. Ernesto Francesco Ronchi
CONVERSA INICIAL
Além de haver estruturas e componentes fixos, o motor também apresenta
estruturas e componentes móveis.
As estruturas e componentes móveis normalmente têm a função de
transformação de energia. No caso do motor, transformaremos a energia química
do combustível em energia cinética.
Contudo, para que isso ocorra, deveremos fazer a transformação da energia
química em térmica. A energia térmica será transformada em energia cinética. Para
que isso ocorra, os elementos móveis do motor estarão expostos a um grande
estresse, através de contato direto com choques mecânicos, vibrações, ruídos e
grande geração de temperatura, o que submete tais componentes a situações
extremas. Essas situações criam desgaste nos componentes e, por isso, eles devem
ser analisados, reparados ou substituídos, para manter sempre o perfeito
funcionamento do motor.
TEMA 1 – ÁRVORE DE MANIVELAS E VOLANTE DO
MOTOR
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 3/26
Os motores apresentam algumas características que permitem seu correto
emprego, conforme a característica do veículo em que são aplicados, o local onde
será utilizado, e ainda conforme a necessidade de torque e/ou potência necessários
ao seu funcionamento.
1.1 ÁRVORE DE MANIVELAS
Peça normalmente feita de aço forjado ou ferro fundido forjado. Sua função é
transferir a energia cinética circular ao volante do motor. Deve ter baixa rugosidade
em seus elementos móveis, para que se tenha baixo atrito e consequente baixo
desgaste.
Após o forjamento, são feitas operações de retífica superficial, usinagem de
furos de lubrificação, interligando os eixos de movimento, e balanceamento, para
que não haja vibração durante o funcionamento.
Os eixos de movimento que ficam presos ao mancal do bloco de cilindros são
chamados de munhões. Já o eixo de movimento conectado à cabeça da biela é
chamado de moentes. Munhões e moentes sofrem tratamento térmico de têmpera
superficial, para que a superfície fique endurecida, de modo a aumentar a
resistência ao atrito. Na árvore de manivelas será inserido o volante do motor, assim
como polias e engrenagens, que permitem a sincronização de movimentos entre a
árvore de manivelas e a árvore de cames. Também podem ser inseridas polias para
movimentar outros sistemas, como a bomba do sistema de assistência hidráulica à
direção, ou para movimentar a bomba d´água do sistema de arrefecimento.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 4/26
Créditos: Vereshchagin Dmitry/Shutterstock.
1.2 VOLANTE DO MOTOR
Créditos: Sharomka/Shutterstock.
Peça normalmente feita de aço usinado ou ferro fundido usinado. O volante do
motor tem grande massa, de forma a se transformar em massa inercial.
Normalmente fixado na parte traseira da árvore de manivelas, propicia um
funcionamento suave, sem muitas vibrações de motor.
Sua função é transmitir o movimento da árvore de manivelas para o sistema de
transmissão. Junto a ele, podem ser inseridos o sistema de embreagem (para
sistemas de transmissão mecânicos) ou o conversor de torque (sistemas de
transmissão automáticos).
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 5/26
Assim como a árvore de manivelas, o volante do motor deve ser usinado e em
seguida balanceado para anular vibrações de movimento.
No volante também é inserida a cremalheira, uma engrenagem de grande
diâmetro, com o objetivo de auxiliar o sistema de partida elétrico do motor à
combustão.
TEMA 2 – BIELAS
A biela tem o objetivo de fazer a conexão do pistão com a árvore de manivelas.
Promove a modificação da energia cinética, oriunda do movimento retilíneo
realizado pelos pistões, em movimento circular pela árvore de manivela.
Por conta de sua característica de operação, deve ser feita de aço forjado com
alto teor de carbono, ou ferro fundido forjado. Para aplicações esportivas e de
competição, são confeccionadas bielas de alumínio ou titânio, de alto custo.
A ligação do pistão com a biela é feita através do pino do pistão. A biela é
dividida em partes: a cabeça da biela conecta a biela à árvore de manivelas. O pé da
biela conecta a biela ao pistão, por intermédio do pino de pistão. O corpo da biela
é uma estrutura que garante a transmissão do movimento do pistão à árvore de
manivelas.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 6/26
Créditos: Chromatic Studio/Shutterstock.
