E ai pessoal, achei este material na internet e achei interessante colocar aqui para que todos possam admira-lo.
Algumas coisas não uasaremos nos opalões mas serve para conhecimento.
Radiador
O radiador destina-se a dissipar o calor da água quente que circula no
sistema de arrefecimento. É composto por dois depósitos de água: um
superior e outro inferior, entre os quais existe um corpo central – a
colméia -, normalmente constituído por tubos metálicos de paredes
delgadas. A água quente entra no depósito superior, vinda da camisa de
água, através do termostato e desce pelo interior da colméia,
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. Em grande número de radiadores existe um
espaço entre a superfície da água e a parte de cima e interior do
depósito superior, a fim de permitir a expansão da água. Qualquer água
(ou vapor) em excesso escorre para o solo pelo tubo-ladrão do radiador.
Em
alguns radiadores atuais, o tubo-ladrão 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.
Resfriamento de ar
O resfriamento por ar sem condutores próprios e sem circulação forçada por meio
de ventilador não permite um efeito uniforme em todos os cilindros, principalmente
nos motores em linha pois, neste caso, os cilindros montados atrás seriam pouco
arrefecidos pela corrente de ar proveniente da grade existente na frente do carro.
Para resolver esta dificuldade, os motores arrefecidos a ar possuem um ventilador
que faz incidir sobre os cilindros uma corrente de ar. Um controle termostático
regula o fluxo do ar para garantir as condições térmicas satisfatórias para o
funcionamento do motor. Um motor arrefecido por ar é muito mais ruidoso que um
motor arrefecido por água, já que a camisa de água amortece uma grande parte do
ruído do motor.
Bomba d'água
Nos motores modernos, a bomba de água está montada na parte da frente
do bloco e é acionada pela correia do ventilador. É a bomba de água que
alimenta 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.
Uma
pequena quantidade da água que segue para o aquecimento e, em alguns
modelos de automóveis, para o coletor de admissão retorna ao radiador
sem passar pelo termostato.
O rotor da bomba consiste num disco com
palhetas que atira a água de encontro à carcaça da bomba, por ação da
força centrífuga e a impele, devido à forma da carcaça, para a camisa
de água. Um retentor veda a passagem da água ao longo do eixo do rotor.
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.
Sistema de arrefecimento
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 desaparecem pelo sistema de escapamento, 7% perdem-se
devido a atritos internos e no aquecimento do óleo de lubrificação e
33% dissipam-se no sistema de resfriamento.
Existem
dois tipos de sistema de resfriamento: direto e 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.
Um sistema moderno de resfriamento por água apresenta as seguintes partes essenciais:
Uma
camisa de água, que rodeia as partes quentes do motor, tais como os
cilindros, as câmaras de explosão e as saídas do escapamento;
Um radiador, no qual a água quente proveniente do motor é arrefecida pelo ar;
Um ventilador, que faz circular o ar através do radiador;
Mangueiras existentes na parte superior e inferior do radiador e que ligam este ao motor para estabelecer um circuito fechado,
Uma bomba, que faz circular a água,
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,
Uma
tampa de pressão existente no radiador e destinado a elevar o ponto de
ebulição da água, evitando assim a formação de bolsas de vapor junto às
câmaras de explosão.
Para o perfeito funcionamento de um motor, seja
qual for sua velocidade, a temperatura do líquido de arrefecimento num
ponto próximo do termostato, deve elevar-se entre 80 e 115ºC. Os
motores podem, contudo, sobre aquecer como, por exemplo, quando há
falta de água no radiador ou em subidas longas.
Com uma tampa de
pressão regulada para 0,5 kg/cm2., a água ferverá apenas depois de
atingir 112ºC ao nível do mar. O seu ponto de ebulição descerá cerca de
1,1ºC por cada 300 mts. Na altitude.
A utilização de uma tampa de
maior pressão para uma pressão mais elevada pode causar danos se o
motor e o sistema não tiverem sido calculados para pressões mais
elevadas.
Quando o veículo tem o motor na frente, o ar frio é aspirado através da grade e passa pelo radiador pela ação do ventilador,
No motor montado transversalmente, em alguns casos o ar passa através de um radiador lateral.
Já no motor montado na parte traseira do veículo, o ventilador funciona de maneira análoga ao ventilador de um motor à frente.
Bomba de óleo
Emprega-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 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. 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.
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.
Respiro
– Os orifícios de ventilação do cárter, permitem o escapamento dos
gases, que entram no cárter depois de passarem os segmentos ou anéis do
pistão.
Filtro de óleo
Na maioria dos motores o óleo, antes de penetrar na bomba, atravessa um filtro de
rede que retém a maioria das impurezas. No exterior do cárter encontra-se
normalmente um filtro através do qual passa a totalidade do óleo. Como este filtro
pode eventualmente ficar obstruído com acúmulo de impurezas, uma válvula de
derivação nele existente abre-se quando a pressão, através do filtro, excede um
determinado valor, normalmente 0,7 a 1,5 kg/cm2. Esta válvula também se abre
quando o óleo está frio e, portanto, muito espesso.
Filtros centrífugos – Este tipo de filtro consiste num recipiente circular que, ao rodar
a grande velocidade, expele as partículas sólidas, que são retidas nas suas paredes
enquanto o óleo passa para através de um condutor central.
Óleo
Existem três tipos de óleo: mineral, sintético e vegetal. Os
fabricantes de motores recomendam atualmente apenas os óleos minerais e
sintéticos. O óleo de rícino utilizado principalmente em automóveis de
corrida, foi suplantado pelos óleos sintéticos.
O óleo mineral
refinado apresenta as desvantagens de solidificar a 35ºC, torna-se
demasiado espesso a baixa temperaturas, ter a consistência de petróleo
à temperatura dos cilindros e incendeia a temperaturas superiores a
230ºC. A utilização deste tipo de óleo levaria o motor a acumular
rapidamente resíduos de carvão. Para evitar este inconveniente e
aumentar o rendimento do motor, são dissolvidos, no óleo, aditivos
químicos.
Viscosidade
– Para evitar o contato entre as peças móveis de um motor e deter a
passagem dos gases quentes a alta pressão, o óleo deverá ter uma
viscosidade correta, ou seja, ser fluído e espesso. Se for demasiado
espesso, evitará a passagem de gases, mas não permitirá um perfeito
deslizamento das peças móveis; tornará também a partida difícil, já que
exige um maior esforço para fazer funcionar o motor frio.
Se o óleo
for demasiado fluído, a película de óleo que deverá separar as peças
móveis apresentará descontinuidades que permitem o contato entre essas
peças, provocando o seu desgaste. Além disso, o óleo nessas condições
não lubrificará devidamente os segmentos dos pistões e as paredes dos
cilindros. A viscosidade apropriada de um óleo varia de acordo com a
utilização do automóvel e com a temperatura ambiente. Não seria
razoável, por exemplo, utilizar um óleo com a mesma viscosidade no
Brasil e no Ártico. A viscosidade de um óleo não deve sofrer alterações
significativas com as diferentes temperaturas que ocorrem no motor.
A
temperatura num motor é bastante variável. O motor deverá arrancar com
temperaturas abaixo do ponto de congelamento; contudo, a temperatura
ideal do cárter, durante o funcionamento do motor, é de cerca de 82ºC.,
temperatura essa que permite a vaporização da umidade que se forma
durante a combustão. A temperatura nos mancais do virabrequim e nas
bronzinas das bielas deverá exceder em 10ºC. a do cárter enquanto a dos
segmentos dos pistões, acelerando a fundo, poderá atingir 230ºC .
A
viscosidade de um óleo é identificada pelo seu número SAE, designação
que deriva do nome da sociedade americana Society of Automotive
Engineers, que estabeleceu as normas de viscosidade. Os números SAE 20,
30, 40 e 50 indicam que a viscosidade do óleo se mantém dentro de
certos limites a temperaturas de 99ºC. Os números SAE 5W, 10W e 20W
indicam que viscosidade se mantém dentro de limites determinados à
temperatura de 18ºC. Estes números apenas especificam a viscosidade,
não se referindo a outras características; quanto mais baixo for o
número SAE, mais fluido será o óleo.
