Apostila 02 Motores Lamma

8/7/2019 Apostila 02 Motores Lamma

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Apostila Didtica N 2

Motores de Combusto Interna

Prof. Dr. Carlos Eduardo Angeli Furlani

Prof. Dr. Rouverson Pereira da Silva

Jaboticabal SP

2006


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INDICE

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1. Introduo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2. Partes constituintes de um motor de combusto interna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.Partes fundamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.rgos complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Princpio de funcionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.Motores do Ciclo Otto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.Motores do Ciclo Diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Sistemas complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1. Sistema de vlvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2. Sistema de alimentao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.1. Sistema de alimentao de combustvel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.2. Sistema de injeo eletrnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3. Sistema de alimentao de ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.1. Sobrealimentao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.2. Motor aspirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.3. Compressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.4. Turbocompressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.5. Intercooler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.3.6. Cuidados com o motor turbo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3. Sistema de arrefecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4. Sistema eltrico ou de partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5. Sistema de lubrificao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Manuteno dos motores dos tratores agrcolas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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- menor razo superfcie-volume possvel por cilindro;- maior rapidez possvel nos processos de expanso;- mxima expanso possvel;- mxima presso possvel para iniciar o processo de expanso.

A reduo da perda de calor atravs das paredes do cilindro para um mnimo

possvel atravs dos dois primeiros tens. O terceiro item preconiza que mais trabalho produzido

por maior expanso.

O engenheiro alemo Nikolaus Otto construiu no ano de 1878 o primeiro motor

utilizando o princpio de Beau de Rochas. O motor era de quatro tempos e utilizava fasca eltrica

para iniciar a combusto, ficando conhecido como Motor de Ciclo Otto. O primeiro trator

agrcola com motor de ciclo Otto surgiu no ano de 1889. Em 1892 surge um tipo de motor capazde queimar combustvel sem o uso de fasca eltrica, que ficou conhecido como motor de ciclo

Diesel, devido ao seu criador Rudolph Diesel.

A evoluo foi cada vez maior, com aperfeioamento de ignio de

combustvel, sistemas de refrigerao e superalimentao de ar por turbina e outros.

O motor de combusto interna transforma energia trmica (calorfica) em

trabalho mecnico (energia mecnica).

COMBUSTVEL

CALOR AR

COMBUSTO

ENERGIA TRMICA

ENERGIA MECNICA

(TRABALHO)


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2. PARTES CONSTITUINTES DE UM MOTOR DE COMBUSTO INTERNA

Segundo Mialhe (1980) os motores de combusto interna possuem partes

fundamentais, responsveis pela transformao da energia dos combustveis em trabalho

mecnico e sistemas complementares, responsveis pelo fornecimento de condies favorveis

para que o processo se realize de forma eficiente e contnua.

2.1.Partes fundamentais

Cilindro local onde o mbolo desloca-se com movimento retilneo alternado, est contido

no interior do bloco. Em motores arrefecidos a ar, possuem externamente aletas para aumentar a

superfcie de contato com o ambiente e dissipar melhor o calor.

Figura 2. Bloco. (Manual de motores CBT, 1982)

Bloco a maior parte do motor e suporta as demais partes constituintes (Figura 2). No

interior do bloco est contido o(s) cilindro(s), onde ocorre a queima do combustvel e os mancais

de apoio da rvore de manivelas. A disposio dos cilindro no bloco pode ser em linha, em V

ou radial. Normalmente os blocos so construdos de ferro fundido, o que lhe proporciona boa

resistncia, trabalho a altas temperaturas, facilidade de usinagem e um menor custo. Alguns tipos


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de blocos possuem tubos removveis, que formam as paredes do cilindro, estes so chamados de

camisas. As camisas podem ser midas, quando o lquido de arrefecimento est em contato

direto com a camisa e entre si trocam calor; ou secas, quando o lquido de arrefecimento no est

em contato direto com a camisa, isto , o bloco que entra em contato com a camisa e troca calor

com o lquido.

Cabeote o rgo do motor que fecha o bloco na sua parte superior (Figura 3), tambm

confeccionado em ferro fundido. A unio do bloco com o cabeote feita por meio de

parafusos e uma junta de vedao de cobre asbesto, que veda os gases de combusto, o leo e a

gua. O cabeote ainda apresenta na sua parte inferior parte da cmara de combusto, orifcios

para o alojamento das vlvulas, bicos injetores, canais para a gua de arrefecimento (motores

arrefecidos gua) ou aletas (motores arrefecidos ar), canais de admisso, escape e para leo

lubrificante. Os parafusos de fixao do cabeote junto ao bloco devem ser apertados com torque

determinado, atravs de uma chave especial denominada de torqumetro, para impedir o

empenamento. Segundo Schlosser (2001) o cabeote pode ser chamado de tampa de cilindros

quando as vlvulas forem presentes no bloco ou inexistirem (motores de dois tempos), sua funo

ser somente fechar a parte superior do bloco e conter a vela.

Figura 3. Cabeote e tampa.


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Crter normalmente confeccionado em ao estampado (Figura 4), o rgo que fecha o

bloco na sua parte inferior e tambm serve como depsito de leo lubrificante para o motor. Deve

Ter um formato adequado para permitir contato permanente do leo lubrificante com a bomba

desse sistema. O crter fixado ao bloco atravs de parafusos e junta de vedao de cortia. Na

parte inferior do crter existe um bujo que serve para escoamento do leo lubrificante.

Figura 4. Crter e junta de cortia.

mbolo tambm chamado de pisto (Figura 5), o rgo do motor que recebe o

movimento de expanso dos gases (primeira parte do motor a movimentar-se). Est preso a biela

atravs do pino do mbolo, possui um movimento retilneo alternativo que atravs da biela

transformado em movimento rotativo contnuo na rvore de manivelas. O mbolo possui trs

partes principais: topo, que a parte superior, geralmente plana ou levemente concava; cabea,

onde esto localizadas as ranhuras para a colocao dos anis de segmento, e por fim a saia, parte

abaixo do orifcio do pino do mbolo. desejvel que o mbolo seja to leve quanto possvel,

sem porm, diminuir sua resistncia e desgaste. Os materiais mais utilizados so ferro, ao e ligas

de alumnio.


