CIMATEC

Motor Diesel

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SALVADOR 2 00 6 Copyright 2003 por SENAI CIMATEC. Todos os direitos reservados. rea Tecnolgica Automotiva Elaborao: Enoch Dias Santos Junior; Tcnico. Reviso Tcnica: Renato Jorge Santos Arajo, Tcnico. Reviso Pedaggica: Maria Ins de Jesus Ferreira Normalizao: Maria do Carmo Oliveira Ribeiro

Catalogao na fonte (Ncleo de Informao Tecnolgica NIT) ________________________________________________________ SENAI CIMATEC Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia. Sistema Eltrico de Carga e Partida. Salvador, 2005. 95p il. (Rev.00)

I. Sistema Eltrico de Carga e Partida

I. Ttulo

CDD ________________________________________________________ SENAI CIMATEC Av. Orlando Gomes, 1845 - Piat Salvador Bahia Brasil CEP 41650-010 Tel.: (71) 462-9500 3

Fax. (71) 462-9599 http://www.cimatec.fieb.org.br

MENSAGEM DO SENAI CIMATEC

O SENAI CIMATEC visa desenvolver um programa avanado de suporte tecnolgico para suprir as necessidades de formao de recursos humanos qualificados, prestao de servios especializados e promoo de pesquisa aplicada nas tecnologias computacionais integradas da manufatura. Com uma moderna estrutura laboratorial e um corpo tcnico especializado, o CIMATEC desenvolve programas de intercmbio tecnolgico com instituies de ensino e pesquisa, locais e internacionais. Tudo isso sem desviar a ateno das necessidades da comunidade, atendendo suas expectativas de formao profissional, suporte tecnolgico e desenvolvimento, contribuindo para uma constante atualizao da indstria baiana de manufatura e para a alavancagem do potencial das empresas existentes ou emergentes no estado.

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APRESENTAO

A eletricidade que h menos de um sculo era uma fora misteriosa e assustadora se converteu com o avano cientfico, em mais um importante instrumento de desenvolvimento tecnolgico. Tornou-se indubitavelmente um fator importantssimo na vida social e econmica do mundo. O uso que dela faz o homem, distingue(guir) o sculo atual de todas as pocas anteriores de sua existncia na Terra. O avano da cincia, como da tecnologia est intimamente ligado ao uso da eletricidade nos mais variados ramos dos seus campos. A indstria automobilstica, por exemplo, usa nos seus veculos um grande nmero de componentes eltricos ou acessrios, os quais sofrem continuamente modificaes e aperfeioamentos. , portanto de suma importncia para o tcnico mecnico e eletricista estar a par destas recentes transformaes; estar sempre se atualizando e que conhea esses componentes, circuitos e seus princpios de funcionamento. Com a eletrnica embarcada existentes nos veculos atuais, em componentes desde motor at acessrios mais suprfluos, o mecnico deixa de ser uma pessoa que deva ter conhecimentos apenas do ramo mecnico, passando a ter a necessidade de conhecimentos em eletro-eletrnica, com o intuito de poder compreender o funcionamento de sistemas modernos, bem como poder executar reparos.

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SUMRIO1 INTRODUO AO MOTOR DE COMBUSTO INTERNA................................................7 9.2-BOMBA D AGUA.............................................................................................................66 A tendncia natural de circulao da gua, chamada de efeito termo-sifo, ocorre naturalmente. Quando ela aquecida, fica mais leve e por si s procura o ponto mais alto do motor subindo do bloco para o cabeote e em seguida, para o radiador por intermdio da mangueira...................................................................................................................................66

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1 INTRODUO AO MOTOR DE COMBUSTO INTERNA. O motor de combusto interna um conjunto de componentes que se combinam entre si, com a finalidade de transformar a energia calorfica da combusto da mistura de ar e combustvel, em energia mecnica capaz de efetuar trabalho. O combustvel misturado com o ar inflama dentro da cmara de combusto que fica no cabeote, movimentando os mbolos dentro dos cilindros no bloco do motor. O movimento gerado nos mbolos o que proporcionar a fora para acionar as rodas e movimentar o veculo. A combusto o processo qumico da ignio de uma mistura de ar e combustvel. Para aplicaes automotivas, existem dois tipos bsicos de motor de combusto interna: um opera pelo ciclo Otto e outro pelo ciclo Diesel. Umas das diferenas entre os dois ciclos que no Otto o combustvel misturado com o ar antes de ser admitido pelo cilindro, j no ciclo Diesel a mistura feita dentro do cilindro. O trabalho gerado pelo motor utilizado no s para mover o carro, como tambm para acionar diversos acessrios, como ar condicionado, sistema eltrico, direo hidrulica, alm de sistemas vitais ao prprio funcionamento do motor, como o sistema de arrefecimento, lubrificao e alimentao. 2- HISTORICO DO MOTOR DIESEL. So maquinas trmicas alternativas, de combusto interna, destinada ao suprimento de energia ou fora motriz de acionamento. Esse nome se deve a seu inventor Rudolf Diesel, engenheiro francs nascido em Paris, que desenvolveu o primeiro motor na Alemanha, no perodo de 1893 a 1898. Oficialmente o primeiro teste de um motor diesel foi realizado em 17 de fevereiro de 1897, em Maschinenfrabick Augsburg. 3 DEFINIO DO MOTOR QUANTO A SUA APLICAO: Estacionrios(fig. 1) Destinados a maquinas estacionarias, tais como geradores, maquinas de solda, bombas.

Fig.1 motor estacionrio GUASCOR.

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Veiculares. Destinados ao acionamento de veiculo e transporte urbano em geral, no Brasil. Em alguns paises podem ser utilizados em veculos de passeio. Industriais. Destinados a maquinas de construo civil, tais como, escavadeira, motoniveladora, p-carregadeira, commpressores de ar, equipamentos fora-de-estradas e equipamentos que necessitem de acionamento constante. Martimos. Destinados a propulso de barcos e maquinas naval. Conforme ao tipo de servio e regime de trabalho, existe uma vasta gama de modelos com caracteristicas apropiadas, conforme uso. 4 DEFINIO DAS PARTES DO MOTOR: O motor, propriamente dito composto de um mecanismo capaz de transformar os movimentos alternativos dos pistes movimento rotativo da rvore de manivelas. Este mecanismo se subdivide nos seguintes componentes principais: 4.1 PARTES FIXAS:

4.1.1 CABEOTE. Funcionam, essencialmente, como "tampes" para os cilindros e acomodam os mecanismos das vlvulas de admisso e escape, bicos injetores e canais de circulao do lquido de arrefecimento. Dependendo do tipo de construo do motor, os cabeotes podem ser individuais (fig.3), quando existe um para cada cilindro, ou mltiplos ( fig. 2 ), quando um mesmo cabeote cobre mais de um cilindro. fig.2 Cabeote mltiplos.