Um óleo multigrade tem um
índice de viscosidade elevado, ou seja, a sua viscosidade altera-se
pouco com a temperatura. Poderá ter; por exemplo, uma especificação SAE
10W/30 ou 20W/50. Um óleo multigrade tem a vantagem de permitir um
arranque mais fácil em tempo frio, pôr ser muito fluido a baixa
temperatura mantendo, contudo, as suas qualidades de lubrificação a
elevadas temperaturas.
Aditivos detergentes e
dispersantes – Alguns produtos parcialmente queimados conseguem passar
pelos segmentos dos pistões e chegar até o cárter. Estes produtos
incluem ácidos, alcatrões e materiais carbonizados que devem ser
absorvidos pelo óleo e mantidos em suspensão. Se não forem absorvidos,
esses produtos formam depósitos nas caixas dos segmentos dos pistões e
nas passagens de óleo, obstruindo a circulação do óleo e originando
engripamento dos anéis dos pistões.
Um óleo que contenha aditivos
dispersantes e detergentes manterá esses produtos em suspensão sempre
que as dimensões destes forem suficientemente reduzidas, isto é, quase
moleculares. Na ausência destes aditivos, esses produtos coagulam,
formando uma espécie de lama ou qualquer outro depósito.
Mudanças
de óleo – É conveniente respeitar os prazos recomendados pelos
fabricantes dos automóveis para substituição do óleo. Esses períodos
deverão mesmo ser encurtados para três ou quatro meses, se o automóvel
for somente utilizado em pequenos trajetos.
A razão para maior
freqüência da mudança de óleo, neste caso, reside no fato de quantidade
de aditivos detergentes e dispersantes presente no óleo ser pequena e
consumir-se com muito maior rapidez nas condições de repetidos
arranques e paradas do que em percursos longos, em que o motor funciona
a uma temperatura estável.
Sistema de lubrificação
A função do óleo no motor não consiste apenas em reduzir o atrito e o desgaste dos
pistões, apoios e outras peças móveis, mas também em evitar o escapamento dos
gases quentes a alta pressão, dissipar o calor da zonas quentes para o ar, através
do Carter, diminuir a corrosão e absorver alguns dos resíduos nocivos da
combustão.
O óleo encontra-se no Carter, na parte inferior do motor e é enviado por uma
bomba para os apoios principais através de um filtro. A bomba impulsiona
normalmente vários litros de óleo por minuto. A partir dos apoios principais, o óleo
segue, através dos orifícios de alimentação ou canais, para passagens abertas no
virabrequim e para os apoios (bronzinas, ou capas) das cabeças das bielas.
As paredes dos cilindros e as buchas dos pinos dos pistões são lubrificados por
aspersão de óleo que sai pelos lados dos apoios e é dispersado pela rotação da
árvore de manivelas. O óleo em excesso é retirado dos cilindros por segmentos ou
aneis raspadores existentes nos pistões e regressa ao Carter.
Um desvio do circuito principal alimenta cada um dos apoios da árvore de comando.
Em grande número de motores com válvulas na cabeça existe ainda um outro
desvio que conduz o óleo aos apoios do eixo dos balancins. O óleo retorna depois
ao Carter, onde o excesso de calor é dissipado no ar. Outro desvio alimenta o
comando da árvore de comando, por engrenagens ou por corrente e, em alguns
casos, lubrifica e pressiona o esticador da referida corrente.
Nenhum eixo se ajusta perfeitamente ao seu apoio pois, caso contrário, não
conseguiria rodar. Existe uma folga diminuta entre as superfícies (cerca de 0,07
mm nos apoios das cabeças das bielas, com 50 mm de diâmetro), formando-se no
apoio uma película de óleo na área onde a folga é maior. A rotação do eixo aspira o
óleo para o ponto de carga máxima, onde a folga é mínima, forçando o óleo a
tomar a forma de uma “cunha” entre o eixo e o apoio.
Desgaste do motor – Um fluxo insuficiente de lubrificante dará origem a um
desgaste rápido, ou gripagem, das peças móveis do motor, devido ao atrito entre
os metais. Também provocará um funcionamento deficiente do motor ao destruir as
superfícies dos segmentos ou anéis dos pistões, permitindo a passagem de gases
muito quentes.
Velas
As velas produzem faíscas elétricas que inflamam a mistura de gasolina
e ar nos cilindros do motor. Uma vela é constituída por um eletrodo
metálico que atravessa a parte central do isolador de porcelana – pólo
central. À volta da parte inferior do isolador existe um corpo metálico
que se enrosca na cabeça dos cilindros. Soldado à parte inferior deste
corpo e dessa maneira ligado à massa através da cabeça dos cilindros,
encontra-se outro eletrodo – o pólo da massa. Uma pequena folga separa
este eletrodo da extremidade do eletrodo central.
Acorrente de alta tensão, proveniente do distribuidor, passa pelo
eletrodo central e transpõe essa folga sob a forma de uma faísca.
Para
obter um bom rendimento do motor, a faísca deverá ser suficientemente
intensa para inflamar eficazmente a mistura de gasolina e ar, o que
significa que a folga deve ser relativamente grande. Porém, quanto
maior for esta folga, maior será também a voltagem necessária para
fazer soltar a faísca. As folgas recomendadas para as velas dos
automóveis modernos oscilam entre 0,5 a 1,0 mm. A folga deve ser
verificada periodicamente, já que os eletrodos desgastam-se lentamente
com o uso e podem ficar cobertos de resíduos.
Uma folga de dimensões
incorretas não constitui o único fator responsável por uma faísca fraca
e irregular, uma ruptura no isolador ou uma película de óleo ou de água
na sua superfície exterior poderão provocar fugas de eletricidade e dar
origem a uma faísca fraca ou mesmo impedir que esta salte entre os
eletrodos, sob a pressão de compressão existente dentro de cada
cilindro.
Entre a vela e a cabeça dos cilindros existe uma junta
para assegurar a vedação dos gases. Algumas velas apresentam, em vez da
junta, uma base cônica que se aloja na cabeça dos cilindros.
Distribuidor
O distribuidor consiste na ligação mecânica móvel entre os componentes do sistema de ignição e motor.
Desliga
e liga a corrente do enrolamento primário da bobina por meio dos
platinados e distribui às velas, segundo a sua ordem de ignição, ou
explosão, através de um rotor, a corrente de alta voltagem produzida
pela bobina. O rotor está ligado ao eixo do distribuidor e, à medida
que roda, liga o terminal central da tampa que está ligado à bobina,
aos cabos das velas, de acordo com a ordem de ignição.
Como
a ordem de ignição nos cilindros determina a seqüência segundo a qual a
corrente chega às velas, cada cabo de vela deve encontrar-se ligado à
vela correspondente. O eixo do distribuidor é normalmente acionado pela
árvore de comando, por meio de uma engrenagem helicoidal que faz girar
os dois eixos à mesma velocidade. Em alguns motores, o eixo do
distribuidor é acionado diretamente pelo girabrequim, por meio de um
conjunto de engrenagens que reduz para a metade o número rotações do
distribuidor.
Ignição antecipada – Qualquer que seja a
velocidade do motor, a duração da combustão é invariável. Quando o
motor funciona em marcha lenta, a ignição ocorre no momento em que o
pistão alcança ponto morto superior do seu curso, o que proporciona o
tempo necessário para que a expansão dos gases empurre o pistão para
baixo.
À medida que a velocidade do motor aumenta, reduz-se o
intervalo de tempo entre a subida e a descida do pistão, pelo que a
ignição deve ser antecipada para que haja o tempo necessário para a
combustão e a expansão. Consegue-se este efeito por meio de um
mecanismo centrifugo de regulagem do avanço, que pode ser completado
com um dispositivo de avanço por vácuo.