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Figura 5. mbolo.

Anis de segmento so localizados nas ranhuras da cabea do mbolo e construdos de

ferro fundido cinzento especial (Figura 6). Segundo Mialhe (1980) suas principais funes so:

a) efetuar a vedao da cmara do cilindro, retendo a compresso;

b) reduzir a rea de contato direta entre as paredes do mbolo e do cilindro;

c) controlar o fluxo de leo nas paredes do cilindro;

d) dissipar o calor do mbolo pelas paredes do cilindro.

Existem dois tipos de anis, de compresso e de lubrificao. Os anis de compresso so

os responsveis pela vedao da cmara do cilindro, evitam a penetrao de leo do crter na

cmara e perda de compresso, so macios e colocados nas posies superiores. J os anis de

lubrificao so os responsveis pelo controle do fluxo de leo entre o mbolo e o cilindro,possuem canaletas que durante a ascenso do mbolo lubrificam as paredes do cilindro. Os anis

de lubrificao esto localizados abaixo dos de compresso.


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Figura 6. Anis de segmento.

Pino do mbolo possui forma oca (Figura 7), que lhe garante boa resistncia flexo

com menor peso. Tem por funo proporcionar uma ligao articulada entre a biela e o mbolo.

Figura 7. Pino do mbolo.

Biela sua funo transformar o movimento retilneo alternado do mbolo em

movimento circular contnuo na rvore de manivelas. A biela (Figura 8) apresenta o formato deuma barra (denominada de corpo ou haste) com orifcios nas extremidades. O orifcio superior de

menor dimetro denominado de p ou olho onde fixado ao mbolo atravs do pino do

mbolo, o orifcio inferior de maior dimetro denominado de cabea ou olho grande. A

cabea da biela separada em duas partes, sendo fixadas por meio de parafusos, a fim de fazer a

unio da biela com a rvore de manivelas. Entre o p da biela e o pino do mbolo e a cabea da


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biela e a rvore de manivelas, so colocadas as bronzinas (tambm chamadas de casquilhos),

confeccionados em bronze e revestidas de uma liga metlica antifrico, estas prolongam a vida

til do motor por evitar o contato direto entre as mesmas.

Figura 8. Biela e suas partes.

rvore de manivelas tambm chamado de eixo de manivelas ou eixo virabrequim

(Figura 9) so fabricados em ao forjado ou fundido. No seu interior existem vrios canais que

so responsveis pela conduo do leo lubrificante at seus mancais e cabeas das bielas. Em

cada manivela existe um moente, o qual se acopla o mancal da cabea da biela, entre as

manivelas existem os munhes que apoiam nos mancais do bloco. Em uma de suas extremidades

a rvore de manivelas possui uma flange que se acopla ao volante do motor e na outra s

engrenagens de acionamento do comando de vlvulas.

Volante nada mais do que um disco de ferro fundido de grande massa (Figura 9). Sua

funo acumular energia cintica e manter uniforme a velocidade angular da rvore de

manivelas, reduzindo as variaes dos tempos do motor, dando equilbrio no movimento rotativo.


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A energia cintica acumulada no tempo de exploso e liberada nos demais tempos do motor,

que apenas so consumidores de energia. O volante constitudo de flange, que se fixa a rvore

de manivelas, coroa denteada (cremalheira) na qual se engrena o motor de partida.

Figura 9. rvore de manivelas (virabrequim) e volante.

Vlvulas tm como funo interromper o fluxo de gases de aspirao e descarga de

acordo com os tempos do motor (4 tempos), so abertas por meio da rvore de comando de

vlvulas e fechadas por molas. Podem ser de dois tipos: admisso, entrada da mistura ar +

combustvel (ciclo Otto) ou somente ar (ciclo Diesel) e escape, sada dos gases queimados

resultante da combusto. Normalmente esto presentes no motor em nmero de duas por cilindro

(admisso e escape), quando esto em nmero par, dividem-se igualmente, quando em nmerompar, existe uma vlvula de admisso a mais que a de escape. Deve ser construda com ao de

alta dureza. A figura 10 mostra em detalhe as vlvulas.


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Figura 10. Vlvulas

rvore de comando de vlvulas comanda a abertura das vlvulas, por meio de ressaltosno eixo (Figura 11), esta acionada por meio de correias e/ou engrenagens pela rvore de

manivelas, tem tantos ressaltos quanto o nmero de vlvulas do motor. Para cada duas voltas da

rvore de manivelas, gira apenas uma.

Figura 11. rvore de comando de vlvulas

2.2. rgos complementares so os sistemas auxiliares indispensveis ao funcionamento domotor, so eles: sistema de vlvulas, de alimentao, de ignio, de arrefecimento e de

lubrificao, que sero tratados no item 4. Ainda existem os rgos acessrios, que so: cobertura

do cabeote, suportes, filtros de combustvel e leo, juntas, instrumentos do painel etc.


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3. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO

O funcionamento dos motores de combusto interna se realiza em ciclos onde

se distinguem quatro fases (tempos), admisso, compresso, exploso (expanso) e escape. Para a

compreenso do funcionamento necessrio a caracterizao de alguns termos:

- ponto morto superior (PMS): posio do mbolo mais prxima a parte superior do bloco(posio mxima);

- ponto morto inferior (PMI): posio do mbolo mais prxima a rvore de manivelas;- cmara de compresso: volume que fica no cilindro depois que o mbolo atinge seu ponto

mximo (PMS), tambm chamada de cmara de combusto;

- curso: espao linear percorrido pelo mbolo do PMI ao PMS e vise-versa;- tempo: corresponde a um curso do mbolo ou a meia volta da rvore de manivelas (180

graus)

3.1.Motores do ciclo Otto

Os motores de quatro tempos do ciclo Otto compreendem as seguintes fases:

- Admisso: o mbolo desloca-se do PMS movimentando-se para baixo at o PMI, criando

uma depresso no interior da cmara. A vlvula de admisso est aberta, fazendo com que a

mistura (ar + combustvel) seja aspirada para o interior do cilindro. A vlvula de admisso abre-

se um pouco antes do mbolo iniciar a descida e se fecha logo depois que o mesmo atinge o PMI.