Na cabeça da biela, são instaladas bronzinas, que são materiais de sacrifício,
para que não haja a degradação do mancal da biela, nem da árvore de manivelas.
No pé da biela, é instalada uma bucha, que permite a inserção do pino de
pistão, sem gerar danos na estrutura da biela.
Na cabeça da biela, temos as capas da biela; unidas ao corpo da biela, formam
a cabeça da biela. As capas de biela permitem a desmontagem da biela da árvore
de manivelas. As cabeças de biela e pé da biela devem ser usinados pelo processo
de mandrilhamento, o que garante sua forma geométrica. As capas de biela podem
ser usinadas ou fraturadas. Atualmente, o processo de fratura da capa de biela é o
mais utilizado. Esse processo garante a perfeita conexão da biela com sua capa,
melhorando a eficiência da biela e reduzindo desgastes, pois o alinhamento
geométrico é mais exato. Além de garantir maior vida útil, também permite a
redução do tamanho do componente, reduzindo a massa do motor.
Após feita a fratura da capa da biela, são usinados os furos na capa da biela,
para alojar ou permitir a passagem de prisioneiros ou parafusos que garantirão a
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 7/26
conexão da biela com a árvore de manivelas.
As bielas podem ter furos em seu corpo ou em sua cabeça, para auxiliar no
processo de lubrificação, tanto do pino de pistão quanto do próprio pistão. Assim
como o pistão, as bielas devem ser extremamente rígidas, leves e resistentes.
As cabeças de biela podem sofrer deslocamento em relação ao eixo central.
Essa condição visa atenuar vibrações do sistema ou permitir a sua montagem, de
forma que as cabeças de biela podem ter deslocamentos de 90°, 45° e 30° em
relação ao eixo central – os dois últimos são mais comuns em motores em “V” ou
em motores Diesel de alta cilindrada.
TEMA 3 – PINOS DE PISTÃO, PISTÃO E ANÉIS DE
SEGMENTO
3.1 PINOS DE PISTÃO
Créditos: Dezay/Shutterstock.
Os pinos de pistão são elementos capazes de assegurar a transmissão dos
movimentos do pistão para a biela.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 8/26
Devem ser componentes de extrema resistência mecânica, principalmente a
cargas de cisalhamento. Por conta disso, normalmente são feitos de aço liga, com
alto teor de carbono, cromo, vanádio e silício.
Os pinos de pistão são inseridos entre a biela e o pistão. Por conta das
vibrações, sua massa deve ser reduzida e o eixo tem o centro usinado.
Quando de sua instalação, os pinos podem ser fixos, quando são travados no
pistão por interferência ou aparafusamento, mas se movimentam livres na biela.
Podem ser pinos flutuantes, movimentando-se livremente tanto no pistão quanto
na biela, de forma que seu movimento é limitado por intermédio de anéis de
travamento internos inseridos na zona do pino. Por fim, há os pinos semiflutuantes.
Esse modelo de pino de pistão fica engastado na biela e se movimenta livremente
na zona do pino do pistão.
3.2 PISTÃO
Créditos: Vfxartist/Shutterstock.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃOINTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 9/26
Pistões são peças responsáveis por converter a energia térmica em energia
cinética. Tal conversão é feita quando os gases da mistura de ar e combustível
explodem, o que gera expansão dos gases. Uma vez que os gases forem
expandidos, através do aumento da pressão dentro do cilindro, o êmbolo se
movimenta. O movimento do pistão é transferido à árvore de manivelas por
intermédio da biela.
Como os pistões estão em contato direto com os gases em expansão, há
grande temperatura que recai sobre o componente. Sendo assim, os materiais
empregados nos pistões devem ter grande capacidade de condutibilidade térmica.
Como seu movimento ocorre em alta velocidade, os pistões devem ser muito leves,
principalmente nos momentos em que se chega ao P.M.I. e P.M.S., pois o sentido de
movimento será invertido. No momento da inversão, as forças “G” que recaem
sobre o componente são elevadas – multiplicando sua massa, em média, de 10 a 20
vezes. Por isso, materiais de baixa densidade, como o alumínio e suas ligas, são
necessários para a confecção desse componente. Elementos como o magnésio ou o
silício são inseridos com o objetivo de aumentar a resistência mecânica.
