mecânica automotiva - a bíblia do carro

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    A BBLIA DO CARRO

    "Copyright (C) 2001-2002 - Direitos reservados e registrados pelo escritor Paulo G. Costa"

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    Motor O motor a fonte de energia do automvel. Converte a energia calorfica produzida pela combusto da gasolina em energia mecnica, capaz de imprimir movimento nas rodas. O carburante, normalmente constitudo por uma mistura de gasolina e ar (a mistura gasosa), queimado no interior dos cilindros do motor.

    A mistura gasosa formada no carburador ou calculada pela injeo eletrnica, nos motores mais modernos, e admitida nas cmaras de exploso. Os pistes, que se deslocam dentro dos cilindros, comprimem a mistura que depois inflamada por uma vela de ignio. medida que a mistura se inflama, expande-se, empurrando o pisto para baixo.

    O movimento dos pistes para cima e para baixo convertido em movimento rotativo pelo virabrequim ou eixo de manivelas o qual, por seu turno, o transmite s rodas atravs da embreagem, da caixa de cmbio, do eixo de transmisso e do diferencial. Os pistes esto ligados ao virabrequim pelas bielas. Uma rvore de cames, tambm conhecida por rvore de comando de vlvulas, movida pelo virabrequim, aciona as vlvulas de admisso e escapamento situadas geralmente na parte superior de cada cilindro. A energia inicial necessria para por o motor em movimento fornecida pelo motor de arranque. Este engrena numa cremalheira que envolve o volante do motor, constitudo por um disco pesado, fixado extremidade do virabrequim ou rvore de manivelas. O volante do motor amortece os impulsos bruscos dos pistes e origina uma rotao relativamente suave ao virabrequim. Devido ao calor gerado por um motor de combusto interna, as peas metlicas que esto em contnuo atrito engripariam se no houvesse um sistema de arrefecimento. Para evitar desgastes e aquecimento excessivos, o motor inclui um sistema de lubrificao. O leo, armazenado no crter sob o bloco do motor, obrigado a circular sob presso atravs de todas as peas do motor que necessitam de lubrificao.

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    Basico

    A estrutura do motor deve ser suficientemente rgida para poder suportar as elevadas presses a que esto sujeitos os mancais do virabrequim e as demais peas internas. constituda basicamente por duas partes ligadas por meio de parafusos: a superior chamada de cabeote do motor e a inferior chamada de bloco do motor, que contm o virabrequim. Tanto o cabeote como o bloco podem ser de ferro fundido, embora tambm se utilize o alumnio na sua fabricao por ser mais leve e permitir uma melhor dissipao do calor. Atualmente, quase todos os motores apresentam as vlvulas no cabeote. No cabeote do motor existe, para cada cilindro uma cmara de exploso, um coletor de admisso, um coletor de escapamento, uma vlvula de escapamento, uma vlvula de admisso e um orifcio com rosca para o alojamento da vela. O motor recebe a mistura gasosa atravs das vlvulas de admisso e expele os gases resultantes da combusto atravs das vlvulas de escapamento. O mecanismo de abertura e fechamento das vlvulas situa-se normalmente na parte superior do cabeote do motor.

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    No bloco do motor encontram-se os cilindros e os mancais do virabrequim, no qual esto ligadas as bielas que, por sua vez, esto ligadas aos pistes. O bloco do motor pode ainda alojar a rvore de comando o qual comanda o abrir e o fechar das vlvulas. s vezes, a rvore de comando est alojada no cabeote do motor. Tanto o cabeote como o bloco do motor contm uma srie de dutos denominados cmaras de gua nos quais circula a gua de arrefecimento.

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    Tempo de exploso

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    A energia calorfica, resultante da combusto da mistura gasosa, converte-se em energia mecnica, por intermdio dos pistes, bielas e virabrequim. O rendimento do motor depende da quantidade de energia calorfica que transformada em energia mecnica. Quanto maior for o volume da mistura de gasolina e ar admitida no cilindro e a compresso dessa mistura, maior ser a potncia especfica do motor. A relao entre os volumes da mistura gasosa no cilindro, antes e depois da compresso, designada por taxa ou relao de compresso. Quando a fasca da vela de ignio inflama a mistura comprimida, a exploso deve propagar-se rapidamente, progressiva e uniformemente na cabea do pisto que limita a cmara de exploso. Se a taxa de compresso for demasiada elevada para o tipo de gasolina utilizada, a combusto no ser progressiva. A parte da mistura que se encontrar mais afastada da vela de ignio vai se inflamar violentamente ou detonar. Quando sucede tal fato, ou quando o motor tem muito avano, costuma-se dizer que o motor grila ou est adiantado. Esta detonao poder causar um aquecimento excessivo, alm de perda de rendimento e, caso persista, danificar o motor. O excessivo aquecimento, e a diminuio de rendimento num motor pode resultar na pr-ignio (auto-ignio), ou seja, inflamao de parte da mistura antes de soltar a fasca, devido existncia de velas defeituosas ou de valor trmico inadequado ou at mesmo presena na cmara de exploso de depsitos de carvo que se mantm continuamente incandescentes. A pr-ignio, tal como a detonao, pode causar graves danos e reduz a potncia do motor. Os motores de automveis, em sua grande maioria, tm um ciclo de funcionamento de 4 tempos, ou ciclo Otto. Como as vlvulas de admisso e escapamento devem abrir-se uma vez em cada ciclo, a rvore de comando que as aciona gira a metade da velocidade de rotao do virabrequim, a qual completa duas rotaes em cada ciclo. Tambm existem motores de 2 tempos nos quais se d uma exploso cada vez que o pisto desce, ou seja, uma vez em cada rotao do virabrequim. Este ciclo, basicamente mais simples do que o ciclo de 4 tempos, muito utilizado em motocicletas.