Neste tempo a rvore de manivelas deu um giro de 180 graus. (Figura 12a).

-Compresso: o mbolo comea a deslocar-se do PMI, fecha-se a vlvula de admisso, amistura admitida no tempo anterior ento comprimida na cmara de combusto at que o

mbolo atinja o PMS. A rvore de manivelas deu mais um giro de 180 graus, completando agora

uma volta completa. (Figura 12b).


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(a) (b)

Figura 12. Tempos do motor de ciclo Otto: a) Admisso e b) Compresso

- Exploso/expanso: a vela de ignio produz uma centelha eltrica (um pouco antes do

mbolo atingir o PMS na fase de compresso), provocando a combusto da mistura ar +

combustvel, que gera um aumento da temperatura e presso no interior do cilindro,

impulsionando o mbolo do PMS ao PMI. A fora do mbolo transmite-se a biela e desta

rvore de manivelas, provocando assim o movimento de rotao do motor. o chamado tempo

motor, pois este o nico tempo em que o motor realiza trabalho, a energia produzida nesse

tempo acumulada pela massa do volante. Durante a expanso as vlvulas de admisso e escape

permanecem fechadas. A rvore de manivelas deu mais um giro de 180 graus, completando agora

uma volta e meia. (Figura 13a).

- Escape: ocorre o escape dos gases da combusto para o meio externo, a vlvula de escapeabre-se e o movimento ascendente do mbolo do PMI ao PMS elimina os gases. Quando o

mbolo atinge o ponto morto superior deste tempo, o cilindro j est pronto para reiniciar o

ciclo, ou seja, recebe uma nova mistura de ar + combustvel. Neste tempo a rvore de


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manivelas deu mais um giro de 180 graus, o que, somado aos demais tempos, corresponde a

duas voltas completas. (Figura 13b).

(a) (b)

Figura 13. Tempos do motor de ciclo Otto: a) Exploso/expanso e b) Escape.

A Figura 14 apresenta os quatro tempos de um motor de combusto interna de

ciclo Otto de 4 cilindros.

Cil. 0 180 360 540 720

1 ADMISSO COMPRESSO EXPLOSO EXAUSTO

3 EXAUSTO ADMISSO COMPRESSO EXPLOSO

4 EXPLOSO EXAUSTO ADMISSO COMPRESSO

2 COMPRESSO EXPLOSO EXAUSTO ADMISSO

Figura 14. Quatro tempos de um motor de quatro cilindros.


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3.2.Motores do ciclo Diesel

Os motores de quatro tempos do ciclo Diesel compreendem as seguintes fases:

- Admisso: neste tempo o mbolo movimenta-se do PMS at o PMI. Com a vlvula deadmisso aberta ocorre a aspirao somente de ar no interior do cilindro. Diferencia-se do

ciclo Otto que ocorre a aspirao da mistura ar + combustvel. A rvore de manivelas gira

180 graus (Figura 15a).

- Compresso: com as duas vlvulas fechadas, o mbolo desloca-se do PMI at o PMS,ocorrendo ento a compresso do ar (diferencia-se do ciclo Otto pelas altas presses de

compresso atingidas). Neste tempo a rvore de manivelas gira mais 180 graus, completando1 volta (Figura 15b).

(a) (b)

Figura 15. Tempos do motor de ciclo Diesel: a) Admisso e b) Compresso.


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- Exploso/expanso: quando o mbolo est em sua posio mxima (PMS), o bico injetorpulveriza fina e fortemente um certo volume de combustvel no interior da cmara de

combusto. Neste momento o ar est a uma temperatura de 500 a 700o C e a alta presso, o

diesel injetado nessas condies faz com que ocorra a auto-ignio, impulsionando o mbolo

a PMI, fazendo com que a biela transmita a fora rvore de manivela. Neste tempo ocorre a

realizao de trabalho mecnico (Figura 16a).

- Escape: neste tempo, com a vlvula de escape aberta, os gases queimados so expelidos parafora do cilindro pelo movimento do mbolo do PMI ao PMS (Figura 16b), encerrando-se

assim o ciclo.

(a) (b)

Figura 16. Tempos de um motor de ciclo Diesel: a) Exploso/expanso e b) Escape.


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4. SISTEMAS COMPLEMENTARES

So os sistemas que proporcionam as condies necessrias para que o processo

de transformao da energia interna dos combustveis em trabalho mecnico se realize de forma

eficiente e contnua.

Os sistemas complementares dos motores de combusto interna so:

- Sistema de vlvulas- Sistema de alimentao- Sistema de arrefecimento- Sistema de lubrificao- Sistema de partida

4.1.SISTEMA DE VLVULAS

o sistema responsvel pelo controle da entrada e sada de gases entre a

cmara do cilindro e o meio externo.

Existem dois tipos de sistema de comando de vlvulas: direto e indireto. O

comando de vlvulas direto constitudo por uma rvore de comando de vlvulas, engrenagens,

tucho, ressaltos ou cames, mola e vlvulas. A rvore de comando de vlvulas acionada pela

rvore de manivelas por meio de engrenagens. Ao longo da rvore de comando de vlvulas

encontram-se os ressaltos ou cames, cujo nmero depende do nmero de cilindros, sendo dois por

cilindro. A rvore de comando de vlvulas ao girar faz com que os ressaltos levantem os tuchos,

os quais atuam diretamente no p da vlvula, comprimindo a mola e acionando a vlvula.

Conforme a rvore de comando gira, o ressalto baixo o tucho, a mola descomprime fazendo com

que a vlvula se feche, encaixando-se fortemente na sua base.