Créditos: Aleksandar Grozdanovski/Shutterstock.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 10/26
Os pistões, assim como as bielas, apresentam nomenclaturas em relação a suas
partes. A parte superior do pistão é chamada de zona de fogo, que é a região que
entra em contato com os gases em alta temperatura. Pelo fato de tal região
trabalhar em temperaturas mais elevadas do que sua porção inferior, o pistão é
levemente cônico, e a parte inferior é maior que a superior. Tal ação visa evitar o
engripamento do pistão, quando atinge a temperatura de trabalho operacional.
Créditos: Oleksandr Grechin/Shutterstock.
A região onde é inserido o pino do pistão é chamada de zona do pino. É uma
zona onde mais material é inserido para suportar os esforços de movimento e
aceleração. Nesta zona, podemos ter o deslocamento do pino pistão do eixo central
do pistão. O objetivo é reduzir vibrações do pistão no momento de alternância do
movimento do pistão, tanto no P.M.I quanto no P.M.S. Na porção lateral oposta à
zona do pino, temos a zona da saia, que é a região da saia do pistão. A saia do
pistão é a região responsável por realizar boa parte da dissipação térmica do pistão;
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 11/26
também é responsável por atritar com a camisa do cilindro. Nessa região será
amenizada a folga existente entre pistão e camisa. Por conta da dilatação térmica
do pistão, a área da saia aumenta quando atinge a temperatura operacional de
trabalho do motor, havendo redução da pressão da saia sobre a camisa, com
consequente redução do atrito e aumento da vida útil do pistão. Na zona da saia,
podem ser inseridos componentes antiatrito, objetivando uma maior redução de
desgaste dos componentes móveis.
Como a zona do pino tem massa maior que a zona da saia, os pistões
apresentam geometria ligeiramente oval, de modo a compensar a dilatação do
componente.
Créditos: Jannoon028/Shutterstock.
Os locais onde são instalados os anéis de segmento são chamados zona dos
anéis. Na zona dos anéis, há furos ou rasgos, mais especificamente onde se insere o
anel de óleo, para ajudar na lubrificação de anéis de segmento, camisas e saia do
pistão. A zona dos anéis, e seu posicionamento no pistão, influencia sobremaneira a
geração de poluição motor, principalmente de hidrocarbonetos não queimados.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 12/26
Importante ressaltar que são inseridos anéis de aço no interior dos pistões
antes de sua fundição. Os anéis de aço limitam a dilatação do alumínio, resultando
em motores de menor ruído e menor desgaste. Para pistões forjados, são feitos
porta-anéis de aço que visam também limitar a dilatação térmica do pistão
A zona de fogo ou a cabeça do pistão podem apresentar modificações
geométricas. Há cabeças de pistão retas, côncavas e convexas. Cabeças de pistão
convexas visam aumentar a taxa de compressão do motor. Cabeças de pistão
côncavas reduzem a taxa de compressão do motor, porém podem auxiliar no
movimento combustório, melhorando a turbulência da mistura de ar e combustível.
Podemos ainda ter rebaixos, chamados de cavas, na cabeça do pistão, com o
objetivo de evitar o contato com as válvulas do cabeçote durante o fechamento.
Crédito: Ronchi, 2021.
3.3 ANÉIS DE SEGMENTO
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 13/26
Créditos: Sharomka/Shutterstock.
Os anéis de segmento apresentam diversas funções. Entre as principais, fazer a
vedação da câmara de combustão auxiliar na lubrificação, junto da camisa, e ainda
auxiliar na transferência de calor do pistão para a camisa.
Normalmente, os anéis de segmento são fabricados em ferro fundido ou aço.
Esses materiais são altamente resistentes ao desgaste, principalmente ao atrito,
situação intensiva durante o funcionamento do motor. Também suportam altas
temperaturas, condição necessária para a sua característica de aplicação. São
componentes com grande elasticidade, e conservam tal característica mesmo após
serem expostos a altas temperaturas e usos extremos.
Normalmente, são inseridos no pistão três anéis de segmento, nas usinagens
confeccionadas no pistão.
O primeiro anel de segmento, chamada anel de compressão, é o anel mais
próximo da cabeça do pistão. É o anel que mais auxilia na vedação da câmara de
combustão, e é também o que mais sofre com a temperatura de combustão.