Como os platinados cortam a corrente
Os
platinados são acionados por um excêntrico que faz parte do eixo do
distribuidor. O excêntrico possui tantos ressaltos quanto o número de
cilindros no motor.
À medida que o eixo roda, o excêntrico aciona um
braço ou patin, que obriga os contatos dos platinados a separarem-se.
Terminada a ação do excêntrico, os contatos fecham por meio da sua mola.
A
formação de arcos voltaicos (faíscas) entre os contatos é reduzida por
um condensador ligado entre ambos. Quando os contatos se separam, a
corrente de baixa voltagem, vinda da bateria através do enrolamento
primário da bobina, é desligada, pelo que o campo magnético fica
interrompido.
Deste
modo, induz-se uma corrente de alta voltagem no enrolamento secundário
da bobina, passando essa corrente, através de um cabo, para o campo do
distribuidor e, daí, através do eletrodo do rotor, para um dos
eletrodos metálicos exteriores da tampa.
Não existe um contato real
entre o rotor e os terminais da tampa do distribuidor. A folga
existente entre o rotor e os terminais não é suficientemente grande
para dificultar os impulsos de alta voltagem transmitidos pela bobina a
cada uma das velas.
Bobina
Uma bateria de automóvel gera 6 ou 12 volts. Contudo, é necessária uma
voltagem milhares de vezes superior para se obter a faísca que inflama
a mistura de gasolina e ar. È a bobina que transforma a corrente de
baixa voltagem da bateria em corrente de alta voltagem necessária para
as velas. A bobina de um automóvel de tipo médio fornece as velas uma
corrente com tensões até 50.000 volts.
A bobina funciona segundo o
principio de que, quando a corrente elétrica passa num enrolamento de
fios, gera-se um campo magnético e, inversamente, quando se interrompe
um campo magnético, gera-se eletricidade em qualquer enrolamento de fio
dentro das linhas de força do campo magnético.
A voltagem original será aumentada se houver dois enrolamentos de fio,
possuindo um deles mais espiras do que o outro. Os dois enrolamentos da
bobina rodeiam um núcleo de ferro macio que concentra o campo
magnético. O enrolamento primário é constituído por algumas centenas de
espirais de fio relativamente grosso. Este enrolamento constitui a
parte de baixa voltagem e recebe a corrente vinda da bateria.
O enrolamento secundário é constituído por milhares de espiras de fio
fino (cerca de 2000 mts.). Este enrolamento constitui a parte de alta
voltagem e fornece a corrente às velas. Quando se roda a chave de
ignição, a corrente elétrica vinda da bateria atinge um dos terminais
da bobina, atravessa o enrolamento primário e sai pelo outro terminal
do mesmo enrolamento para os platinados do distribuidor.
Se osplatinados estiverem fechados, a corrente passará por eles,
transformando o enrolamento primário e o núcleo num eletroímã que, como
tal, gerará um campo magnético. Nesse caso, a corrente completa o seu
circuito através da carroceria do automóvel, voltando à bateria.
Ao abrirem-se os platinados, a correntes deixa de passar para o primário
da bobina e interrompe-se o campo magnético que atravessa os milhares
de espiras do enrolamento secundário. A corrente de alta tensão passa
do enrolamento secundário para as velas através do distribuidor e
retorna das velas para a bobina através da carroceria.
Num
sistema de bobina de ignição a corrente de baixa voltagem passa da
bateria para o condensador e os platinados através do enrolamento
primário. O circuito completa-se com o retorno da corrente através do
motor e da carroceria. A corrente de alta tensão, gerada na bobina,
passa para as velas através do distribuidor.
Quando
se interrompe o campo magnético, induz-se uma voltagem no enrolamento
primário, suficientemente elevada para formar um arco voltaico entre os
contatos dos platinados. Como, em conseqüência, os contatos
queimar-se-iam rapidamente, acrescenta-se ao circuito um condensador
para suprimir o arco. O condensador esta alojado dentro do distribuidor
e ligado, em paralelo, ao contato dos platinados
O condensador não
pode ser atravessado pela corrente, já que é formado por duas placas
metálicas separadas por um isolador atuando, contudo, como depósito de
energia elétrica que, de outro modo, iria provocar a formação do arco
quando da separação dos contatos dos platinados.
Esta energia é
descarregada no primário da bobina, produzindo um efeito de inversão
que acelera a interrupção do campo magnético aumentando, deste modo, a
voltagem no enrolamento secundário.
Bateria
A bateria fornece a eletricidade ao sistema de ignição, ao motor de
arranque, às luzes, ao painel e ao restante dos equipamentos elétricos
do automóvel.
A bateria é composta por um certo número de elementos
– cada um dos quais fornece uma voltagem ligeiramente superior a 2
volts – ligados pôr barras metálicas. As baterias dos automóveis são
constituídas por três ou seis elementos.
A bateria é um elemento essencial para o armazenamento da energia
necessária para o arranque do motor e o funcionamento das luzes, quando
aquele está parado. A sua capacidade é medida em amperes/hora. Uma
bateria de 56 A/h poderá fornecer uma corrente de 1A durante cinqüenta
e seis horas e 2A durante vinte e oito horas, etc. O arranque do
automóvel exige à bateria a sua potência máxima. Podem ser 300 A a 400
A para por em funcionamento um motor, enquanto uma lanterna pode exigir
apenas 0,5A.
Cada elemento é composto por dois conjuntos de
placas (eletrodos) introduzidos numa solução de acido sulfúrico diluído
(eletrólito). Um dos eletrodos é constituído por placas revestidas de
peróxido de chumbo e o outro por placas revestidas de chumbo esponjoso.
Quando
um elemento está em funcionamento, o ácido reage com as placas
convertendo energia química em energia elétrica. Cria-se, assim, uma
carga positiva no eletrodo de peróxido de chumbo e uma carga negativa
no eletrodo de chumbo esponjoso.
A corrente elétrica, medida em
amperes (A), passa de um dos pólos da bateria através do circuito do
automóvel e entra na bateria pelo outro pólo, fechando-se o circuito
por meio do eletrólito.
Como a reação química se mantém, forma-se
sulfato de chumbo na superfície de ambos os eletrodos e o ácido
sulfúrico converte-se em água. Quando as superfícies das duas placas
ficam completamente cobertas com sulfato de chumbo, a bateria esta
descarregada. Se a bateria for carregada novamente, por meio de uma
corrente elétrica apropriada, os eletrodos voltarão ao seu estado
original e o ácido sulfúrico é regenerado.
Uma bateria poderá ficar
inutilizada devido a um certo número de causas: incustração de sulfato
nas placas, de modo a impedir que a corrente de carga as atravesse;
desprendimento da matéria ativa das placas, e um vazamento entre os
elementos que possa causar um curto circuito.
Sistema de ignição
Da combustão de uma mistura de ar e gasolina nos cilindros de um motor
a gasolina resulta a energia necessária, para mover um automóvel. O
sistema de ignição produz a faísca elétrica que inflama a mistura.
Cada
cilindro possui uma vela provida de dois elementos metálicos – os
eletrodos – que penetram na câmara de explosão. Quando a corrente
elétrica é fornecida às velas a uma voltagem suficientemente elevada, a
corrente salta através do intervalo entre os eletrodos sob a forma de
uma faísca.
O
sistema de ignição de um automóvel é constituído por quatro partes
principais: uma bateria, que fornece a corrente elétrica, uma bobina,
que eleva a tensão da corrente, de um distribuidor, que envia a
corrente às velas no momento adequado e finalmente as velas, que
produzem as faíscas que inflamam a mistura contida nos cilindros.
Os
sistemas de ignição por faísca são basicamente os mesmos em todos os
automóveis fabricados atualmente. Os restantes componentes do sistema
de ignição fornecem a eletricidade às velas de cada cilindro a uma
voltagem suficiente no momento preciso.