O comando de vlvulas indireto apresenta a mesma constituio do direto

acrescentando as varetas e os balancins. A diferena no funcionamento dos dois comandos que

no indireto, o acionamento das vlvulas feito atravs das varetas e dos balancins, que se

encontram entre o tucho e o p da vlvula. Os ressaltos movimentam os tuchos e as varetas,

elevando uma das extremidades dos balancins, enquanto que a outra comprime a mola e aciona as

vlvulas.


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Nos motores de quatro tempos encontram-se duas vlvulas por cilindro: uma

vlvula de admisso, atravs da qual admitido ar (ciclo Diesel) ou ar + combustvel (ciclo Otto)

na cmara do cilindro e uma vlvula de escape atravs da qual os gases oriundos da combusto

so expelidos para fora da cmara, indo para o coletor de escape e depois para o meio externo.

As vlvulas abrem somente uma vez por ciclo do motor, ou seja, a rvore de

comando de vlvulas da uma volta por ciclo (360o) enquanto que a rvore de manivelas da duas

voltas por ciclo (720o). Isso ocorre porque as engrenagens responsveis pela transmisso do

movimento da rvore de manivelas para a rvore de comando de vlvulas possuem tamanhos

diferentes. A engrenagem fixa rvore de comando de vlvulas, possui o dobro do nmero de

dentes da engrenagem da rvore de manivelas, portanto, a velocidade angular da rvore de

comando de vlvulas a metade da rvore de manivelas.

O momento de abertura e fechamento das vlvulas determinado de forma aresultar numa maior eficincia do motor, ou seja, proporcionar uma melhoria na entrada de ar e

sada dos gases queimados dos cilindros. Por essa razo, a abertura e fechamento das vlvulas

no coincidem com os momentos que o mbolo encontram-se nos pontos mortos.

Para proporcionar maior entrada de ar no cilindro e auxiliar a expulso dos

gases queimados no ltimo ciclo, a vlvula de admisso abre-se antes que o mbolo atinja o

ponto morto superior no tempo de escape do ltimo ciclo, e para preencher completamente o

volume deslocado pelo mbolo, a vlvula de admisso permanece aberta mesmo depois do ponto

morto inferior.

Por outro lado, a vlvula de escape abre-se antes do mbolo atingir o ponto

morto inferior no tempo de expanso, para que ocorra uma melhor exausto dos gases

queimados. O fechamento da vlvula de escape ocorre aps o mbolo Ter atingido o ponto morto

superior, para que ocorra uma melhor lavagem do cilindro.

4.2.

SISTEMA DE ALIMENTAO

um conjunto de mecanismos que tem por funo fornecer ao motor

quantidades adequadas de ar e combustvel, de acordo com as condies que lhe so impostas,

como velocidade e carga.


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4.2.1. Sistema de alimentao de combustvel

Esse sistema deve dosar corretamente o combustvel e pulveriz-lo na cmara

de combusto em partculas muito pequenas, de forma a proporcionar uma melhor combusto.

Existem algumas diferenas entre o sistema de alimentao de combustvel de motores do ciclo

Otto e Diesel. Em motores do ciclo Otto, a dosagem do combustvel a ser misturado com o ar

feita pelo carburador (ou por injeo eletrnica, item 4.2.2.). Nos motores de ciclo Diesel, essa

dosagem feita pela bomba e bico injetor.

No ciclo Otto o primeiro tempo do motor admite a mistura de ar + combustvel,

sendo esta feita pelo carburador, que tem como funo, dos-la em propores adequadas e

envi-la ao motor de acordo com as condies de carga e velocidade. A carburao consiste na

pulverizao do combustvel lquido em propores adequadas com o ar, que a fonte deoxignio para a queima da mistura. Um carburador bsico deve possuir um tubo venturi (difusor),

dentro deste existe um vaporizador, que est ligado a um reservatrio com bia, a qual mantm

sempre no mesmo nvel o combustvel. Quando o ar succionado pelo mbolo, passa pelo

difusor com alta velocidade e arrasta gotculas de combustvel. A quantidade de combustvel

dosada atravs de uma agulha que limita sua passagem. O controle da mistura gasosa feita

atravs de uma vlvula de borboleta localizada na sada do tubo venturi.

A constituio bsica do sistema de alimentao de combustvel (ciclo Diesel)

: tanque, bomba manual, filtros, bomba alimentadora, bomba injetora, bicos injetores, tubos de

presso e tubos de retorno.

Pode-se distinguir dois tipos de sistema de alimentao: por gravidade e

forado.

No sistema por gravidade, o tanque colocado em um nvel superior ao do

motor e o combustvel flui por gravidade at a bomba manual para se efetuar a sangria (retirada

de bolhas de ar) e depois para o filtro para reteno de impurezas e decantao de gua.

Posteriormente, o combustvel conduzido at a bomba injetora.

No sistema de alimentao forada, o combustvel succioado do tanque at a

bomba alimentadora, a qual apresenta um pr filtro de copo incorporado. A bomba envia o

combustvel, sob presso, aos filtros. So dois filtros colocados em srie e que recebem a

denominao de primrio e secundrio. O combustvel sai dos filtros isento de impurezas e segue


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at a bomba injetora, a qual dosa-o e envia-o aos bicos injetores sob alta presso. Os bicos

injetores ficam localizados nos porta injetores acoplados no cabeote do motor. Um retorno de

combustvel ao tanque apresentado pela bomba injetora, pelos filtros e bicos, o qual feito

atravs dos tubos de retorno.

4.2.2. Sistema de injeo eletrnica

Nos motores mais modernos, aparecem os sistemas de injeo eletrnica, o

sistema single point (Figura 17a) tem apenas um bico injetor, o qual joga o combustvel no duto

de admisso e este o divide para todos os cilindros do motor. O sistema multpoint (Figura 17b),

mais eficiente, tem um bico para cada cilindro do motor. Neste os bicos injetam o combustvel no

coletor de admisso simultaneamente para todos os cilindros. O volume de combustvel eletronicamente dosado pela mdia entre os cilindros. Existe ainda o sistema multipoint

seqencial, onde os bicos injetam o combustvel seqencialmente, permitindo um maior controle

no consumo de combustvel.