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fig.3 Cabeote individual. So montados no cabeote, os guias e assento das vlvulas. Normalmente so montados nos guias, os retentores que evitam a passagem de leo lubrificante para a cmara de combusto. Os assento de vlvulas, so montados congelados e posteriormente usinados obedecendo o angulo de assentamento da vlvula.PRATO MOLA

RETENTOR HASTE DE VALVULA CABEOTERET ENTOR GUIA DE VALVULA ADMISSO DE AR

ASSENTAMENTO DE VALVULA

Fig.3 Vista explodida de um cabeote individual

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Os cabeotes possuem galerias internas (fig.4) para a passagem do liquido arrefecedor (gua). Estas galerias foram feitas na fundio e aps a usinagem ficam as aberturas, onde so colocados os selos para a vedao da gua.

Galeria

Fig.4 Galerias internas do cabeote. O fechamento das vlvulas feito pelas molas (fig.5), em um tempo muito rpido, para evitar o atropelamento entre o pisto e as vlvulas. Em motores que trabalham em regime de rotao mais constante, estas molas possuem tenses mais baixas, e ha casos em que as molas so mais longas ou duplas, dependendo da rotao do motor.

fig. 5 Molas que permitem fechar as vlvulas.

Entre o cabeote e o bloco montada uma junta ( fig. 6 ), que tem a finalidade de vedar a presso da combusto, evitar vazamento de gua e leo. A junta deve suportar a alta temperatura da combusto, no deformar com o aperto dos cabeotes, resistir a oxidao da passagem de gua.

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Fig. 6 Junta do cabeote.

4.1.2 - Bloco de cilindros. Onde se alojam os conjuntos de cilindros, compostos pelos pistes com anis de segmento, camisas, bielas, rvores de manivelas e de comando de vlvulas, com seus mancais e buchas. Na grande maioria dos motores, construdo em ferro fundido e usinado para receber a montagem dos componentes. Grandes motores navais tem bloco construdo em chapas de ao soldadas e alguns motores de pequeno porte tem bloco de liga de alumnio. Dependendo da construo podem ser denomonados bloco em V ( fig. 7 ) ou em Linha ( fig. 8 ).

Fig. 8 bloco de cilindros em linha.

Fig. 7 bloco de cilindros em V.

4.1.3 - Crter.

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o reservatrio ( fig. 9) do leo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrificao. construdo em ferro fundido, liga de alumnio ou chapa de ao estampada. Em alguns motores o crter do tipo estrutural, formando com o bloco uma estrutura rgida que funciona como chassis da mquina, como se v em alguns tratores agrcolas.

Fig.9 Carter, armazena leo lubrificante. 4.2 Partes moveis. 4.2.1 mbolo. o componente responsvel para transmitir e ampliar a energia (presso) resultante da expanso dos gases queimados ao eixo do motor (rvore de manivelas). O embolo (fig. 10) geralmente construdo de liga de alumnio, bastante resistente ao calor e ao choque, com alguns reforos de ao.

Fig.10- Vista explodida do embolo.

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O embolo usinado de forma muito especial: ovalizado, cnico e tem o dimetro maior na sua saia. As canaletas, para o alojamento dos anis, so usinadas na parte do mbolo que tem mais material e de menor dimetro. Geralmente com trs canaletas duas para anis de compresso e uma para anel raspador - de leo o pisto tem uma ligao com a biela atravs de um pino. 4.2.2- Anis. A funo dos anis de compresso a de vedar em dois sentidos, tanto a presso da com presso como a passagem de leo lubrificante para a cmara de combusto, com a ajuda do prprio lubrificante. O primeiro anel de compresso feito de uma liga de Ferro Fundido revestido com Cromo recendo maior resistncia ao desgaste e ao calor. O segundo anel de compresso feito tambm de uma liga de Ferro Fundido revestido com Cromo somente na face de contato com a parede do cilindro. O anel de leo tambm de liga de Ferro Fundido com algumas aberturas feitas para acumular o leo. A funo do anel de leo a de controlar a Iubrificao das paredes do cilindro, do mbolo e dos anis.

Fig.11- Anis.

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4.2.3-Cilindros. Comumente chamadas de camisas (fig.12), podem ser classificadas de duas formas:

Fig. 12 Camisa de cilindro.

Secas.

Quando no h o contado direto do liquido de arrefecimento com a sua superfcie externa. Geralmente usinadas no prprio bloco de cilindros. midas.

Possuem contado direto do liquido de arrefecimento com a sua superfcie externa. So removveis possibilitando sua substituio individual. Ao substituir uma junta de cabeote ou ao remover uma camisa de cilindro deve ser medida a salincia da camisa sobre o bloco.

4.2.3- Biela. A biela (fig. 13) a pea que interliga o mbolo (pisto) rvore de manivelas sendo responsvel pela transmisso da fora do movimento alternativo para o rotativo (princpio da manivela). O material empregado para fabricao das bieIas uma liga de ao muito resistente ao impacto e aos esforos torcionais, obtida em processo de forjado. As bielas so rigorosamente pesadas uma a uma aps a usinagem. So selecionadas para que sejam montadas no 14esmo motor com a mesma

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classificao de peso o que permite o funcionamento balanceado e silencioso. Os motores tm as bielas com a classificao de pesos identificados por cdigos. Cada cdigo representa determinada faixa de peso. A diferena mxima de peso entre as bieIas no deve ultrapassar o especificado para no desbalancear o motor.1-BIELA 2-TRAVA 4-BUCHA 5-CASQUILHOS

fig. 13 Biela. 4.2.4- Bronzinas (Casquilhos). As bronzinas (fig.14) tem esse nome originrio da liga metlica de bronze utilizada antigamente na sua fabricao. As bronzinas tm a funo de proteger a rvore de manivelas e as bielas do desgaste provocado pela frico entre os componentes mveis. Elas so construdas por camadas de ligas metlicas mais moles para que, em conjunto com o leo lubrificante, suavizem esta frico (componentes de sacrifcio). Assim, pode-se substitu-Ias facilmente mantendo a vida prolongada da rvore de manivelas, das bielas e do bloco. 1 Fig. 4A As

brozinas nos colos principais

Fig.14B Bronzinas.

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As bronzinas so fixadas no seu alojamento, sobre uma pr-tenso (fig.15-presso radial). O dimetro externo da bronzina maior do que o alojamento para permitir a presso radial e evitar que no gire em seu alojamento.

Fig.15 -presso radial 4.2.5- rvore de Manivelas. A rvore de manivelas, popularmente conhecida como virabrequim ou girabrequim, o eixo do motor responsvel pela transformao do movimento retilneo do mbolo em movimento rotativo (fig. 16 -princpio da manivela).