Não é fácil a produção da
faísca entre os eletrodos de uma vela. Quanto maior for o intervalo
entre os eletrodos, maior deverá ser a voltagem.
A corrente que
chega às velas deve ser de alta tensão (pelo menos 14000 volts). Porém,
para compensar as quedas de tensão no sistema, poderá ser necessário
elevar esse número para 30.000 volts. Como a energia fornecida pela
bateria de um automóvel é normalmente de 12 volts, a bobina terá de
elevar em milhares de vezes esta tensão. Uma vez obtida a alta tensão,
esta deverá ser fornecida a cada vela no preciso momento do ciclo de 4
tempos.
O distribuidor, como o seu nome indica, distribui a
eletricidade a cada um dos cilindros segundo a sua ordem de inflamação.
Os platinados contribuem, juntamente com a bobina, para a obtenção da
alta voltagem necessária.
Turbo
A industria automobilística emprega em alguns modelos; turbinas
acionadas pelos gases de escape recuperando parte da energia de
movimentação que, de outra forma, se dispersaria na atmosfera. Os gases
que saem da câmara de explosão possuem temperatura elevada e uma certa
pressão e a turbina converte parte dessa energia mecânica.
A função
é aumentar a capacidade de admissão de ar no motor, gerando maior
potência, pelo fato de uma explosão só ocorrer com oxigênio (ar).
Para
uma melhor visualização vamos imaginar um motor de 2.0L, isto é, a cada
giro completo do virabrequim, este motor aspirou 2 litros de ar. Se o
motor girar a 6.000 RPM, dará 100 giros num segundo, o que equivale a
aspiração de 200 litros de ar por segundo. Isto causa uma deficiência
em regimes muito altos de rotação.
Ao saírem, os gases de escape
acionam a turbina. A turbina, ao girar, movimenta o compressor, os
quais estão ligados por um eixo. Ao girar, o compressor suga o ar
ambiente e o comprime no motor, em alguns modelos, fazendo-o passar
pelo radiador (intercooler) para resfriá-lo e assim entrar na câmara de
explosão. O ar em excesso é expulso pela válvula de alivio, que é
calibrada para cada tipo de motor.
O eixo da turbina é lubrificado e
arrefecido pelo óleo do motor e, em alguns modelos de turbinas, também
pela água do sistema de arrefecimento.
Em altos regimes de rotação, o turbo compressor pode atingir rotações superiores a 150.000
RPM
e todo este movimento gera pressão de 2 Kgf/cm² ou mais, que equivale a
2 vezes a pressão atmosférica. Quanto maior a pressão, maior o
enchimento do motor com o ar, porem pressão demais irá ocasionar danos
ao mesmo, assim existe uma válvula que controla a pressão e libera o ar
quando a pressão estiver muito alta.
Os
motores turbinados empurram o ar para dentro do motor com pressão e,
pelas leis da física, pressão gera calor e por essa razão, o ar
aspirado pelo motor estará muito quente. Quando o ar é aquecido, suas
moléculas se dissipam, entre elas a do oxigênio que é responsável
direta pela combustão juntamente com o combustível.
Para resolver
esse problema, foi introduzido o intercooler, que nada mais é que um
radiador de ar, semelhante ao utilizado para abaixar a temperatura da
água de arrefecimento dos motores.
O ar aquecido que sai do turbo e
é conduzido até esse radiador, passa por muitas aletas que têm a função
de trocar calor com o meio ambiente. Na saída, o ar atinge uma
temperatura muito mais adequada; Podemos dizer que, em média, o ar
entra no intercooler à 140° C e sai à 60° C, com muito mais moléculas
de oxigênio no mesmo volume, perfeito para gerar uma combustão e termos
um desempenho ainda melhor do que apenas motor turbinado.
Válvula de canister
Tem a função de dosar o fluxo dos vapores de combustível provenientes
do tanque de combustível do veículo e que são retidos em um filtro de
carvão ativado (canister).
Os vapores de combustível são
reutilizados na admissão no motor, através do funcionamento da válvula
do canister que é controlada pelo modulo de injeção eletrônica.
Em alguns tipos de injeção eletrônica a válvula também é chamada de solenóide de purga do canister.
Atuador de marcha lenta
A finalidade é controlar o ar da marcha lenta e controlar a rotação do
motor, de modo a evitar a parada do motor durante as alterações de
carga do mesmo.
Nos sistemas monoponto é mais conhecido por motor de
passo e é montado no corpo de borboleta ou TBI. Este sistema possui um
motor elétrico, que efetua uma volta completa (360°) a cada X numero de
passos, sendo os passos calculados pelo módulo de injeção eletrônica e
enviado em forma de tensão elétrica à válvula.
A
válvula atuadora de marcha lenta também conhecida por IAC (idle air
control valve), nos sistemas multipoint de injeção eletrônica, em
muitos, casos utiliza um solenóide ao invés de um motor, mas seu
funcionamento se restringe ao mesmo - controlar a quantidade de ar
desviado antes da borboleta de aceleração para depois da borboleta,
controlando assim a marcha lenta do motor.
O módulo de injeção
eletrônica também utiliza a válvula para controlar a marcha lenta
acelerada com o motor frio para um rápido aquecimento.
O injetor de combustível é um dispositivo eletromagnético, tipo
solenóide on-off que contém um solenóide que, ao receber um sinal
elétrico do módulo de injeção eletrônica, empurra o êmbolo ou núcleo
para cima. Isto permite que uma válvula, pressionada por uma mola, se
desloque de sua sede permitindo que o combustível seja pulverizado ou
atomizado no coletor de admissão.
O volume de combustível injetado é proporcional ao tempo de abertura da válvula.
O
módulo de injeção eletrônica, após ter recebido informações dos
diversos sensores sobre as condições de funcionamento do motor, define
o tempo de injeção, mandando um sinal ao bico injetor.
Regulador de Pressão
Normalmente o regulador de pressão está fixado na linha de alimentação.
Para os veículos de injeção de monoponto, ele fica fixado no próprio
corpo de borboleta ou TBI. Nos veículos de injeção multipoint abaixo
dos injetores de combustível.
Ele regula a pressão do combustível
fornecida ao injetor ou injetores. O regulador é uma válvula de alívio
operada por um diafragma tanto no monoponto quanto no multipoint.
No
regulador de pressão do multipoint, um lado do diafragma detecta a
pressão do combustível e o outro está conectado ao vácuo do coletor de
admissão. A pressão é estabilizada por uma mola pré calibrada aplicada
ao diafragma. O equilíbrio de um lado do diafragma com o vácuo do
coletor mantém uma pressão constante nos injetores. A pressão é alta
quando o vácuo do motor é baixo. O excesso de combustível gerado pela
bomba é desviado pelo regulador e retorna ao tanque pela linha de
retorno de combustível.
No regulador do monoponto o funcionamento é
da mesma forma, somente não é usado o vácuo do motor em alguns tipos de
injeção. Por isso a pressão é somente exercida contra a tensão pré
fixada da mola reguladora.
Bomba elétrica
As bombas elétricas tem o mesmo princípio das bombas mecânicas, bombear
combustível.
Existem duas posições onde são colocadas, internamente, no tanque de
combustível e externamente, nas tubulações que levam a gasolina até o motor.
Quanto aos tipos de bombas temos: de roletes e paletas.
Atuadores
A principal função do sistema de injeção eletrônica é calcular e dosar
adequadamente a quantidade de combustível fornecida ao motor em suas
diferentes condições de funcionamento.
Outra função importante é o controle da ignição, em certos sistemas controlados
por um módulo de potência.
As informações de estado do motor, recebidas dos sensores, são processadas pelo
módulo de injeção eletrônica que aciona os atuadores de controle de combustível,
do ar da marcha lenta e etc.
Algumas coisas não uasaremos nos opalões mas serve para conhecimento.