O segundo anel, que fica logo abaixo do primeiro, é um anel de vedação,
chamado coloquialmente anel raspador. Atualmente, é conhecido como segundo
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 14/26
anel de vedação. A nomenclatura dada antigamente (anel raspador) se justifica pelo
fato de alguns modelos de motor apresentarem neste anel uma geometria
diferenciada, que objetiva auxiliar na remoção de depósitos carbônicos e outros
elementos contaminantes oriundos da combustão. Por sua geometria, o anel
removia as sujidades, expurgando-as para o óleo lubrificante.
O terceiro anel de vedação é o anel de óleo ou anel de lubrificação. Sua função
desse é auxiliar na lubrificação da camisa do bloco de cilindros, do pistão e dos
próprios anéis de vedação. Ele o faz através de uma fina camada de óleo que é
depositada sobre a superfície da camisa. O óleo lubrificante vaza pelos furos que
são feitos na parte interna da canaleta do anel de óleo do pistão, de forma que
então o anel distribui o óleo durante os movimentos descendentes e ascendentes
do pistão.
Os anéis de segmento são feitos através do processo de fundição estática, ou
através da fundição centrifugada. O objetivo da fundição centrifugada é fazer com
que elementos não necessários ao componente de maior densidade sejam, através
da centrifugação, movimentados para a parte externa, buscando também que os
gases se movimentem para a parte interna. Assim, é possível fazer posteriormente a
usinagem da parte interna e externa desse anel, removendo a escória.  
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 15/26
Créditos: KOT500/Shutterstock.
O teor de carbono nos anéis é muito elevado para suportar as características
de atrito. Como consequência disso, esses componentes são extremamente frágeis.
Por isso, na instalação e remoção do pistão, deve-se usar ferramenta adequada,
evitando a quebra.
Da mesma forma, após instalados os anéis nos pistões, quando for instalar os
pistões no bloco de cilindros, deve-se utilizar ferramenta adequada para comprimir
os anéis dentro do pistão e permitir sua inserção no bloco de cilindros, sem gerardanos durante a instalação.
Créditos: Fobosvobos/Shutterstock.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 16/26
Os anéis de segmentos são cortados num ponto de sua circunferência. Essa
condição permite que ele se comprima e se aloje dentro das canaletas dos pistões.
Os cortes podem ser verticais, de recuperação ou oblíquos. Os mais comuns
são verticais. O corte entre pontas dos anéis permite que haja uma folga entre as
pontas do anel de segmento – assim como deve haver também uma folga entre o
anel de segmento e a canaleta do pistão –, para que, ao se dilatarem durante o
funcionamento do motor, não haja engripamento.
Existem diversos tipos de anéis de segmento em relação à forma e geometria.
O tipo de aplicação varia de acordo com as caraterísticas do motor.
TEMA 4 – VÁLVULAS, MOLAS DE VÁLVULAS, TUCHOS E
BALANCINS
4.1 VÁLVULAS
As válvulas são peças normalmente feitas de aço, ferro fundido ou aço inox,
através de extrusão.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 17/26
Créditos: Maksim Vivtsaruk/Shutterstock.
As válvulas apresentam angulações adequadas para fazer a correta vedação da
câmara de combustão, de forma a permitir o escoamento correto do fluxo de ar ou
ar combustível, assim como os fluxos dos gases de escape, minimizando a
turbulência dentro do sistema. Sobre as válvulas, encontram-se a sede de válvulas
que vai completar a vedação da câmara de combustão.
Créditos: ER_09/Shutterstock.
As válvulas apresentam partes; a região que fica em contato com a sede de
válvula é chamada cabeça da válvula. A região que permite o acionamento da
válvula é pé da válvula. E temos a região entre o pé e a cabeça da válvula, chamada
de haste. Através da haste da válvula haverá dissipação térmica de boa parte da
temperatura que é gerada na região da cabeça da válvula. Algumas válvulas
apresentam sódio, que auxilia na dissipação térmica do calor, que é dissipado para
as guias de válvulas que estão instaladas no cabeçote.
4.2 MOLAS DE VÁLVULAS
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 18/26
As molas de válvulas são feitas de aço de liga, pelo processo de extrusão ou
trefilação, sendo depois dobradas e temperadas.
Apresentam a função de fazer o fechamento das válvulas em tempo adequado,
acompanhando o movimento da árvore de cames, e por isso devem realizar força
adequada em função da rotação máxima do motor. Eventualmente, quando de seu
desgaste, as molas podem não fechar as válvulas na velocidade adequada,
causando a colisão do pistão com as válvulas. Este fenômeno extremamente
danoso ao motor é chamado flutuação de válvula.