Fig. 16 -princpio da manivela. Ela bastante pesada, para poder suportar os esforos e tambm para armazenar uma parte da energia gerada no tempo da combusto "fora da inrcia", em conjunto com o volante, que veremos mais adiante. A rvore de manivelas formada pelos munhes, (colos fixos), e os moentes (colos mveis), onde trabalham as bielas. Um 16

dos munhes serve de apoio ao deslocamento axial (longitudinal) da rvore de maniveIas. 6715 715 315 15

825 5 Fig.17 Arvore de manivelas. Conforme indicado na figura acima, as partes do eixo de manivelas so: 1) engrenagem ou pinho - instalada na extremidade do eixo, destina-se a transmitir movimento ao eixo de cames, normalmente por meio de um trem de engrenagens; 2) contrapesos - prolongamentos dos braos de manivela que servem para dar suavidade; 3) braos de manivela ou cambotas - partes do eixo que ligam os pinos fixos e mveis; 4) munhes - partes do eixo que trabalham nos mancais fixos; 5) canais de lubrificao - canais abertos no eixo para permitir o fluxo do leo lubrificante dos mancais fixos para os mveis; 6) curvas de reforo - partes curvas nas junes dos munhes e moentes com as cambotas; 7) moentes - partes do eixo onde articulas os mancais das cabeas das bielas; 8) flange - extreminade em forma de disco onde fixado o volante. 4.2.6- Amortecedor de Vibraes (Damper) O damper (fig.18) um componente semelhante ao volante localizado tambm na rvore-de-maniveIas porm no lado oposto. Por possuir em seu interior materiais amortecedores tem a funo de amortecer os impactos torcionais provenientes da 25

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rvore de manivelas. Alguns motores de rotao constante, no se utiliza o Damper. Nos motores de 6 cilindros a influncia do damper maior, devido ao comprimento da rvore de manivelas que possui maior toro do que os de 4 cilindros.

1- AMORTECEDOR DE VIBRAES. 2-POLIA 3- CUBO DA POLIA

fig.18 Damper. 4.2.7-Compensador de Massas. O compensador de massas ( fig.19) tem a finalidade de contra-balancear as vibraes inerciais do motor, permitindo um funcionamento mais suave. Para que o compensador de massas cumpra sua funo importante observar certos cuidados em sua montagem no bloco como paralelismo e folgas entre dentes, axial e radial. Sem estes cuidados o motor poder passar a produzir um rudo caracterstico (chiado ou assobio). O compensador de massas tem a funo nica de oferecefce conforto durante o funcionamento do motor. Sua remoo do motor no provoca a quebra do virabrequim, porm pode provocar trincas e quebras de outros componentes do motor ou do veculo por excesso de vibrao.

Fig.19 - Compensador de massa.

Fig.20 Vista explodida.

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4.2.8 - Seo dianteira a parte dianteira do bloco, onde se alojam as engrenagens de distribuio( fig.21) de movimentos para os acessrios externos, tais como bomba d'gua, ventilador, alternador de carga das baterias e para sincronismo da bomba de combustvel e da rvore de comando de vlvulas.

fig.21 Conjunto de distribuio do motor.

4.2.8b- Seo traseira. Onde encontra-se o volante (fig. 22), componente do motor caracterizado por ser muito pesado. projetado para executar trs funes importantes: 1) Armazenar a energia proveniente da combusto suprindo os intervalos nos quais no se produz energia atravs da sua inrcia. 2) Conduzir fora transmisso com auxlio da embreagem acoplada na sua face. 3) Permitir a partida inicial do motor atravs da cremalheira. A energia proveniente da combusto recebida pelo volante e utilizada para manter o eixo do motor girando nos intervalos nos quais no h exploso nos cilindros. Este trabalho necessrio para executar os demais tempos do motor. o tamanho do volante proporcional a defasagem de queima.Quanto menor o nmero dos cilindros, maior ser o peso do volante. O peso do volante calculado conforme 19

a aplicao em funo da quantidade de inrcia. Durante a manuteno examine visualmente o volante procurando por possveis deformaes, trincas e sinais de desgastes dos dentes da cremalheira respectiva carcaa, para montagem do equipamento acionador.

1- VOLANTE 2-CREMALHEIRA 3-RETENTOR 4- ANEL DISTANCIADOR

Fig.22 Volante do motor e cremalheira. Volante de Dupla Inrcia: Este tipo de volante possui um conceito moderno de construo. Alm das funes usuais de um volante, a dupla-inrcia tem como finalidade reduzir as vibraes e rudos do sistema motor-transmisso para o veculo atravs de um sistema de molas de amortecimento integradas.

Este conceito, o votante 'de dupla-inercia oferece as seguintes vantagens:

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1)Arrancada mais suave do veculo; 2)Eliminao do sistema de amortecimento do disco de embreagem, reduzindo sua inrcia proporcionando mais conforto na troca de marchas; 3)Menor desgaste dos anis sicronizadores do cmbio; 4)Mais conforto na dirigibilidade. 5)volante de dupla-inrcia no possui reparao interna, por isso no deve ser aberto. Apresentando alguma irregularidade deve ser substitudo por completo.

FIG. 23 Volante de dupla inrcia. 5- TEMPOS MECANICOS. So os ciclos do motor, ou seja, o conjunto de fases sucessivas necessrias para transformar a energia trmica pela queima do combustvel em energia mecnica. 5.1- MOTOR A 4 TEMPOS. Um ciclo de trabalho estende-se por duas rotaes da rvore de manivelas, ou seja, quatro cursos do pisto. O pisto encontra-se no ponto morto superior (PMS) e vai iniciar seu curso ascendente. Abre-se ento a vlvula de admisso e, medida que o pisto desce, obriga o ar a entrar, para encher o espao que ele desocupa. At o fim do seu curso, no ponto morto inferior (PMI), o pisto aspira o ar puro, atravs da vlvula de admisso. .

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Chegando ao PMI, o pisto inicia o curso de retorno. Agora, ele comea a subir. Fecha-se ento a vlvula de admisso. Tambm a vlvula de escapamento fica fechada. O ar que encheu todo o volume deslocado pelo pisto agora comprimido, at ficar reduzido a um volume cerca de 15 vezes menor. Por causa dessa compresso violenta, a temperatura do ar sobe e atinge temperatura at 700C. . No Terceiro tempo, com o pisto em movimento novamente do PMS para o PMI, temos a ignio, com a expanso dos gases e transferncia de energia ao pisto (tempo motor).

No quarto tempo, o pisto em movimento do PMI para PMS, empurra os gases de escape para a atmosfera.

Durante os quatro tempos - ou duas rotaes - transmitiu-se trabalho ao pisto s uma vez. Para fazer com que as vlvulas de admisso e escapamento funcionem corretamente, abrindo e fechando as passagens nos momentos exatos, a rvore de comando de vlvulas (ou eixo de cames) gira a meia rotao do motor, completando uma volta a cada ciclo de quatro tempos. 5.2 - MOTOR DE 2 TEMPOS. O ciclo motor abrange apenas uma rotao da rvore de manivelas, ou seja, dois cursos do pisto. A exausto e a admisso no se verificam e so substitudas por: 1 - pela expanso dos gases residuais, atravs da abertura da vlvula de escape, ao fim do curso do pisto; 2 - Substituio da exausto pelo percurso com ar pouco comprimido. Os gases so expulsos pela ao da presso prpria.; 3 - Depois do fechamento da vlvula, o ar que ainda permanece no cilindro, servir combusto (a exausto tambm pode ser feita por vlvulas adicionais);

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4 - O curso motor reduzido. O gs de exausto que permanece na cmara, introduzido no momento oportuno; nos motores de carburao (s usados em mquinas pequenas), o gs de exausto j apresenta a mistura em forma de neblina.