Radiador
O radiador destina-se a dissipar o calor da água quente que circula no
sistema de arrefecimento. É composto por dois depósitos de água: um
superior e outro inferior, entre os quais existe um corpo central – a
colméia -, normalmente constituído por tubos metálicos de paredes
delgadas. A água quente entra no depósito superior, vinda da camisa de
água, através do termostato e desce pelo interior da colméia,
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. Em grande número de radiadores existe um
espaço entre a superfície da água e a parte de cima e interior do
depósito superior, a fim de permitir a expansão da água. Qualquer água
(ou vapor) em excesso escorre para o solo pelo tubo-ladrão do radiador.
Em
alguns radiadores atuais, o tubo-ladrão 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.
Resfriamento de ar
O resfriamento por ar sem condutores próprios e sem circulação forçada por meio
de ventilador não permite um efeito uniforme em todos os cilindros, principalmente
nos motores em linha pois, neste caso, os cilindros montados atrás seriam pouco
arrefecidos pela corrente de ar proveniente da grade existente na frente do carro.
Para resolver esta dificuldade, os motores arrefecidos a ar possuem um ventilador
que faz incidir sobre os cilindros uma corrente de ar. Um controle termostático
regula o fluxo do ar para garantir as condições térmicas satisfatórias para o
funcionamento do motor. Um motor arrefecido por ar é muito mais ruidoso que um
motor arrefecido por água, já que a camisa de água amortece uma grande parte do
ruído do motor.
Bomba d'água
Nos motores modernos, a bomba de água está montada na parte da frente
do bloco e é acionada pela correia do ventilador. É a bomba de água que
alimenta 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.
Uma
pequena quantidade da água que segue para o aquecimento e, em alguns
modelos de automóveis, para o coletor de admissão retorna ao radiador
sem passar pelo termostato.
O rotor da bomba consiste num disco com
palhetas que atira a água de encontro à carcaça da bomba, por ação da
força centrífuga e a impele, devido à forma da carcaça, para a camisa
de água. Um retentor veda a passagem da água ao longo do eixo do rotor.
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.
Sistema de arrefecimento
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 desaparecem pelo sistema de escapamento, 7% perdem-se
devido a atritos internos e no aquecimento do óleo de lubrificação e
33% dissipam-se no sistema de resfriamento.
Existem
dois tipos de sistema de resfriamento: direto e 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.
Um sistema moderno de resfriamento por água apresenta as seguintes partes essenciais:
Uma
camisa de água, que rodeia as partes quentes do motor, tais como os
cilindros, as câmaras de explosão e as saídas do escapamento;
Um radiador, no qual a água quente proveniente do motor é arrefecida pelo ar;
Um ventilador, que faz circular o ar através do radiador;
Mangueiras existentes na parte superior e inferior do radiador e que ligam este ao motor para estabelecer um circuito fechado,
Uma bomba, que faz circular a água,
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,
Uma
tampa de pressão existente no radiador e destinado a elevar o ponto de
ebulição da água, evitando assim a formação de bolsas de vapor junto às
câmaras de explosão.
Para o perfeito funcionamento de um motor, seja
qual for sua velocidade, a temperatura do líquido de arrefecimento num
ponto próximo do termostato, deve elevar-se entre 80 e 115ºC. Os
motores podem, contudo, sobre aquecer como, por exemplo, quando há
falta de água no radiador ou em subidas longas.
Com uma tampa de
pressão regulada para 0,5 kg/cm2., a água ferverá apenas depois de
atingir 112ºC ao nível do mar. O seu ponto de ebulição descerá cerca de
1,1ºC por cada 300 mts. Na altitude.
A utilização de uma tampa de
maior pressão para uma pressão mais elevada pode causar danos se o
motor e o sistema não tiverem sido calculados para pressões mais
elevadas.
Quando o veículo tem o motor na frente, o ar frio é aspirado através da grade e passa pelo radiador pela ação do ventilador,
No motor montado transversalmente, em alguns casos o ar passa através de um radiador lateral.
Já no motor montado na parte traseira do veículo, o ventilador funciona de maneira análoga ao ventilador de um motor à frente.
Bomba de óleo
Emprega-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 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. 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.
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.
Respiro
– Os orifícios de ventilação do cárter, permitem o escapamento dos
gases, que entram no cárter depois de passarem os segmentos ou anéis do
pistão.
Filtro de óleo
Na maioria dos motores o óleo, antes de penetrar na bomba, atravessa um filtro de
rede que retém a maioria das impurezas. No exterior do cárter encontra-se
normalmente um filtro através do qual passa a totalidade do óleo. Como este filtro
pode eventualmente ficar obstruído com acúmulo de impurezas, uma válvula de
derivação nele existente abre-se quando a pressão, através do filtro, excede um
determinado valor, normalmente 0,7 a 1,5 kg/cm2. Esta válvula também se abre
quando o óleo está frio e, portanto, muito espesso.
Filtros centrífugos – Este tipo de filtro consiste num recipiente circular que, ao rodar
a grande velocidade, expele as partículas sólidas, que são retidas nas suas paredes
enquanto o óleo passa para através de um condutor central.
Óleo
Existem três tipos de óleo: mineral, sintético e vegetal. Os
fabricantes de motores recomendam atualmente apenas os óleos minerais e
sintéticos. O óleo de rícino utilizado principalmente em automóveis de
corrida, foi suplantado pelos óleos sintéticos.
O óleo mineral
refinado apresenta as desvantagens de solidificar a 35ºC, torna-se
demasiado espesso a baixa temperaturas, ter a consistência de petróleo
à temperatura dos cilindros e incendeia a temperaturas superiores a
230ºC. A utilização deste tipo de óleo levaria o motor a acumular
rapidamente resíduos de carvão. Para evitar este inconveniente e
aumentar o rendimento do motor, são dissolvidos, no óleo, aditivos
químicos.
Viscosidade
– Para evitar o contato entre as peças móveis de um motor e deter a
passagem dos gases quentes a alta pressão, o óleo deverá ter uma
viscosidade correta, ou seja, ser fluído e espesso. Se for demasiado
espesso, evitará a passagem de gases, mas não permitirá um perfeito
deslizamento das peças móveis; tornará também a partida difícil, já que
exige um maior esforço para fazer funcionar o motor frio.
Se o óleo
for demasiado fluído, a película de óleo que deverá separar as peças
móveis apresentará descontinuidades que permitem o contato entre essas
peças, provocando o seu desgaste. Além disso, o óleo nessas condições
não lubrificará devidamente os segmentos dos pistões e as paredes dos
cilindros. A viscosidade apropriada de um óleo varia de acordo com a
utilização do automóvel e com a temperatura ambiente. Não seria
razoável, por exemplo, utilizar um óleo com a mesma viscosidade no
Brasil e no Ártico. A viscosidade de um óleo não deve sofrer alterações
significativas com as diferentes temperaturas que ocorrem no motor.
A
temperatura num motor é bastante variável. O motor deverá arrancar com
temperaturas abaixo do ponto de congelamento; contudo, a temperatura
ideal do cárter, durante o funcionamento do motor, é de cerca de 82ºC.,
temperatura essa que permite a vaporização da umidade que se forma
durante a combustão. A temperatura nos mancais do virabrequim e nas
bronzinas das bielas deverá exceder em 10ºC. a do cárter enquanto a dos
segmentos dos pistões, acelerando a fundo, poderá atingir 230ºC .
A
viscosidade de um óleo é identificada pelo seu número SAE, designação
que deriva do nome da sociedade americana Society of Automotive
Engineers, que estabeleceu as normas de viscosidade. Os números SAE 20,
30, 40 e 50 indicam que a viscosidade do óleo se mantém dentro de
certos limites a temperaturas de 99ºC. Os números SAE 5W, 10W e 20W
indicam que viscosidade se mantém dentro de limites determinados à
temperatura de 18ºC. Estes números apenas especificam a viscosidade,
não se referindo a outras características; quanto mais baixo for o
número SAE, mais fluido será o óleo.