4.2.3. Sistema de alimentao de ar

A funo desse sistema fazer com que seja admitido no cilindro quantidades

de ar e que o mesmo esteja livre de impurezas. Portanto, necessrio um sistema de limpeza do

ar, podendo ser encontrado dois tipos:

Sistema de limpeza a banho de leo: as impurezas maiores (folhas, partculas maiores de terra,

etc.) so retiradas no pr-purificador, sendo conduzidas posteriormente ao copo de sedimentao.

O ar segue por um tubo at a cuba de leo, entrando em contato com o mesmo, o que faz com que

as partculas menores de poeira fiquem retidas nele. O ar, acompanhado de gotculas de leo,

segue at os elementos filtrantes, os quais retm esse leo juntamente com partculas ainda

contidas nele. Ao sair do filtro, o ar est livre de impurezas e ento, conduzido aos cilindros

pelos tubos de admisso.


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Sistema de limpeza de ar seco: as impurezas so separadas por movimento inercial em um pr-

purificador tipo ciclone, no qual o ar admitido adquire um movimento circular. A fora

centrfuga faz com que as impurezas maiores sejam depositadas num reservatrio. Em seguida, o

ar passa pelos elementos filtrantes, primrio e secundrio. O primrio confeccionado de papel e

o secundrio de feltro. Cerca de 99,9% das partculas slidas em suspenso so retidas no

sistema, sendo o ar, ento, conduzido ao motor. A diferena do sistema a leo que ele consegue

alta eficincia mesmo em rotaes baixas.

4.2.3.1. Sobrealimentao

Sobrealimentao o ato de sobrealimentar o motor, ou seja, substituir a

admisso normal por uma mais eficiente para se obter um melhor enchimento de ar no cilindro.

um recurso que aumenta a potncia de um motor, sem incrementar a cilindrada e sem utilizar

regimes de rotao muito alta. O compressor de sobrealimentao envia ar com presso superior

atmosfrica aos cilindros, introduzindo uma quantidade maior de ar.

Nos motores sobrealimentados de ciclo Otto, adotam-se taxas de compresso

mais limitadas para evitar o risco de detonao. Nos modelos diesel esse risco no existe. Em

compensao, se a presso de sobrealimentao elevada, a taxa de compresso reduzida para

diminuir a solicitao aos componentes mecnicos. Como a sobrealimentao tambm determina

um aumento de calor ao qual so submetidos certos componentes como pistes, vlvulas, etc,

essas peas muitas vezes so fabricadas com materiais mais sofisticados do que os empregados

nas verses naturalmente aspiradas.

Como aumenta-se o volume de ar no interior do cilindro, pode-se injetar mais

combustvel, podendo ter um incremento de potncia e torque em at 30%, sem diminuir a vida

til do motor.

Um motor de aspirao natural necessita de presso atmosfrica para encher os

cilindros de ar, que ser queimado com o combustvel, para produzir fora mecnica. O tempo deentrada de ar (quando a vlvula est aberta) relativamente curto, e esta quantidade de ar limita a

injeo de combustvel e, como conseqncia, a potncia do motor.

Para se obter um maior desempenho no motor, pode-se utilizar as seguintes

opes: motor aspirado, compressor e turbocompressor


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4.2.3.2. Motor aspirado

O mtodo aspirado baseia-se em obter maior potncia do motor atravs da

substituio da rvore de comando de vlvulas, este faz com que as vlvulas permaneam abertas

por mais tempo, proporcionando assim um melhor enchimento dos cilindros. A substituio da

rvore de comando de vlvulas sempre deve ser acompanhada da recalibrao do carburador ou a

substituio do mesmo e retrabalho do cabeote, alm de velas, bobina e filtro de ar. A principal

vantagem desse mtodo o baixo custo. As desvantagens ficam por conta da perda de torque em

baixas rotaes e a instabilidade da marcha lenta.

4.2.3.3. Compressor

O compressor um dispositivo que fornece ar, ou mistura carburada ao motor

a uma presso superior atmosfrica. Os compressores volumtricos que a cada giro da rvore

deslocam sempre a mesma quantidade de ar, so acionados pelo motor, roubando-lhe uma certa

potncia. Os compressores volumtricos so acionados pelo motor por meio de correias dentadas,

cintas, engrenagens ou correias trapezoidais. O roubo de potncia pode ser relevante se a presso

de sobrealimentao for alta e determina uma elevao considervel do consumo especfico. Em

comparao com o turbocompressor, o compressor volumtrico assegura uma notvel presso de

sobrealimentao tambm em baixos regimes de rotao e permite que o motor responda

prontamente em quaisquer condies de utilizao.

4.2.3.4. Turbocompressor

O turbocompressor, instalado sobre o coletor de escape do motor, consiste de

um conjunto de compressor centrfugo e uma turbina centrpeta acionada por gases de escape

resultante da queima de combustvel no motor. Ele alimenta o motor de graa, pois utiliza a

energia contida nesse gases, no roubando potncia do motor. Para existir uma inrcia limitada,

assegurando uma resposta imediata, os turbocompressores possuem rotores de dimenses

reduzidas. Um eixo que atravessa o crter central, apoiado por dois rolamentos lubrificados e

arrefecidos por leo sobre presso proveniente do sistema de lubrificao do motor, liga o rotor


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da turbina diretamente ao rotor do compressor. As dimenses reduzidas, o peso limitado e a

grande liberdade de posicionamento tornam os turbocompressores muito adequados ao uso no

campo automobilstico, uma vez que a ligao do motor feita apenas por tubulaes.

O funcionamento baseia-se na sada dos gases queimados no quarto tempo do

motor, que acionam uma turbina, enquanto que o excesso desses so expulsos pela vlvula de

alvio. A turbina, ao girar, movimenta o compressor que suga o ar ambiente e o comprime no

motor, fazendo passar pelo radiador para resfri-lo. Daqui vai ao carburador e depois ao cilindro

(ciclo Otto) ou diretamente ao cilindro (ciclo Diesel).