Fig.24 Funcionamento do motor de 2 tempos.

Vantagens: O motor de dois tempos, com o mesmo dimensionamento e rpm, d uma maior potncia que o motor de quatro tempos e o torque mais uniforme. Faltam os rgos de distribuio dos cilindros, substitudos pelos pistes, combinados com as fendas de escape e combusto, assim como as de carga. Desvantagens: Alm das bombas especiais de exausto e de carga, com menor poder calorfico e consumo de combustvel relativamente elevado; carga calorfica consideravelmente mais elevada que num motor de quatro tempos, de igual dimensionamento. 6- OS SISTEMAS QUE CONSTITUEM O MOTOR DIESEL: Todos os cuidados de manuteno preventiva se concentram sobre os sistemas do motor. O mecanismo principal s recebe manuteno direta por ocasio das revises gerais de recondicionamento ou reforma, quando totalmente desmontado, ou se, eventualmente, necessitar de interveno para manuteno corretiva, em decorrncia de defeito ou acidente. Os componentes internos esto sujeitos a desgastes inevitveis, porm sua durabilidade e performance dependem unicamente dos cuidados que forem dispensados aos sistemas.

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fig.25 Vista explodida do motor e seus agregados. 6.1- SISTEMA DE ADMISSO DE AR. O sistema de ar planejado para suprir o motor de ar limpo (oxignio) e em quantidade que garanta o melhor rendimento do combustvel durante seu funcionamento. O circuito envolve a admisso do ar, filtragem, participao na combusto e exausto para o meio exterior. O ar aspirado pelo motor dever passar obrigatoriamente por um filtro de ar de boa qualidade, pois ele responsvel pela reteno das impurezas contidas no ar ambiente. Existem trs tipos de sistema so os mais usuais em motores diesel, o sistema de aspirao natural, o sistema turbo-alimentado e o turbo-alimentado com psarrefecimento. 6.1.1- Sistema de aspirao natural. Neste sistema, O ar admitido para dentro do cilindro pela diferena de presso atmosfrica, provocada pela suco decorrente do movimento descendente dos pistes, passa pela filtragem, caminha atravs do coletor de admisso e alcana a cmara de combusto. Aps a combusto, os gases resultantes da queima so empurrados pelos pistes atravs do coletor de escape para o meio exterior.

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6.1.2 - Sistema turbo-alimentado. o turbocompressor, conhecido popularmente como turbo, basicamente bomba de ar. O turbocompressor tem a funo de comprimir fazendo caber massa de ar dentro do mesmo volume das cmaras de combusto e consequentemente, favorece a combusto demais combustvel, gerando potncia e torque no motor. uma mais isto, mais

fig.26 Funcionamento do turbocompressor. Os gases quentes de escape que deixam o motor aps a combusto fazem girar o rotor da turbina. Este rotor ligado a um outro rotor por um eixo. A rotao do rotor da turbina provoca a rotao, na mesma velocidade, do rotor do compressor. A rotao do rotor do compressor puxa o ar da atmosfera, o comprime e o bombeia para dentro do motor. Caracterstica do turbo-alimentador. D a possibilidade a um motor pequeno de ter a mesma potncia que um motor muito maior. Torna motores maiores ainda mais potentes Auxilia na reduo da emisso de gases poluentes, pois o turbo injeta mais ar ao motor fazendo com que a combusto seja mais completa e mais limpa. Diminui o consumo de combustvel. A perda de calor pelo atrito aumenta drasticamente com o aumento do tamanho do motor. Menores, os motores turboalimentados aproveitam melhor a energia desperdiando menos energia por calor e atrito. Previne a perda de potncia e a emisso de fumaa preta em grandes altitudes

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6.1.3 - Aftercooler( Intercooler) Ps-resfriado. O ar comprimido sai da carcaa do compressor muito quente, por causa dos efeitos do compressor-turbina e do atrito. O calor provoca a expanso dos fludos diminuindo a sua densidade. Ento, torna-se necessrio fazer com que o ar se resfrie de alguma maneira antes de ser recebido pelas cmaras de combusto do motor. Isto o que faz o aftercooler ou intercooler (fig.27). Ele reduz a temperatura do ar admitido fazendo com que ele fique ainda mais denso quando entra na cmara. O cooler tambm ajuda a manter a temperatura baixa dentro da cmara de combusto. O cooler localiza-se no circuito de ar entre o turbo e cilindro do motor. Um compressor convencional pode girar a uma rotao de 100.000 rpm ou mais. Por isso, alguns cuidados de lubrificao e operao so necessrios. Muitas das falhas nos turbos so causadas pela deficincia de lubrificao (atraso na lubrificao, restrio ou falta do fluxo de leo, entrada de impurezas no leo, etc.) ou pela entrada de objetos ou impurezas pelo rotor da turbina ou do compressor. Antes de desligar o motor, aguarde 30sem marcha-Ienta para que o turbo reduza sua rotao.AR PRESSURIZADO PSRESFRIADO AR PRESSURIZADO

COOLER SADA DOS GASES DE EXAUSTO

ENTRADA DE AR

GASES DE EXAUSTO

fig.27 Sistema do aftercooler.

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6.2 SISTEMA DE ALIMENTAO DE COMBUSTIVEL. O sistema de injeo o responsvel pela alimentao de combustvel do motor. Atravs de seus componentes, o combustvel pulverizado nos cilindros de maneira precisa e controlada. Basicamente, composto pelas tubulaes de bomba alimentadora, bomba injetora, bicos injetores e filtros de combustvel. Fig.28- Sistema de alimentao de combustvel convencional.

O perfeito funcionamento do sistema de injeo ponto fundamental para o bom funcionamento do motor. Qualquer problema neste sistema acarretara uma diminuio do rendimento do motor. 6.2.1 - Bomba injetora. A injeo do combustvel Diesel controlada por uma bomba de pistes responsvel pela presso e dosagem para cada cilindro, nos tempos corretos. Na maioria dos motores diesel, utiliza-se uma bomba em linha dotada de um pisto para cada cilindro e acionada por uma rvore de cames que impulsiona o combustvel quando o mbolo motor (pisto) atinge o ponto de incio de injeo, no final do tempo de compresso. Alguns motores utilizam bombas individuais para cada cilindro e h outros que utilizam uma bomba de presso e vazo variveis, fazendo a injeo diretamente pelo bico injetor acionado pela rvore de comando de vlvulas. H ainda aqueles que utilizam bombas rotativas, que distribuem o combustvel para os cilindros num processo semelhante ao do distribuidor de corrente para as velas utilizado nos motores de automveis.

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A dosagem do combustvel feita pela posio da cremalheira, conectada ao acelerador por meio do governador de rotaes.

Dosagem do combustvel. Com o mesmo deslocamento vertical, o pisto injeta mais ou menos combustvel em funo da sua posio. O que muda o tempo final de dbito.