Um óleo multigrade tem um
índice de viscosidade elevado, ou seja, a sua viscosidade altera-se
pouco com a temperatura. Poderá ter; por exemplo, uma especificação SAE
10W/30 ou 20W/50. Um óleo multigrade tem a vantagem de permitir um
arranque mais fácil em tempo frio, pôr ser muito fluido a baixa
temperatura mantendo, contudo, as suas qualidades de lubrificação a
elevadas temperaturas.
Aditivos detergentes e
dispersantes – Alguns produtos parcialmente queimados conseguem passar
pelos segmentos dos pistões e chegar até o cárter. Estes produtos
incluem ácidos, alcatrões e materiais carbonizados que devem ser
absorvidos pelo óleo e mantidos em suspensão. Se não forem absorvidos,
esses produtos formam depósitos nas caixas dos segmentos dos pistões e
nas passagens de óleo, obstruindo a circulação do óleo e originando
engripamento dos anéis dos pistões.
Um óleo que contenha aditivos
dispersantes e detergentes manterá esses produtos em suspensão sempre
que as dimensões destes forem suficientemente reduzidas, isto é, quase
moleculares. Na ausência destes aditivos, esses produtos coagulam,
formando uma espécie de lama ou qualquer outro depósito.
Mudanças
de óleo – É conveniente respeitar os prazos recomendados pelos
fabricantes dos automóveis para substituição do óleo. Esses períodos
deverão mesmo ser encurtados para três ou quatro meses, se o automóvel
for somente utilizado em pequenos trajetos.
A razão para maior
freqüência da mudança de óleo, neste caso, reside no fato de quantidade
de aditivos detergentes e dispersantes presente no óleo ser pequena e
consumir-se com muito maior rapidez nas condições de repetidos
arranques e paradas do que em percursos longos, em que o motor funciona
a uma temperatura estável.
Sistema de lubrificação
A função do óleo no motor não consiste apenas em reduzir o atrito e o desgaste dos
pistões, apoios e outras peças móveis, mas também em evitar o escapamento dos
gases quentes a alta pressão, dissipar o calor da zonas quentes para o ar, através
do Carter, diminuir a corrosão e absorver alguns dos resíduos nocivos da
combustão.
O óleo encontra-se no Carter, na parte inferior do motor e é enviado por uma
bomba para os apoios principais através de um filtro. A bomba impulsiona
normalmente vários litros de óleo por minuto. A partir dos apoios principais, o óleo
segue, através dos orifícios de alimentação ou canais, para passagens abertas no
virabrequim e para os apoios (bronzinas, ou capas) das cabeças das bielas.
As paredes dos cilindros e as buchas dos pinos dos pistões são lubrificados por
aspersão de óleo que sai pelos lados dos apoios e é dispersado pela rotação da
árvore de manivelas. O óleo em excesso é retirado dos cilindros por segmentos ou
aneis raspadores existentes nos pistões e regressa ao Carter.
Um desvio do circuito principal alimenta cada um dos apoios da árvore de comando.
Em grande número de motores com válvulas na cabeça existe ainda um outro
desvio que conduz o óleo aos apoios do eixo dos balancins. O óleo retorna depois
ao Carter, onde o excesso de calor é dissipado no ar. Outro desvio alimenta o
comando da árvore de comando, por engrenagens ou por corrente e, em alguns
casos, lubrifica e pressiona o esticador da referida corrente.
Nenhum eixo se ajusta perfeitamente ao seu apoio pois, caso contrário, nãoconseguiria rodar. Existe uma folga diminuta entre as superfícies (cerca de 0,07
mm nos apoios das cabeças das bielas, com 50 mm de diâmetro), formando-se no
apoio uma película de óleo na área onde a folga é maior. A rotação do eixo aspira o
óleo para o ponto de carga máxima, onde a folga é mínima, forçando o óleo a
tomar a forma de uma “cunha” entre o eixo e o apoio.
Desgaste do motor – Um fluxo insuficiente de lubrificante dará origem a um
desgaste rápido, ou gripagem, das peças móveis do motor, devido ao atrito entre
os metais. Também provocará um funcionamento deficiente do motor ao destruir as
superfícies dos segmentos ou anéis dos pistões, permitindo a passagem de gases
muito quentes.
Velas
As velas produzem faíscas elétricas que inflamam a mistura de gasolina
e ar nos cilindros do motor. Uma vela é constituída por um eletrodo
metálico que atravessa a parte central do isolador de porcelana – pólo
central. À volta da parte inferior do isolador existe um corpo metálico
que se enrosca na cabeça dos cilindros. Soldado à parte inferior deste
corpo e dessa maneira ligado à massa através da cabeça dos cilindros,
encontra-se outro eletrodo – o pólo da massa. Uma pequena folga separa
este eletrodo da extremidade do eletrodo central.
Acorrente de alta tensão, proveniente do distribuidor, passa pelo
eletrodo central e transpõe essa folga sob a forma de uma faísca.
Para
obter um bom rendimento do motor, a faísca deverá ser suficientemente
intensa para inflamar eficazmente a mistura de gasolina e ar, o que
significa que a folga deve ser relativamente grande. Porém, quanto
maior for esta folga, maior será também a voltagem necessária para
fazer soltar a faísca. As folgas recomendadas para as velas dos
automóveis modernos oscilam entre 0,5 a 1,0 mm. A folga deve ser
verificada periodicamente, já que os eletrodos desgastam-se lentamente
com o uso e podem ficar cobertos de resíduos.
Uma folga de dimensões
incorretas não constitui o único fator responsável por uma faísca fraca
e irregular, uma ruptura no isolador ou uma película de óleo ou de água
na sua superfície exterior poderão provocar fugas de eletricidade e dar
origem a uma faísca fraca ou mesmo impedir que esta salte entre os
eletrodos, sob a pressão de compressão existente dentro de cada
cilindro.
Entre a vela e a cabeça dos cilindros existe uma junta
para assegurar a vedação dos gases. Algumas velas apresentam, em vez da
junta, uma base cônica que se aloja na cabeça dos cilindros.
Distribuidor
O distribuidor consiste na ligação mecânica móvel entre os componentes do sistema de ignição e motor.
Desliga
e liga a corrente do enrolamento primário da bobina por meio dos
platinados e distribui às velas, segundo a sua ordem de ignição, ou
explosão, através de um rotor, a corrente de alta voltagem produzida
pela bobina. O rotor está ligado ao eixo do distribuidor e, à medida
que roda, liga o terminal central da tampa que está ligado à bobina,
aos cabos das velas, de acordo com a ordem de ignição.
Como
a ordem de ignição nos cilindros determina a seqüência segundo a qual a
corrente chega às velas, cada cabo de vela deve encontrar-se ligado à
vela correspondente. O eixo do distribuidor é normalmente acionado pela
árvore de comando, por meio de uma engrenagem helicoidal que faz girar
os dois eixos à mesma velocidade. Em alguns motores, o eixo do
distribuidor é acionado diretamente pelo girabrequim, por meio de um
conjunto de engrenagens que reduz para a metade o número rotações do
distribuidor.
Ignição antecipada – Qualquer que seja a
velocidade do motor, a duração da combustão é invariável. Quando o
motor funciona em marcha lenta, a ignição ocorre no momento em que o
pistão alcança ponto morto superior do seu curso, o que proporciona o
tempo necessário para que a expansão dos gases empurre o pistão para
baixo.
À medida que a velocidade do motor aumenta, reduz-se o
intervalo de tempo entre a subida e a descida do pistão, pelo que a
ignição deve ser antecipada para que haja o tempo necessário para a
combustão e a expansão. Consegue-se este efeito por meio de um
mecanismo centrifugo de regulagem do avanço, que pode ser completado
com um dispositivo de avanço por vácuo.
Como os platinados cortam a corrente
Os
platinados são acionados por um excêntrico que faz parte do eixo do
distribuidor. O excêntrico possui tantos ressaltos quanto o número de
cilindros no motor.