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    Fora motriz Ao produzir-se a combusto (exploso) da mistura de gasolina e ar, os pistes impulsionados pela expanso dos gases originam a fora motriz do motor. Num automvel de dimenses mdias, quando o motor trabalha velocidade mxima, cada pisto poder chegar a efetuar 100 cursos pr segundo.

    Devido a esta rpida sucesso de movimentos ascendentes e descendentes, os pistes devero ser resistentes, embora fabricados com material leve - uma liga de alumnio - na maioria dos automveis modernos.

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    Os anis dos pistes vedam a folga existente entre os pistes e a parede do cilindro. Os anis de compresso, que normalmente so dois, evitam que os gases passem do cilindro para o Carter, enquanto um terceiro anel raspador de leo remove o excesso de leo lubrificante das paredes do cilindro e devolve-o ao Carter.

    A fora motriz transmitida dos pistes e virabrequim que, juntamente com as bielas, a converte em movimento rotativo. As bielas so normalmente de ao forjado.

    A parte superior da biela, denominada p da biela, est fixada ao pisto por meio de um pino que permite biela oscilar lateralmente, enquanto se move para cima e para baixo. O pino do pisto normalmente oco, a fim de pesar menos e encontra-se fixado ao pisto por meio de travas ou prensados. A parte inferior da biela (a cabea da biela) est parafusada ao virabrequim fazendo uma trajetria circular, enquanto o p da biela segue o movimento de vai e vem do pisto. Uma cabea da biela pode terminar numa sesso horizontal ou oblqua.

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    O volante do motor, disco pesado e cuidadosamente equilibrado montado na extremidade do virabrequim do lado da caixa de cmbio, facilita o funcionamento suave do motor, j que mantm uniforme o movimento de rotao do virabrequim. Os bruscos movimentos alternativos de subida e descida dos pistes ocorrem enquanto a inrcia do volante mantm a uniformidade do movimento rotativo.

    A ordem de ignio dos cilindros tambm influi grandemente na suavidade da rotao do virabrequim. Considerando o cilindro mais prximo do ventilador nmero 1, a ordem de exploso num motor de 4 cilindros normalmente 1, 3, 4, 2 ou 1, 2, 4, 3 para permitir uma distribuio equilibrada dos esforos no virabrequim.

    O desenvolvimento de pistes bi metlicos de dilatao controlada uma das mais importantes e menos conhecidas inovaes dos motores atuais. Este tipo de pisto, graas a inseres de ao no prprio alumnio do corpo do pisto, assegura uma maior estabilidade dimensional. Em outras palavras, reduzem as deformaes do pisto como conseqncia das trocas de temperatura.

    Esta vantagem permite reduzir as tolerncias ou folgas entre pisto e cilindro, melhorando assim a vedao do conjunto e a compresso efetiva.

    Outro detalhe importante no conjunto alternativo a reduo do peso do pisto e da superfcie de contato com o cilindro. Os pistes de saia ultracurta e peso mnimo permitem sensveis melhoras ao reduzir-se, por um lado, as foras de inrcia que equivalem a consumo de energia diminuindo-se, ao mesmo tempo, os atritos ou resistncias passivas na frico do pisto com o cilindro. Estas vantagens foram complementadas, em muitos casos, com anis de materiais de baixo coeficiente de atrito e camisas de cilindro de materiais ou acabamentos especiais desenvolvidos com a mesma finalidade de reduzir resistncias passivas.

    Bloco do motor Os blocos so, na sua maioria, de ferro fundido, material resistente, econmico e fcil de trabalhar na produo em srie. A resistncia do bloco pode ser aumentada, se for utilizada na sua fabricao uma liga de ferro fundido com outros metais.

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    Alguns blocos de motor so fabricados com ligas de metais leves, o que diminui o peso e aumenta a dissipao calorfica; so, contudo, de preo mais elevado. Como so tambm mais macios, para resistir aos atritos dos pistes, os cilindros desses blocos tm de ser revestidos com camisas de ferro fundido. A camisa (cmara) de gua conjunto de condutores que atravs dos quais circula a gua de resfriamento dos cilindros normalmente fundida com o bloco, do qual faz parte integrante.

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