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As bombas injetoras, rotativas ou em linha, para que funcionem, so instaladas no motor sincronizadas com os movimentos da rvore de manivelas. Ao processo de instalao da bomba injetora no motor d-se o nome de calagem da bomba. Cada fabricante de motor adota, segundo o projeto de cada modelo que produz, um processo para a calagem da bomba injetora. Na maioria dos casos, a coincidncia de marcas existentes na engrenagem de acionamento da bomba com as marcas existentes na engrenagem acionadora suficiente para que a bomba funcione corretamente. Em qualquer caso, porm, absolutamente necessrio consultar a documentao tcnica fornecida pelo fabricante, sempre que se for instalar uma bomba injetora, pois os procedimentos so diferentes para cada caso. Qualquer falha neste processo implicara na injeo fora do tempo correto o que pode provocar: 1) Falha de funcionamento. 2) Fumaa. 3) Produo de carbono pela queima do combustvel. 4) Desgaste prematuro dos cilindros.

Como exemplo, observamos que para os motores da serie 10 da MWM existem dois procedimentos para instalar a bomba injetora e encontrar o sincronismo do ponto de 29

bomba: quando a bomba retirada para ajustes com o motor fechado e quando o propulsor est desmontado. Motor fechado

1) Retirar o pino de acionamento da bomba alimentadora. Encaixe a bomba em seu alojamento, com ateno para a posio da chaveta.

2) Encoste a bomba totalmente em direo ao bloco do motor, aperte levemente um dos parafusos, solte e retire o parafuso central na parte traseira da bomba injetora.

3) Instale a ferramenta especial 9 407 0690 046.6, instale um relgio comparador nesta ferramenta.

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) Antes de efetuar o sincronismo, posicione o motor no PMS, com o cilindro do lado da polia no tempo de compresso. Verifique a descrio da plaqueta de identificao para saber qual o ponto de bomba.

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5) Solte a porca e mova a bomba, desencostando-a do motor at obter o valor correspondente indicado na plaqueta do motor. Esse o ponto de bomba.

Motor aberto 1) Faa o mesmo procedimento do primeiro caso e encoste a bomba no bloco do motor. Monte a bomba d'gua, a de leo e as engrenagens. Agora, coloque o primeiro e ultimo cilindros em PMS e deixe as marcas do eixo comando e do eixo virabrequim voltadas para o eixo da engrenagem.

2) Com a bomba injetora totalmente encostada ao bloco, mova a engrenagem da bomba injetora com a mo at ficar pesada e observe o nmero que est apontando para o eixo intermedirio, o nmero que estiver apontando para o centro da engrenagem intermediaria o que ser montado. Instale o relgio comparador e encontre o ponto de bomba utilizando o mesmo processo descrito acima.

6.2.1 a - Regulador de rotao. O regulador de rotao controla a rotao do motor, evitando que ele tenha sobrerotao. Ele aproveita a fora centrfuga criada pelos pesos em movimento para acionar a cremalheira cortando o combustvel do motor mesmo que o acelerador seja mantido na posio mxima. O regulador permite manter uma rotao constante no motor, independentemente da carga aplicada.

6.2.1 b - Bicos injetores. Normalmente instalados nos cabeotes, tem a finalidade de prover o suprimento de combustvel pulverizado em forma de nvoa. A agulha do injetor se levanta no

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comeo da injeo devido ao impacto da presso na linha de combustvel, suprida pela bomba injetora. Durante os intervalos de tempo entre as injees, se mantm fechado automaticamente pela ao de uma mola. Uma pequena quantidade de combustvel, utilizada para lubrificar e remover calor das partes mveis dos injetores retornada ao sistema de alimentao de combustvel. Os bicos injetores, assim como as bombas, so fabricados para aplicaes especficas e no so intercambiveis entre modelos diferentes de motores. Em muitos casos, um mesmo modelo de motor, em decorrncia de alguma evoluo introduzida na sua produo, utiliza um tipo de bico injetor at um determinado nmero de srie e outro a partir de ento, sem que sejam intercambiveis entre si. necessrio ter ateno especial quando for o caso de substituir bicos ou bombas injetoras, para que sejam utilizados os componentes corretos. 6.2.2 - Controle eletrnico do motor. 6.2.2 a - Meio Ambiente. A legislao de emisso de poluentes vem de forma progressiva se tornando mais rgida medida que as necessidades ambientais se evidenciam. Assim, os desafios tcnicos esto sendo vencidos com a evoluo dos recursos tecnolgicos empregados nos motores. Os motores diesel com gerenciamento eletrnico representam um grande passo na manuteno da qualidade do ar e reduo de ruidos, por consequencia oferecendo uma melhoria na qualidade de vida da populao. A legislao brasileira, atravs do CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente), vem continuamente adequando-se as novas necessidades ambientais, buscando adequar os novos veiculos aos patamares de emisses atraves de um cronograma pre-estabelecido. Acompanhando tendencias internacionais, o cronograma determina uma reduo de 66% no volume de substancias nocivas lanadas pelo escapamento. Atendendo a este cronograma, a partir de janeiro de 2005, 40% da produo nacional de veculos diesel dever ser equipada com motores de gerenciamento eletrnico, devendo atingir o patamar de 100% em 2006, como segue no grafico a seguir:

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6.2.2 b - Combustveis. Oleo Diesel composio. O Combustvel conhecido como oleo diesel um composto derivado da destilao do petroleo, constituido basicamente de Hidrocarbonetos e Enxofre. Em sua formula utilizada uma combinao de diversos produtos tais como: Nafta pesada, querosene, diesel leve, gasoleos e o diesel pesado, alem de componentes provenientes da destilao do petroleo.

Numero de Cetano.O Numero de Cetano (NC) de um oleo combustvel corresponde proporo volumetrica de Cetano (C16 H35 ) e Alfa-Metil-Naftaleno (C11 H20 ) contidos neste oleo combustvel. Quanto maior for o NC, menor ser o retardo da ignio e por conseguinte, melhor ser sua capacidade de incendiar-se. Podemos ento classificar o combustvel diesel quanto ao Numero de Cetano: Leve: o Numero de Cetano variando entre 50 a 60; Pesado: o Numero de Cetano variando entre 30 a 45. A determinao do numero de Cetano (NC) similar ao processo de Octanas (NO). Classificao: Em funo da utilizao, os oleos diesel so classificados segundo sua utilizao: Oleo Diesel Automotivo Comercial. 33

Tipo B (maximo 0,35% de enxofre). Tipo D (maximo 0,2% de enxofre). Oleo diesel Tipo D.

utilizado nas regies com as maiores frotas em circulao e condies climaticas adversas dispersso dos gases resultantes da combusto do oleo diesel, necessitando de maior controle das emisses. Para as demais regimes do pas utilizado o oleo diesel tipo B. Oleo Diesel Martimo: Especial para motores de embarcaes maritimas, com ponto de fulgor minimo de 60C.