As molas ficam presas à válvula, através do prato de mola, que é travado por
chavetas na válvula.
Crédito: Vereshchagin Dmitry/Shutterstock.
4.3 TUCHOS E BALANCINS
Tuchos e balancins são os dispositivos utilizados para fazer a abertura das
válvulas sem que haja o desgaste da árvore de cames. Sua construção pode ser feita
de diversas formas. No caso dos balancins, pode ser feita por fundição, usinagem
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 19/26
ou estampagem. No caso dos tuchos, normalmente é feita por estampagem ou por
usinagem. Os materiais empregados normalmente são alumínio ou aço.
Não existe um modelo melhor que o outro. Eles são característicos da
engenharia, conforme a necessidade do projeto. O que ocorre é que normalmente
os balancins são feitos de a forma a aumentar a força de abertura da válvula ou a
distância de abertura da válvula.
Créditos: Kritchai7752/Shutterstock.
Os tuchos, por sua vez, são elementos inseridos diretamente abaixo da árvore
de cames; podem ser mecânicos ou hidráulicos.
Os tuchos hidráulicos não necessitam de manutenção. Fazem a regulagem da
folga existente entre a válvula e a árvore de cames de forma automática com a
pressão do óleo do motor. Já os tuchos mecânicos precisam ser inspecionados a
cada 5000 km, para verificar a folga existente. Tuchos mecânicos que não
apresentam pastilhas deverão ser substituídos caso a folga seja demasiadamente
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 20/26
alta; tuchos mecânicos com pastilhas deverão ter a pastilha substituída caso a folga
seja elevada.
Créditos: Kudrin Ilia//Shutterstock.
As folgas entre válvulas e árvore de cames são necessárias para que, no
momento de aquecimento do motor, não haja o risco de haver queda de eficiência
na abertura da válvula, por uma folga demasiadamente elevada, ainda que haja a
condição chamada de enforcamento da válvula pelo fato de a folga ser pequena. Os
balancins também apresentam regulagem, o que pode ser feito através de parafuso
e contraporca. Neste caso, é preciso fazer inspeção a cada 5000 km. Tuchos e
balancins podem trabalhar também em conjunto, através de tucho hidráulico, não
requerendo manutenção. Balancins e tuchos podem apesentar, em sua estrutura,
rolamentos que reduzem o atrito do sistema.
Créditos: ER_09//Shutterstock.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 21/26
TEMA 5 – ÁRVORE DE CAMES E MECANISMO DE
SINCRONIZAÇÃO
5.1 ÁRVORE DE CAMES
Créditos: Viktor Chursin/Shutterstock.
A função da árvore de cames é comandar, em momento adequado, as
aberturas das válvulas de admissão e de escape, além de controlar seu fechamento,
limitando o movimento das molas das válvulas.
Motores modernos apresentam árvores de cames inseridas no cabeçote. A
instalação da árvore de cames no cabeçote reduz o número de elementos móveis,
para que haja o acionamento das válvulas, além de se ter mais eficiência e exatidão
no acionamento.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 22/26
Créditos: Sima/Shutterstock.
O material utilizado para a fabricação das árvores de cames, quando feitas
através da fundição, é normalmente o ferro fundido cinzento. Contudo, podemos
ter árvores de cames sendo feitas através de usinagem ou extrusão de um eixo, e a
instalação dos cames através de prensagem no eixo. Este sistema tem sido utilizado
com frequência nos últimos anos, por apresentar maior velocidade de fabricação.
Créditos: Warren Price Photography/Shutterstock.
Os cames devem apresentar alta resistência ao atrito, e por isso a ideia de
utilizar materiais com alto teor de carbono. Há grande atrito no came é devido
porque ele deve abrir a válvula, seja de admissão ou escape. O came possui
geometria circular na região onde não gera acionamento, e triangular na região de
acionamento da válvula. Assim, quando a rampa de abertura do came começa a
gerar movimento de abertura da válvula, acentua-se o atrito sobre a superfície do
came, até passar pelo nariz e finalizar na rampa de fechamento.
A região compreendida entre rampa de abertura, nariz e rampa de fechamento
faz o movimento de abertura e fechamento completo da válvula. Esta condição é
chamada permanência da válvula; é o tempo em que a válvula fica aberta, medido
em graus.