4.2.3.5. Intercooler

um sistema de troca de calor, geralmente do tipo ar-ar, existindo tambm ointercooler do tipo ar-gua. usado para abaixar a temperatura do ar enviado aos cilindros nos

motores turboalimentados, quando se adotam presses elevadas de alimentao. Trata-se, ento,

de uma espcie de radiador do turbo. Tem aparncia semelhante de um radiador comum, mas

normalmente fabricado em um material de liga leve. No compressor, o ar pode atingir

temperaturas elevadas de 160 a 200o C, e cabe ao intercooler abaix-las. Dessa forma, o ar

comprimido que entra no cilindro mais denso, o que auxilia o rendimento do sistema e diminui

a solicitao trmica exigida a componentes como vlvula de exausto, pistes e paredes das

cmaras. O intercooler resfria ainda mais o ar que entra no cilindro, cabendo um volume maior,

aumentando assim a potncia e o torque.

4.2.3.6.Cuidados com o motor turbo

Durante a operao, o turbocompressor gira em alta rotao (cerca de

80.000 rpm). Portanto, ao ligar o motor, deve-se mant-lo girando sem carga por

aproximadamente um minuto. Isso necessrio para estabilizar o fluxo de leo de lubrificao

antes de aumentar a rotao. Da mesma forma, antes de desligar o motor, mantenha-o girando

sem carga por cerca de um minuto, a fim de permitir o esfriamento uniforme da turbina e do

coletor.


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4.3. SISTEMA DE ARREFECIMENTO

O motor de combusto interna necessita de uma temperatura tima paraconverter a energia do combustvel em trabalho de forma eficiente. Para tanto, necessrio a

existncia de um sistema que mantenha a temperatura interna do motor dentro de certos limites.

Esse sistema o de arrefecimento.

Quando o motor fica parado por muito tempo, sua temperatura interna fica

abaixo do valor timo ao seu funcionamento, sendo necessrio elev-la. o sistema de

arrefecimento responsvel por tal funo. Por outro lado, somente 25 a 35% da energia dos

combustveis convertida em trabalho, os 65 a 75% restante so perdidos na forma de calor, o

qual transferido ao meio externo pelo sistema de arrefecimento.

Dessa forma, deve-se dizer que a funo do sistema de arrefecimento manter a

temperatura interna do motor a um nvel timo para seu funcionamento, sendo errado dizer que

sua funo de refrigerao.

Para transferir o calor para o meio externo, utiliza-se um meio arrefecedor, o

qual fica em contato com as partes do motor, absorvendo o calor. Os meios arrefecedores mais

utilizados so o ar e a gua. Assim, os tipos de sistemas de arrefecimento so:

Sistema de arrefecimento a ar: usado em avies, motocicletas, motores de veculos e alguns

tratores. Esses motores apresentam aletas que tem por funo aumentar a superfcie de contato

com o ar e, assim, melhorar o escoamento do calor.

Sistema de arrefecimento a gua: usado em motores estacionrios agrcolas e industriais. O

controle da temperatura feito atravs de uma vlvula termosttica e s ocorre superaquecimento

se faltar gua.Sistema de arrefecimento a ar e gua: para motores de pequena, mdia e alta potncia de

tratores e veculos. A gua absorve o calor dos cilindros e transfere-o ao ar por meio de um

radiador.


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4.4. SISTEMA ELTRICO OU DE PARTIDA

Esse sistema o responsvel pelo incio do funcionamento dos motores de

combusto interna, promovendo as primeiras exploses.

Nos motores de uso agrcola, existem diversos tipos de partida:

Partida manual: atravs de corda ou manivela. Esse sistema de corda encontrado em motores

estacionrios e motosserras onde uma corda enrolada no volante. A partida dada puxando-se a

corda, a qual movimenta o volante e este transmite o movimento rvore de manivelas, biela e

finalmente aos mbolos, iniciando, ento, as primeiras exploses. As manivelas so encontradas

em motores diesel monocilndricos, onde a manivela age na rvore de manivelas at conseguir a

rotao suficiente para o funcionamento do motor.

Partida com motores a gasolina: esse sistema composto por um motor de partida a gasolina

cuja partida dada por um cordo enrolado ao volante. O movimento transmitido ao motor a

diesel atravs de um conjunto pinho embreagem.

Partida com gasolina: alguns motores diesel apresentam uma vlvula de arranque, uma cmara

auxiliar com uma vela de ignio. A vlvula de arranque serve para abaixar a razo de

compresso at um valor igual a um motor a gasolina. O motor comea a funcionar com gasolina

e depois de algum tempo passa a diesel.

Partida com motor eltrico: atualmente, os motores de tratores apresentam como sistema de

partida, motores eltricos de corrente contnua. Essa corrente contnua proveniente da bateria. O

movimento do motor eltrico transferido ao motor do trator atravs de um pinho que se acopla

a uma coroa dentada fixa ao volante do motor. Ao ligar a chave de contato no painel do trator

uma corrente eltrica passa para o motor de arranque, o pinho se acopla coroa e, s depois do

engrenamento, que o motor de arranque acionado. Ao iniciar o movimento do motor do trator,

ocorre o desacoplamento da coroa e pinho para que no haja danos ao motor de arranque.


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4.5. SISTEMA DE LUBRIFICAO

Lubrificao a interposio de substncias oleosas entre superfcies em

contado de rgos em movimento relativo.

Em um motor diversas peas deslizam umas sobre as outras gerando atrito e

provocando o aquecimento e desgaste. Esse efeito contornado atravs de uma lubrificao

correta, e o sistema de lubrificao o responsvel pela manuteno de uma pelcula de

lubrificante entre essas peas em movimento.

Assim, o sistema de lubrificao dos motores apresenta 4 funes bsicas:

- permitir que o leo lubrificante forme uma pelcula na interface de contato entre assuperfcies mveis, reduzindo o atrito e, por conseqncia, limitando a perda de energia

mecnica e o desgaste dos materiais, facilitando o movimento das partes deslizantes.- Promover uma circulao ininterrupta do leo nos pontos que exigem lubrificao a fim de

contribuir para manter dentro de certos limites a temperatura das partes mveis, sob as quais a

ao do sistema de arrefecimento no efetivo, tais como nos pistes, recebendo o calor e

dissipando-o no crter.