VulnerabilidadeA utilizao do diesel no mundo moderno vem sendo reconhecida como uma alternativa economica imediata e viavel, apesar disto, este combustivel apresenta uma vulnerabilidade que deve ser levada em considerao pelos seus usuarios: a capacidade higroscopica, que consiste na propriedade do elemento absorver agua. Esta caracteristica aliada ao teor de enxofre presente na composio do oleo diesel permite a formao de acido sulfurico (SO2H4 ) composto corrosivo e prejudicial ao funcionamento de qualquer sistema mecanico. Oleo Diesel Aditivado. Os motores modernos possuem caracteristicas que levaram os produtores de combustiveis a desenvolver composies que auxiliem na melhoria da performance dos motores. Este combustivel possui os seguintes aditivos e suas respectivas funes. Desemulsificante: neutraliza a caracteristica higroscopica; Detergente: Mantem o sistemas de combustivel limpo; Dispersante: Impede a acumulo de residuos; Antiespumante: evita a formao de espuma melhorando a eficiencia na bombeabilidade; Inibidor de corroso: controla o teor de enxofre.

Biodiesel. A busca por combustiveis alternativos ao petroleo vem se tornando nas ultimas decadas uma tarefa de dedicao constante de todas as areas. A utilizao de combustvel renovavel de origem na biomassa a soluo mais atraente, pois ao

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mesmo tempo em que os gases queimados so arremessados na atmosfera, as planta consomem parte destes gases atravs da fotossntese. O biodiesel atende perfeitamente esta necessidade do ponto de vista ecologico, tanto que desde 1998 paises europeus como Alemanha, Frana e Belgica importam oleos vegetais e os oferecem como fonte alternativa de combustvel. Nestes paises os veiculos de transporte de carga contam com a possibilidade de utilizar 100% de biodiesel em suas operaes. Composio.

O biodiesel o resultado da combinao de oleo vegetal e um intermediario ativo. O intermediario produzido a partir da reao quimica entre um catalizador e o alcool, e a esta reao da se o nome de transesterificao. Aspectos economicos O oleo vegetal e o alcool, responsaveis pela formao do biodiesel, alem de ecologicamente corretos so do ponto de vista economicos importantes para o Brasil, pois apresentam vantagens como: Utiliza motores de tecnologia diesel que o pais ja domina; Rompe com o ciclo de dependencia economica do petroleo;

Ativa economicamente as regies do pas, transformando terras de solo pobre, de baixo potencial de plantio de outras culturas, em potenciais produtoras de oleaginosas como a mamona. 6.2.2 b - Common-rail. Sistema de injeo diesel de alta presso inventado pela FIAT nos anos 90 e adaptado nos anos a veculos automveis ligeiros pela Fiat-Engeneering e posteriormente cedido para desenvolvimento Bosch. Em 1995 a FIAT apresentou ao mundo o sistema Common-Rail para uso em Caminhes de trabalho.A Fiat foi a primeira marca a comercializar um automvel com esta tecnologia. Estreou-se em 1997 no Alfa Romeo 156. Consiste numa bomba deRAIL presso que fornece a alta presso atravs de uma rampa comum a todos os injetores, o que permite fornecer uma presso (de 1350 bar a 1600 bar) constante de injeo, independentemente da rotao do motor, sendo o comando dos injetores e feito por vlvulas magnticas presentes na cabea dos mesmos. A sua vantagem um menor ruido de funcionamento, arranque a frio quase instantneo, e uma clara melhoria de prestaes e diminuio da poluio e de consumo. Atualmente o sistema usado em quase todos os motores diesel.

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BOMBA ALTA PRESSO

DE INJETOR

TANQUE

MODULO ( PCM )

Fig.31 Sistema common rail.

Modulo Eletronico do Motor (PCM)

O modulo eletronico do motor ou unidade de controle do motor testa todos processos necessarios ao controle de todo o sistema do motor. Em funo das necessidades do usuario e dos dados recebidos do motor e do veiculo (como rotao do motor, velocidade do veiculo, temperatura do liquido de arrefecimento, massa de ar, etc), esta unidade calcula as informaoes de sada necessarias (como quantidade de combustivel injetado, presso do combustvel, etc.). Alem disto, so verificadas funoes do proprio veiculo, como o sistema de imobilizao. A unidade de controle do motor comunica-se com outras unidades de controle e comando atraves do barramento CAN de comunicao .

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Fig.32 Modulo eletrnico.CUIDADO COM ALTA TENSO: Quando forem executados servios na PCM, devem ser observados todos os cuidados no trabalho em presena de alta tenso.Enquanto o motor estiver em operao, no devero ser desligados os conectores da unidade de controle (PCM), sob risco de causar serios danos ao motor.

6.2.2 b1 -Sensores do Sistema. Sensor de Presso Baromtrica O Sensor de Presso Baromtrica montado no interior da PCM. Ele utilizado principalmente para compensar os efeitos da altitude no funcionamento do motor, pois sua funo medir a presso baromtrica a cada instante, corrigindo a injea de combustvel. O Painel de Instrumentos utiliza a informao deste sensor para indicar ao motorista a altitude atravs da funo altmetro.

Fig.33 Sensor de presso baraometrica. Sensor de Temperatura e Presso do Ar Admitido (T-MAP Temperature and Measure Air Pressure)

Como sensor de temperatura em conjunto com sensor de presso, ele mede a presso e a temperatura do ar admitido pelo motor, comparado com a presso

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atmosfrica. A presso e a temperatura do ar na admisso sao convertidas em sinais que so avaliados pelo modulo eletrnico do motor (PCM).

Fig.34 - Sensor de presso conjugado com temperatura do ar. Funcionamento: No momento em que o ar entra pela conexo (1), ele passa pelo sensor de temperatura (7) na direo do sensor de presso (4), que transforma a presso do ar em sinal de tenso e o envia para o PCM. Um termistor NTC utilizado como sensor de temperatura. A diminuio de tenso medida pelo PCM com base na resistncia do NTC. O PCM compara a tenso medida com as caractersticas programadas. Isto produz a informao necessria para o controle do sistema.1. 2. 3. 4. 5. Conexo O`ring Base Sensor de presso Placa EMC Carcaa do conector Sensor de temperatura

6. 7.

Fig. 35 funcionamento do sensor. Sensor da arvore do Comando de Valvulas ou Sensor de Fase.

O Sensor da arvore do Comando de Valvulas estao montado diretamente no cabeote responsovel pela leitura de sua posio atraves de um anel dentado, montado na extremidade da arvore.A rotao deste anel dentado, altera a tenso do sensor. Esta variao de tenso comparada pelo modulo eletrnico do motor (PCM) com as caractersticas armazenadas em sua memria. Desta forma o modulo encontra a posio da arvore de comando de vlvulas. Sensor da arvore de Manivelas ou Sensor de Rotao .

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O Sensor da arvore de manivelas esta montado na carcaa do volante do motor que responsvel pela leitura de sua posio atravs de um anel dentado, usinado na face interna do volante do motor. Sensor de Temperatura de Combustvel e do liquido de Arrefecimento O sistema equipado com 2 sensores de temperatura, um para temperatura do combustvel e outro para o liquido de arrefecimento. Nos dois sistemas utiliza-se do sensor de temperatura do tipo termistor NTC, ou seja, a diminuio de tenso medida pelo PCM com base na resistncia do NTC. O PCM compara a tenso medida com as caractersticas programadas. Isto produz a informao necessria para o controle da temperatura do sistema. Sensor de presso do rail.