À medida que o eixo roda, o excêntrico aciona um
braço ou patin, que obriga os contatos dos platinados a separarem-se.
Terminada a ação do excêntrico, os contatos fecham por meio da sua mola.
A
formação de arcos voltaicos (faíscas) entre os contatos é reduzida por
um condensador ligado entre ambos. Quando os contatos se separam, a
corrente de baixa voltagem, vinda da bateria através do enrolamento
primário da bobina, é desligada, pelo que o campo magnético fica
interrompido.
Deste
modo, induz-se uma corrente de alta voltagem no enrolamento secundário
da bobina, passando essa corrente, através de um cabo, para o campo do
distribuidor e, daí, através do eletrodo do rotor, para um dos
eletrodos metálicos exteriores da tampa.
Não existe um contato real
entre o rotor e os terminais da tampa do distribuidor. A folga
existente entre o rotor e os terminais não é suficientemente grande
para dificultar os impulsos de alta voltagem transmitidos pela bobina a
cada uma das velas.
Bobina
Uma bateria de automóvel gera 6 ou 12 volts. Contudo, é necessária uma
voltagem milhares de vezes superior para se obter a faísca que inflama
a mistura de gasolina e ar. È a bobina que transforma a corrente de
baixa voltagem da bateria em corrente de alta voltagem necessária para
as velas. A bobina de um automóvel de tipo médio fornece as velas uma
corrente com tensões até 50.000 volts.
A bobina funciona segundo o
principio de que, quando a corrente elétrica passa num enrolamento de
fios, gera-se um campo magnético e, inversamente, quando se interrompe
um campo magnético, gera-se eletricidade em qualquer enrolamento de fio
dentro das linhas de força do campo magnético.
A voltagem original será aumentada se houver dois enrolamentos de fio,
possuindo um deles mais espiras do que o outro. Os dois enrolamentos da
bobina rodeiam um núcleo de ferro macio que concentra o campo
magnético. O enrolamento primário é constituído por algumas centenas de
espirais de fio relativamente grosso. Este enrolamento constitui a
parte de baixa voltagem e recebe a corrente vinda da bateria.
O enrolamento secundário é constituído por milhares de espiras de fio
fino (cerca de 2000 mts.). Este enrolamento constitui a parte de alta
voltagem e fornece a corrente às velas. Quando se roda a chave de
ignição, a corrente elétrica vinda da bateria atinge um dos terminais
da bobina, atravessa o enrolamento primário e sai pelo outro terminal
do mesmo enrolamento para os platinados do distribuidor.
Se osplatinados estiverem fechados, a corrente passará por eles,
transformando o enrolamento primário e o núcleo num eletroímã que, como
tal, gerará um campo magnético. Nesse caso, a corrente completa o seu
circuito através da carroceria do automóvel, voltando à bateria.
Ao abrirem-se os platinados, a correntes deixa de passar para o primário
da bobina e interrompe-se o campo magnético que atravessa os milhares
de espiras do enrolamento secundário. A corrente de alta tensão passa
do enrolamento secundário para as velas através do distribuidor e
retorna das velas para a bobina através da carroceria.
Num
sistema de bobina de ignição a corrente de baixa voltagem passa da
bateria para o condensador e os platinados através do enrolamento
primário. O circuito completa-se com o retorno da corrente através do
motor e da carroceria. A corrente de alta tensão, gerada na bobina,
passa para as velas através do distribuidor.
Quando
se interrompe o campo magnético, induz-se uma voltagem no enrolamento
primário, suficientemente elevada para formar um arco voltaico entre os
contatos dos platinados. Como, em conseqüência, os contatos
queimar-se-iam rapidamente, acrescenta-se ao circuito um condensador
para suprimir o arco. O condensador esta alojado dentro do distribuidor
e ligado, em paralelo, ao contato dos platinados
O condensador não
pode ser atravessado pela corrente, já que é formado por duas placas
metálicas separadas por um isolador atuando, contudo, como depósito de
energia elétrica que, de outro modo, iria provocar a formação do arco
quando da separação dos contatos dos platinados.
Esta energia é
descarregada no primário da bobina, produzindo um efeito de inversão
que acelera a interrupção do campo magnético aumentando, deste modo, a
voltagem no enrolamento secundário.
Bateria
A bateria fornece a eletricidade ao sistema de ignição, ao motor de
arranque, às luzes, ao painel e ao restante dos equipamentos elétricos
do automóvel.
A bateria é composta por um certo número de elementos
– cada um dos quais fornece uma voltagem ligeiramente superior a 2
volts – ligados pôr barras metálicas. As baterias dos automóveis são
constituídas por três ou seis elementos.
A bateria é um elemento essencial para o armazenamento da energia
necessária para o arranque do motor e o funcionamento das luzes, quando
aquele está parado. A sua capacidade é medida em amperes/hora. Uma
bateria de 56 A/h poderá fornecer uma corrente de 1A durante cinqüenta
e seis horas e 2A durante vinte e oito horas, etc. O arranque do
automóvel exige à bateria a sua potência máxima. Podem ser 300 A a 400
A para por em funcionamento um motor, enquanto uma lanterna pode exigir
apenas 0,5A.
Cada elemento é composto por dois conjuntos de
placas (eletrodos) introduzidos numa solução de acido sulfúrico diluído
(eletrólito). Um dos eletrodos é constituído por placas revestidas de
peróxido de chumbo e o outro por placas revestidas de chumbo esponjoso.
Quando
um elemento está em funcionamento, o ácido reage com as placas
convertendo energia química em energia elétrica. Cria-se, assim, uma
carga positiva no eletrodo de peróxido de chumbo e uma carga negativa
no eletrodo de chumbo esponjoso.
A corrente elétrica, medida em
amperes (A), passa de um dos pólos da bateria através do circuito do
automóvel e entra na bateria pelo outro pólo, fechando-se o circuito
por meio do eletrólito.
Como a reação química se mantém, forma-se
sulfato de chumbo na superfície de ambos os eletrodos e o ácido
sulfúrico converte-se em água. Quando as superfícies das duas placas
ficam completamente cobertas com sulfato de chumbo, a bateria esta
descarregada. Se a bateria for carregada novamente, por meio de uma
corrente elétrica apropriada, os eletrodos voltarão ao seu estado
original e o ácido sulfúrico é regenerado.
Uma bateria poderá ficar
inutilizada devido a um certo número de causas: incustração de sulfato
nas placas, de modo a impedir que a corrente de carga as atravesse;
desprendimento da matéria ativa das placas, e um vazamento entre os
elementos que possa causar um curto circuito.
Sistema de ignição
Da combustão de uma mistura de ar e gasolina nos cilindros de um motor
a gasolina resulta a energia necessária, para mover um automóvel. O
sistema de ignição produz a faísca elétrica que inflama a mistura.
Cada
cilindro possui uma vela provida de dois elementos metálicos – os
eletrodos – que penetram na câmara de explosão. Quando a corrente
elétrica é fornecida às velas a uma voltagem suficientemente elevada, a
corrente salta através do intervalo entre os eletrodos sob a forma de
uma faísca.
O
sistema de ignição de um automóvel é constituído por quatro partes
principais: uma bateria, que fornece a corrente elétrica, uma bobina,
que eleva a tensão da corrente, de um distribuidor, que envia a
corrente às velas no momento adequado e finalmente as velas, que
produzem as faíscas que inflamam a mistura contida nos cilindros.
Os
sistemas de ignição por faísca são basicamente os mesmos em todos os
automóveis fabricados atualmente. Os restantes componentes do sistema
de ignição fornecem a eletricidade às velas de cada cilindro a uma
voltagem suficiente no momento preciso.
Não é fácil a produção da
faísca entre os eletrodos de uma vela. Quanto maior for o intervalo
entre os eletrodos, maior deverá ser a voltagem.