- Fazer com que o leo lubrificante promova a limpeza dos pontos de lubrificao, removendoresduos da combusto, partculas metlicas etc.

- Permitir que o leo forme uma fina pelcula de vedao entre a parede do cilindro e os anisdo mbolo.

Os sistemas de lubrificao so classificados de acordo com a forma de

distribuio do leo pelas diferentes partes do motor, podendo ser encontrados os seguintes tipos:

sistema de mistura com combustvel, sistema de borrifo, sistema de circulao e borrifo e sistema

de circulao sob presso.

O sistema de mistura com combustvel encontrado em motores 2 tempos, e o

lubrificante adicionado ao combustvel.

O sistema de borrifo encontrado nos motores estacionrios. Nesse sistema, um

prolongamento localizado no p da biela (pescador) toca no leo contido no crter fazendo com

que o lubrificante seja jogado at as demais partes do motor.


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No sistema de lubrificao e borrifo, o leo do crter enviado at as calhas

atravs de uma bomba, onde borrifado pelo pescador.

O sistema de lubrificao sob presso encontrado nos motores dos tratores e

apresenta a seguinte constituio: crter: armazena o leo lubrificante e abriga a bomba de leo;

bomba de leo: distribui leo armazenado no crter para as partes internas do motor; vlvula

reguladora de presso: mantm constante a presso, permitindo uma vazo uniforme de

escoamento do leo nos pontos de lubrificao. Localiza-se prximo sada da bomba; filtros:

retiram as impurezas do lubrificante, tais como partculas metlicas, resduos da combusto etc;

manmetros: indica a resistncia que o leo encontra ao ser forado pelo sistema, ou seja, indica

a presso do leo.

Esse sistema apresenta o seguinte funcionamento: a bomba capta o leo do

crter e envia-o a rvore de manivelas e a rede de distribuio. O eixo de manivelas possuiorifcios que levam o leo aos mancais das bielas e aos eixos fixos. A biela possui um pequeno

orifcio coincidindo com o furo de escavao da rvore de manivelas, fazendo com que o leo

seja esguichado para as paredes do cilindro.

Como a bomba recebe acionamento do eixo de distribuio, quando aumenta a

rotao do motor, a presso tambm aumenta. H um limite operacional e, por isso, existe a

vlvula de alvio para controlar a presso, a qual indicada por um manmetro.

5. MANUTENAO DOS MOTORES DOS TRATORES AGRCOLAS

Manuteno consiste em toda atividade realizada para se reparar ou conservar

um equipamento. Portanto existem 2 tipos de manuteno. Quando o objetivo reparar alguma

falha devido ao desgaste natural ou quebra acidental de algum componente, diz-se ento, que

uma manuteno corretiva. Quando o objetivo conservar o equipamento para se evitar alguma

falha, atravs de inspeo e ajuste, diz-se que uma manuteno peridica.

Na maioria dos casos, a manuteno corretiva mais onerosa por exigir troca

de peas e, em algumas vezes, requerer servios especializados no podendo ser executada pelo


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prprio operador. A necessidade da manuteno corretiva pode ser por falta de manuteno

peridica ou quando esta no executada de forma correta.

Portanto, a manuteno peridica, quando executada corretamente e com a

freqncia necessria proporciona as condies para o perfeito funcionamento do motor ou

equipamento. A freqncia com que realizada, ou seja, o intervalo de tempo entre um mesmo

trabalho de manuteno que determina as diversas manutenes peridicas a serem realizadas.

Esse intervalo de tempo e dado por hora de trabalho, e no caso de tratores, deve ser controlado

pelo hormetro do painel de instrumentos. Assim tem-se a manuteno de 10 horas, 50 horas, 200

horas etc.

Nos motores agrcolas, as manutenes so realizadas nos sistemas

complementares.

Sistema de vlvulas

O funcionamento do motor provoca o aquecimento de seus componentes que

consequentemente podem sofrer dilatao, como por exemplo as hastes das vlvulas. Por esse

motivo, preciso deixar uma folga para compensar essa dilatao, entre a extremidade da haste e

a ponta do brao do balancim (no comando indireto) ou entre a extremidade da haste e o parafuso

de regulagem (no comando direto).

Essa folga de aproximadamente 0,2 mm e 0,3 mm, respectivamente para a

vlvula de admisso e escape. A regulagem deve ser feita com um canivete de lminas prprio

para essa atividade e com o motor frio.

Se a regulagem no for feita corretamente e a folga for menor, a vlvula no

fechar corretamente e causar perda de compresso. Alm disso, as vlvulas abriro muito cedo

e fecharo muito tarde. Se a folga for maior, as vlvulas no abriram completamente,

prejudicando a admisso de ar que acaba causando deficincia na combusto e impedindo a

expulso completa dos gases da combusto.


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Sistema de lubrificao

Para se obter um funcionamento adequado do sistema de lubrificao, de

extrema importncia a manuteno regular do mesmo. A cada 10 horas de trabalho, deve-se

verificar o nvel de leo do motor. Para realizar tal tarefa, deve-se manter o trator em terreno

nivelado e de preferncia com o motor frio. Se o motor estiver funcionando, deve-se par-lo e

aguardar cerca de 15 minutos para que o leo retorne ao crter. Em seguida retire a vareta, limpe-

a e recoloque-a no bocal. importante observar que a vareta deve ser limpa com um pano,

evitando-se limpar com estopa, pois a mesma pode soltar fiapo, o qual pode contaminar o leo ao

retornar a vareta no bocal. Retire novamente a vareta e verifique o nvel, que deve estar dentro da

faixa hachurada ou entre as marcas de mnimo e mximo.

Se o nvel estiver abaixo do mnimo, completa-se com o mesmo tipo de leo. Operodo para troca de leo do motor, dependendo da marca do trator, esta em torno de 200 horas.