O sensor de presso tem a funo de medir a presso do acumulador com preciso, em curto tempo, e fornecer sinal de tenso eltrica unidade de comando. Tubos de Alta Presso e Rail A conexo entre o a bomba de combustvel, Rail e os injetores feita por tubos de alta presso. O Rail opera como um acumulador de alta presso para o combustvel que ser transferido atravs da bomba de combustvel para alimentar os injetores com a quantidade e presso necessria de combustvel para qualquer condio de operao. Em funo da quantidade de combustvel armazenado no Rail a oscilao de presso gerada pela injeo amortecida. A reduo destas ondas de choque contribui significativamente para a reduo de rudo, quando comparadas a um sistema de injeo diesel convencional.

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Fig.36 Tubos de alta presso.

Sensor de Posio do Pedal de Acelerao Sistema no qual o movimento do pedal do acelerador transformado em sinal eltrico atravs de dois potencimetros. Estes sinais so transmitidos para o PCM que ento os analisa em conjunto com outros dados, como rotao do motor, para comandar o debito de combustvel. Interruptor de Posio do Pedal de Freio

O interruptor do pedal de freio informa ao PCM quando o veiculo esta sendo desacelerado e este sinal afeta o funcionamento da Vlvula Reguladora de Vazo quando os freios so aplicados. Durante a frenagem, o PCM recebe o sinal deste interruptor atravs do qual a quantidade de combustvel reduzida durante a reduo, prevenindo o aumento de rotao que poderia reduzir a eficincia da frenagem. Montado no pedal de freio, ele possui dois conectores, um para a luz de freio e o outro para o chicote do PCM. Interruptor de Posio do Pedal de Embreagem

Localizado no suporte do pedal de embreagem, este sensor informa ao PCM se a embreagem esta acoplada ao volante do motor. Quando o pedal esta pressionado, e a embreagem desengatada, o interruptor transmite um sinal para PCM que ira compreender que haver mudana de marcha, assim ele ira atuar assegurando que a rotao e fora do motor no sero afetadas prejudicialmente.

Sensor de Velocidade VSS

Localizado na transmisso do veiculo, emiti um sinal proporcional a velocidade instantnea do veiculo. O sinal do VSS utilizado para: Determinar se h alguma marcha engatada; Melhorar as caracterstica de dirigibilidade; Controlar o ventilador do motor. Por questes de segurana, o pedal eletrnico dotado de dois potencimetros, desta forma o modulo recebe os dois sinais e os compara. Caso haja alguma diferena entre os valores fornecidos pelo pedal, o modulo adota uma estratgia de segurana para permitir o uso do veiculo, garantindo a dirigibilidade e a segurana do motorista e passageiros:

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Caso um dos potencimetros falhe, o motor ir funcionar com potencia reduzida, desenvolvendo ate 2.750 rpm; Caso os dois dos potencimetros falhem, o motor ira funcionar a uma rotao constante de 1.200 rpm. O sistema proporciona maior suavidade quando se acelera ou se desacelera abruptamente, eliminando trancos no funcionamento do motor. 6.2.2 b2 - Atuadores do sistema. Bomba de transferncia Interna (ITP Interna Transfer Pump)

A bomba de transferncia interna do tipo rotativo de palhetas e tem a funo de conduzir o combustvel do tanque, junto coma bomba eltrica, atravs do filtro de combustvel, ate a bomba de alta presso. Adicionalmente, a bomba de transferncia interna tem a funo de enviar combustvel para lubrificar a bomba de alta presso. Processamento do Combustvel na Bomba de Combustvel (DCP)

1- Bomba de Transferncia Interna 2- Vlvula Reguladora Vazo 3- Bomba de Alta presso 4- Vlvula Reguladora de Presso 5- Vlvula de Alimentao de Combustvel 6- Vlvula de lubrificao a) Alimentao de combustvel b)Conexo de alta presso c)Retorno de combustvel

O combustvel aspirado do tanque, atravs do filtro de combustvel por meio de uma bomba eltrica localizada no tanque de combustvel e pela bomba de transferncia interna (ITP) (1). Em seguida o combustvel conduzido para a vlvula de lubrificao (6) e para a vlvula reguladora de vazo (VCV) (2). A vlvula de alimentao (5), disposta paralelamente bomba de transferncia interna, abre quando a vlvula reguladora de vazo fecha e conduz o combustvel novamente para a extremidade de suco da bomba de transferncia interna de combustvel. Atravs da vlvula de lubrificao (6),o combustvel chega parte interna da bomba e de l, para o duto de retorno (c). A quantidade de combustvel conduzida para os elementos de alta presso (3) e para a bomba de alta presso (HPP), determinada pela vlvula reguladora de vazo 41

(VCV), acionada atravs modulo eletrnico do motor (PCM). As sadas de alta presso dos trs elementos da bomba so reunidas e conduzidas para a sada de alta presso (b) da (DCP). A vlvula reguladora de presso (4), esta situada entre os canais de alta presso e de retorno. Esta vlvula regula a quantidade de combustvel que transferida para a sada de alta presso, e portanto a presso do combustvel no Rail.

Fig.37 Circuito do fluxo de combustvel. Bomba de alta presso

A bomba de alta presso tem a funo de disponibilizar combustvel suficientemente pressurizado, em todas as condies de funciona mento e em toda a vida til do motor.

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VALVULA DE DESCONECO DO ELEMENTO PISTO

VALVULA DE SADA

RESSALTO

PRESSO PARA O RAIL

VALVULA DE SEGURANA RETORNO DE COMBUSTIVEL ENTRADA DE COMBUSTIVEL

VALVULA REGULADORA DE PRESSO

fig.38- Bomba de alta presso. ela que recebe o combustvel filtrado e gera a presso necessria para a injeo, ela que tem a funo de manter combustvel suficiente, e a alta presso, para todas as situaes de funcionamento do motor. uma bomba de pistes radiais acionada pelo conjunto de engrenagens da distribuio, sua lubrificao e refrigerao efetuada pelo prprio combustvel. Possui um eixo excntrico e trs cmaras de bombeamento, montadas em um ngulo de 120. Cada cmara contm um pisto, uma vlvula de admisso e uma vlvula de escape de combustvel.PISTO EIXO EXCENTRICO

CAMARAS

Fig.39- Elementos de alta presso.

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Fig.40- Funcionamento dos elementos de alta presso. Admisso de combustvel: Quando ocorre o retorno do pisto (1) gerado vcuo no cilindro da bomba, que provoca a abertura da vlvula de admisso (2), provocando a suco do combustvel que chega da vlvula reguladora de vazo (a). Simultaneamente acontece o fechamento da vlvula de sada (3), provocado pela diferena entre a presso do prprio combustvel e do cilindro da bomba. Transferncia de combustvel: O excntrico (4) pressiona o pisto (1) para cima, a vlvula de admisso (2) fechada pela ao da mola e pela presso no cilindro da bomba. A vlvula de sada (3) abre quando a presso no cilindro da bomba for superior presso do combustvel no duto de alta presso (b). Vlvula Reguladora de Vazo (VCV - Volumetric Control Valve). A vlvula reguladora de vazo (VCV) regula a transferncia de combustvel da bomba de transferncia interna, que integrada bomba de combustvel, para os elementos da bomba de alta presso. Desta forma, a quantidade de combustvel fornecida para a bomba de alta presso (HPP), pode ser ajustada para as necessidades do motor.VCV

DC C

Fig.41-Bomba de alta presso.