A corrente que
chega às velas deve ser de alta tensão (pelo menos 14000 volts). Porém,
para compensar as quedas de tensão no sistema, poderá ser necessário
elevar esse número para 30.000 volts. Como a energia fornecida pela
bateria de um automóvel é normalmente de 12 volts, a bobina terá de
elevar em milhares de vezes esta tensão. Uma vez obtida a alta tensão,
esta deverá ser fornecida a cada vela no preciso momento do ciclo de 4
tempos.
O distribuidor, como o seu nome indica, distribui a
eletricidade a cada um dos cilindros segundo a sua ordem de inflamação.
Os platinados contribuem, juntamente com a bobina, para a obtenção da
alta voltagem necessária.
Turbo
A industria automobilística emprega em alguns modelos; turbinas
acionadas pelos gases de escape recuperando parte da energia de
movimentação que, de outra forma, se dispersaria na atmosfera. Os gases
que saem da câmara de explosão possuem temperatura elevada e uma certa
pressão e a turbina converte parte dessa energia mecânica.
A função
é aumentar a capacidade de admissão de ar no motor, gerando maior
potência, pelo fato de uma explosão só ocorrer com oxigênio (ar).
Para
uma melhor visualização vamos imaginar um motor de 2.0L, isto é, a cada
giro completo do virabrequim, este motor aspirou 2 litros de ar. Se o
motor girar a 6.000 RPM, dará 100 giros num segundo, o que equivale a
aspiração de 200 litros de ar por segundo. Isto causa uma deficiência
em regimes muito altos de rotação.
Ao saírem, os gases de escape
acionam a turbina. A turbina, ao girar, movimenta o compressor, os
quais estão ligados por um eixo. Ao girar, o compressor suga o ar
ambiente e o comprime no motor, em alguns modelos, fazendo-o passar
pelo radiador (intercooler) para resfriá-lo e assim entrar na câmara de
explosão. O ar em excesso é expulso pela válvula de alivio, que é
calibrada para cada tipo de motor.
O eixo da turbina é lubrificado e
arrefecido pelo óleo do motor e, em alguns modelos de turbinas, também
pela água do sistema de arrefecimento.
VÁLVULA DE ALIVIO
Em altos regimes de rotação, o turbo compressor pode atingir rotações superiores a 150.000
RPM
e todo este movimento gera pressão de 2 Kgf/cm² ou mais, que equivale a
2 vezes a pressão atmosférica. Quanto maior a pressão, maior o
enchimento do motor com o ar, porem pressão demais irá ocasionar danos
ao mesmo, assim existe uma válvula que controla a pressão e libera o ar
quando a pressão estiver muito alta.
INTERCOOLER
Os
motores turbinados empurram o ar para dentro do motor com pressão e,
pelas leis da física, pressão gera calor e por essa razão, o ar
aspirado pelo motor estará muito quente. Quando o ar é aquecido, suas
moléculas se dissipam, entre elas a do oxigênio que é responsável
direta pela combustão juntamente com o combustível.
Para resolver
esse problema, foi introduzido o intercooler, que nada mais é que um
radiador de ar, semelhante ao utilizado para abaixar a temperatura da
água de arrefecimento dos motores.
O ar aquecido que sai do turbo e
é conduzido até esse radiador, passa por muitas aletas que têm a função
de trocar calor com o meio ambiente. Na saída, o ar atinge uma
temperatura muito mais adequada; Podemos dizer que, em média, o ar
entra no intercooler à 140° C e sai à 60° C, com muito mais moléculas
de oxigênio no mesmo volume, perfeito para gerar uma combustão e termos
um desempenho ainda melhor do que apenas motor turbinado.
Válvula de canister
Tem a função de dosar o fluxo dos vapores de combustível provenientes
do tanque de combustível do veículo e que são retidos em um filtro de
carvão ativado (canister).
Os vapores de combustível são
reutilizados na admissão no motor, através do funcionamento da válvula
do canister que é controlada pelo modulo de injeção eletrônica.
Em alguns tipos de injeção eletrônica a válvula também é chamada de solenóide de purga do canister.
Atuador de marcha lenta
A finalidade é controlar o ar da marcha lenta e controlar a rotação do
motor, de modo a evitar a parada do motor durante as alterações de
carga do mesmo.
Nos sistemas monoponto é mais conhecido por motor de
passo e é montado no corpo de borboleta ou TBI. Este sistema possui um
motor elétrico, que efetua uma volta completa (360°) a cada X numero de
passos, sendo os passos calculados pelo módulo de injeção eletrônica e
enviado em forma de tensão elétrica à válvula.
A
válvula atuadora de marcha lenta também conhecida por IAC (idle air
control valve), nos sistemas multipoint de injeção eletrônica, em
muitos, casos utiliza um solenóide ao invés de um motor, mas seu
funcionamento se restringe ao mesmo - controlar a quantidade de ar
desviado antes da borboleta de aceleração para depois da borboleta,
controlando assim a marcha lenta do motor.
O módulo de injeção
eletrônica também utiliza a válvula para controlar a marcha lenta
acelerada com o motor frio para um rápido aquecimento.
O injetor de combustível é um dispositivo eletromagnético, tipo
solenóide on-off que contém um solenóide que, ao receber um sinal
elétrico do módulo de injeção eletrônica, empurra o êmbolo ou núcleo
para cima. Isto permite que uma válvula, pressionada por uma mola, se
desloque de sua sede permitindo que o combustível seja pulverizado ou
atomizado no coletor de admissão.
O volume de combustível injetado é proporcional ao tempo de abertura da válvula.
O
módulo de injeção eletrônica, após ter recebido informações dos
diversos sensores sobre as condições de funcionamento do motor, define
o tempo de injeção, mandando um sinal ao bico injetor.
Regulador de Pressão
Normalmente o regulador de pressão está fixado na linha de alimentação.
Para os veículos de injeção de monoponto, ele fica fixado no próprio
corpo de borboleta ou TBI. Nos veículos de injeção multipoint abaixo
dos injetores de combustível.
Ele regula a pressão do combustível
fornecida ao injetor ou injetores. O regulador é uma válvula de alívio
operada por um diafragma tanto no monoponto quanto no multipoint.
No
regulador de pressão do multipoint, um lado do diafragma detecta a
pressão do combustível e o outro está conectado ao vácuo do coletor de
admissão. A pressão é estabilizada por uma mola pré calibrada aplicada
ao diafragma. O equilíbrio de um lado do diafragma com o vácuo do
coletor mantém uma pressão constante nos injetores. A pressão é alta
quando o vácuo do motor é baixo. O excesso de combustível gerado pela
bomba é desviado pelo regulador e retorna ao tanque pela linha de
retorno de combustível.
No regulador do monoponto o funcionamento é
da mesma forma, somente não é usado o vácuo do motor em alguns tipos de
injeção. Por isso a pressão é somente exercida contra a tensão pré
fixada da mola reguladora.
Bomba elétrica
As bombas elétricas tem o mesmo princípio das bombas mecânicas, bombear
combustível.
Existem duas posições onde são colocadas, internamente, no tanque de
combustível e externamente, nas tubulações que levam a gasolina até o motor.
Quanto aos tipos de bombas temos: de roletes e paletas.
Atuadores
A principal função do sistema de injeção eletrônica é calcular e dosar
adequadamente a quantidade de combustível fornecida ao motor em suas
diferentes condições de funcionamento.
Outra função importante é o controle da ignição, em certos sistemas controlados
por um módulo de potência.
As informações de estado do motor, recebidas dos sensores, são processadas pelo
módulo de injeção eletrônica que aciona os atuadores de controle de combustível,
do ar da marcha lenta e etc.
» Tensão e Corrente de Partida de um Opala de 6 cilindros
» Regulagem vidro opala cupê
» Trinco da porta destravando sozinho
» Manutenção preventiva e corretiva do motor de arranque Arno/Delco-Remy
» Teste da ponte retificadora - Alternador Bosch 120 Ah
» Tutorial Desmontando alternador 65a.
» farol alto não liga
» Alocação dos relés - 81/84