Para a substituio do leo, deve-se ligar o motor at atingir a temperatura normal de

funcionamento. Desta forma, com a temperatura mais alta, o leo fica menos viscoso (mais

fluido), podendo escoar mais facilmente. Desligue o motor, retire o bujo de dreno e esgote

totalmente o leo. Recolocar o bujo e, antes de abastecer com o leo novo, troque o filtro. Para

tal, retire o filtro, limpe a face do suporte com um pano, aplique uma pelcula de leo ou graxa ao

vedador e coloque o filtro novo, tomando o cuidado para no apert-lo demasiadamente. Coloque

o leo no crter e verifique o nvel.

Sistema eltrico

A manuteno feita basicamente na bateria. A cada 50 horas de trabalho

aproximadamente, deve-se verificar o nvel da soluo eletroltica na qual ficam submersas as

placas acumuladoras de energia.

Primeiramente deve-se limpar a superfcie externa da bateria e os terminais com

um pano umedecido com uma soluo fraca de gua e amnia ou bicarbonato de sdio.

Remova as tampas de enchimento da bateria e verifique o nvel do eletrlito, o

qual deve manter-se entre 1 e 2 cm acima das placas acumuladoras. Se necessrio, complete com

gua destilada.


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Sistema de alimentao

- Combustvel

O bom funcionamento do motor depende, em grande parte, da manuteno feita

nesse sistema, pois, alguns componentes como bomba e bicos injetores exigem um combustvel

isento de impurezas e gua para que o mesmo seja fornecido adequadamente aos cilindros. Desta

forma, os principais pontos de manuteno desse sistema so: tampa do tanque de combustvel,

bomba alimentadora, sedimentador, bomba e bicos injetores.

A tampa do tanque de combustvel apresenta uma vlvula que permite a entrada

de ar para compensar o volume de combustvel consumido. Para tanto, ela trabalha com umadeterminada presso negativa, que especfica para cada trator. Portanto, em caso de perdas ou

danos na tampa, deve-se fazer a reposio com uma tampa original de acordo com a marca e

modelo do trator, pis uma tampa no aprovada pode no ser segura. Pra manter um bom

funcionamento desse componente, deve-se verificar se o mesmo no esta entupido com terra ou

outras impurezas.

Outro fator importante a ser considerado com relao ao abastecimento do

tanque, o qual deve ser feito logo aps o trmino do trabalho. Caso contrrio, com o

esfriamento do trator, o vapor dgua que ocupa o tanque se condensa e acaba contaminando o

combustvel com gua.

A bomba alimentadora apresenta em seu interior um filtro de tela para reter as

impurezas que poderiam interferir no seu funcionamento. Esse filtro deve ser limpo

periodicamente. Tambm pode ser encontrado um pr-filtro de copo montado junto bomba. O

seu elemento filtrante, de tela de nylon ou de arame inoxidvel, deve ser lavado com querosene

limpo ou leo diesel.

No sedimentador deve ser feita a remoo da gua ou impurezas atravs do

dreno, deixando escorrer um pouco de combustvel. Ao fechar o dreno, o mesmo no deve ser

forado. Deve-se utilizar somente a presso dos dedos.

O filtro de combustvel responsvel pela reteno das impurezas que no

decantaram no sedimentador. Se o elemento filtrante for de feltro, este pode ser lavado e


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reaproveitado. Se for de papel, ento devem ser substitudos por um novo aps determinado

perodo.

Na bomba injetora, a manuteno deve ser feita por um tcnico especializado,

no podendo ser realizada pelo prprio operador, pois se trata de um componente mais complexo.

Nos bicos injetores deve ser observada a presso de trabalho, a qual deve ser

calibrada a cada 1000 horas de servio. Tal como a bomba injetora, os bicos tambm requerem

uma manuteno especializada.

- ar

O desempenho e vida til do motor dependem muito da manuteno correta

desse sistema. Os perodos de limpeza e troca dos filtros devem ser respeitados, caso contrrio omotor pode perder potncia, aumentar o consumo de combustvel e provocar superaquecimento.

Assim, a cada 10 horas de servio, deve-se efetuar a limpeza do copo coletor de

p (pr-filtro), o qual responsvel pela reteno das partculas slidas maiores. Para realizar tal

tarefa, basta retirar o copo, localizado abaixo do filtro de ar, e limp-lo com um pano.

No filtro de ar a bomba de leo, a manuteno feita eliminando-se o

sedimento depositado no fundo da cuba de leo, verificando-se o nvel de leo da cuba e

trocando-o, quando necessrio, e ainda limpar o elemento filtrante.

Se o trator for equipado com filtro de ar a seco, a manuteno deve ser feita no

elemento filtrante principal. Entretanto, a limpeza do elemento filtrante s deve ser feita quando a

luz indicadora de restrio no painel se acender.

A limpeza do filtro feita batendo-o contra a palma da mo. importante no

bat-lo contra uma superfcie dura nem deix-lo cair no cho, isso pode danificar o elemento

filtrante. A limpeza tambm pode ser feita com ar comprimido, utilizando-se presso de at

72 lb/pol2. Para efetuar essa limpeza, incline o bico da mangueira a 45 graus e sopre a poeira de

dentro para fora.

A troca do elemento filtrante primrio feita a cada 4 ou 5 limpezas. O filtro de

ar a seco tambm apresenta um elemento de segurana, o qual deve ser trocado a cada 4 trocas do

elemento primrio.


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Sistema de arrefecimento

A manuteno deve ser feita a cada 10 horas de trabalho, verificando o nvel do

lquido de arrefecimento do radiador. importante salientar que a manuteno no pode ser feita

com o motor quente. Para abrir a tampa do radiador, cubra-a com um pano, girando-a lentamente

para aliviar a presso e, depois, retire-a completamente. O nvel do lquido deve estar de 3 a 6 cm

abaixo do dreno do bocal. Se necessrio, adicione gua limpa, mas somente se o motor estiver

frio.

Recomenda-se, uma vez ao ano, drenar completamente o sistema e adicionar

gua limpa mais aditivo anticongelante, na proporo de 0,5 L de aditivo para cada 10 L de gua.

Documents

Apostila 02 Motores Lamma