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 23/26
O movimento compreendido entre a rampa de abertura e o nariz é conhecido
como levante. O levante é a distância que irá projetar a válvula dentro da câmara de
combustão, para que permita a entrada da mistura de ar e combustível, ou para a
saída dos gases queimados da combustão.
A fim de melhorar o processo dinâmico da combustão, a abertura da válvula de
admissão ocorre momentos antes de o pistão chegar ao ponto morto superior.
Nessa mesma condição, a válvula de admissão se fecha após a descida do pistão ao
P.M.I., já no tempo de compressão, para que haja um preenchimento mais
completo da câmara de combustão. Durante a fase de compressão, as válvulas de
admissão e escape ficam fechadas. Momentos antes dopistão chegar ao ponto
morto superior, haverá ignição da mistura de ar combustível, através de
centelhamento, no caso do motor ciclo Otto, ou a injeção do diesel, no caso de um
motor ciclo Diesel. Isto fará com que haja inflamação da mistura.
O terceiro tempo do ciclo termodinâmico é o tempo de combustão. Neste
tempo, as válvulas de admissão e escape ficam fechadas; momentos antes do Pistão
chegar ao ponto morto inferior, haverá abertura da válvula de escape. No quarto
tempo, do escape, haverá escapamento dos gases queimados. A válvula de escape
se fecha somente após o pistão passar o ponto morto superior, já na fase de
admissão. Este tempo, em que válvulas de admissão e escape estão
simultaneamente abertas, é chamado de cruzamento de válvula, com a finalidade de
limpeza de cilindro ou recirculação de gases de escape para a redução de emissões.
5.2 MECANISMO DE SINCRONIZAÇÃO
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 24/26
Árvore de manivelas e comando de válvulas devem estar fisicamente
conectadas através de elementos de sincronização. Esses elementos podem ser
correias, correntes ou engrenagens.
Créditos: Artproximo/Shutterstock; Oleksandr_Delyk/Shutterstock.
Engrenagens nunca requerem manutenção. Correntes requerem manutenção,
em média, a cada 100.000 quilômetros. Correias, em média a cada 40.000
quilômetros. As correias são os elementos menos ruidosos. Já a distribuição por
engrenagem é a mais ruidosa.
Atualmente, a maior parte dos motores modernos leves trabalham com
correntes, pensando em custo e benefício. Entretanto, a utilização de correias
banhadas em óleo, com a durabilidade de vida útil do motor, tem sido um sistema
amplamente empregado nos último três anos, principalmente em motores de três
cilindros ciclo Otto.
A relação de distribuição entre árvores de manivelas e árvore de cames é de 2
para 1. Ou seja, a cada 2 voltas da árvore de manivelas, vamos ter uma volta da
árvore de cames. Isto ocorre porque precisamos fazer o ciclo termodinâmico
completo, que no caso do motor de pistões alternativos é de 720°. Para isso, o
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 25/26
comando de válvulas faz a abertura das válvulas de admissão e de escape, com uma
engrenagem ou polia de diâmetro maior que a polia ou engrenagem da árvore de
manivelas, de modo a manter a relação de 2 voltas da árvore de manivelas para 1
volta da árvore de cames
A sincronização da árvore de manivelas com a árvore de cames deve ser
respeitada, para que as válvulas de admissão e escape se abram no tempo
adequado, respeitando os tempos de funcionamento do motor. Caso haja
dessincronização, o motor pode não funcionar; pode ainda ocorrer de o pistão
entrar em contato físico com a válvula, danificando o sistema e gerando a quebra
do motor.
FINALIZANDO
Os elementos móveis do motor são os elementos necessários para garantir a
transformação da energia química em energia térmica, e da energia térmica em
energia mecânica.
Portanto, por apresentarem movimentos relativos entre si, os elementos
móveis necessitam de adequada, além de manutenção preventiva e cuidados em
relação à instalação, com vistas ao bom funcionamento do sistema.
Embora os elementos sejam projetados para funções bastante complexas, a
não observância dos procedimentos de operação pode acarretar colapso dos
componentes. Portanto, utilizar e manutenir os componentes de forma adequada é
19/05/2021 UNINTER - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ 26/26
mais barato, sendo indispensável para uma longa vida útil do motor, com eficiência
excelente.