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A potencia necessria bomba de alta presso passa a ser menor, o que contribui para o melhor rendimento do motor. A vlvula reguladora de vazo (VCV) diretamente fixada sobre a bomba de combustvel (DCP).1- Anel de compresso 2-Bucha 3-Pisto 4-Senoide

Fig.42- Vista em corte da vlvula.

5-Ancora

IMPORTANTE: Sempre que forem executados reparos, a vlvula reguladora de vazo (VCV) no pode ser separada da bomba de combustvel (DCP). Funcionamento da Valvula Reguladora de Vazo (VCV) Valvula Reguladora de Vazo (VCV) no ativada: O pisto no ativado eletricamente interrompe o circuito entre os dois pontos de conexo, acionado pela mola. O fornecimento de combustvel para a bomba de alta presso (HPP) interrompido.

a Entrada de combustvel da bomba de transferncia interna (ITP)

Fig.43- Vista em corte da vlvula. Valvula Reguladora de Vazo (VCV) ativada: A fora exercida pela haste proporcional corrente eletrica, e age contra a fora da mola. Por esta razao, a abertura entre as duas conexoes proporcional a corrente eletrica fornecida (valvula de controle direcional e abertura proporcional PWM).a Entrada de combustvel da bomba de transferncia interna (ITP) b Quantidade de combustvel transferida para a bomba da alta presso (HPP

Fig.44- Vista em corte da vlvula.

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Valvula Reguladora de Presso (PCV - Pressure Control Valve) A valvula reguladora de pressao (PCV) controla a pressao de combustvel na sada de alta pressao da bomba de combustvel (DCP), e portanto, tambem no interior da propria bomba. Alem disto, a valvula reguladora de pressao amortece as flutuaoes de pressao que ocorrem durante o fornecimento de combustvel por meio da bomba PCV de combustivel e do processo de injeao.

DC P

Fig.45-Bomba de alta presso.

A valvula reguladora de pressao (PCV) e controlada de tal forma pela unidade de controle do motor (PCM), que seja qual for a condio de operao do motor, a pressao do Rail sempre ser otimizada. A valvula reguladora de presso (PCV) montada diretamente sobre a bomba de combustvel (DCP). OBSERVASO: Se houver necessidade de reparos, a valvula reguladora de pressao (PCV) no poder ser separada da bomba de combustvel (DCP).1.Assentamento da vlvula 2.Esfera da vlvula 3.Pino 4.Solenide 5.ncora 6.Mola

Fig.46-Vista em corte da vlvula.

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Funcionamento da Valvula Reguladora de Presso (PCV)

Valvula Reguladora de Presso no ativada: A esfera da vlvula somente ser operada atravs da fora exercida pela mola. Por esta razo ser uma baixa presso do combustvel.

a) Presso de combustvel a conexo DCP de alta presso ( igual presso de combustvel no Rail ) b) Para a linha de retorno de combustvel

Fig.47-Vista em corte da vlvula.

Valvula Reguladora de Presso ativada: A corrente que circula atravs do solenide aciona a haste, que por sua vez transfere movimento esfera da vlvula, atravs do pino. A fora de atraso da ancora e portanto, a presso sobre a esfera da vlvula, proporcional corrente (valvula de limitadora proporcional de presso PWM).

a) A presso de combustvel na conexo DCP de alta presso (igual presso de combustvel no Rail) b) Para a linha de retorno de combustvel.

Fig.48-Vista em corte da vlvula.

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Acumulador de alta presso (Rail).

O acumulador de alta presso tem a funo de um reservatrio de combustvel pressurizado. Isto se faz necessrio para assegurar que, no momento da abertura do injetor, a presso de injeo esteja dentro do valor desejado.

ACUMULADOR DO RAIL.

Injetor.

O bico injetor controla eletronicamente o inicio e o volume de injeo de combustvel.

Fig.49 Eletroinjetor.

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7.- SISTEMA DE LUBRIFICAO. Os motores trmicos, e em particular os Diesel apresentam, pela sua prpria natureza, problemas de lubrificao difceis de serem equacionados, levando-se em conta os seguintes fatores: a) motor desenvolve elevadas temperaturas durante a combusto. b) as presses exercidas pelo ar comprimido no final da compresso so muito elevadas. c) no h como evitar-se a formao de fuligem e outras matrias carbonceas oriundas da combusto. d) o motor consome combustveis com teores de enxofre relativamente superiores aos utilizados nos motores de exploso. Por causa desses problemas, os engenheiros especializados em lubrificao sempre se preocuparam com a obteno de lubrificantes com propriedades adequadas a cada tipo de aplicao. Um motor martimo de grande porte, por exemplo, utiliza vrios tipos de leos lubrificantes, podendo ser um armazenado no poceto para o sistema de lubrificao principal, um para o eixo de cames, outro para as camisas dos cilindros, um para o turbocompressor, outro para o regulador de velocidade, etc. claro que isso acontece porque procura-se obter os melhores resultados possveis utilizando-se lubrificantes com propriedades especficas para cada tipo de trabalho.

Fig.50-Diagrama esquemtico do sistema de lubrificao.

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7.1- FINALIDADE DO SITEMA DE LUBRIFICAO. A principal finalidade do sistema de lubrificao do motor reduzir o atrito entre as peas que trabalham com movimento relativo. Isto conseguido mediante o estabelecimento de um fluxo contnuo de lubrificante entre essas peas. Ocorre, entretanto, que alm de desempenhar sua funo principal, o lubrificante acaba realizando funes secundrias de particular importncia para o motor. Entre as funes secundrias desempenhadas pelo lubrificante do motor Diesel destacamos: a) O resfriamento ocorre porque, enquanto lubrifica, o leo absorve parte do calor gerado pelo atrito entre as peas do motor e o transfere para o exterior em um trocador de calor denominado resfriador de leo lubrificante. Por outro lado, em alguns motores de grande porte uma ramificao do sistema de lubrificao utilizada para circular o leo nos espaos ocos existentes nas coroas dos mbolos, com o propsito de remover dos mesmos o excesso de calor oriundo da combusto. Isto feito com o auxlio de tubos telescpicos, que sero estudados num outro momento por entendermos que o assunto tem mais afinidade com o sistema de resfriamento do motor. b) No que diz respeito vedao, a pelcula de leo lubrificante entre os anis de segmento e as paredes dos cilindros intensificam a vedao do ar e dos gases, principalmente nas fases de compresso, combusto e expanso, nas quais a presso no interior do cilindro bastante elevada. c) Com relao limpeza, o lubrificante circulando no sistema deve ser capaz de desagregar e arrastar consigo as impurezas que se formam no mesmo, principalmente as oriundas dos resduos da combusto. Essa limpeza deve-se a uma propriedade do leo denominada detergncia, que da maior importncia, pois as impurezas podem obstruir parcial ou totalmente, tubos, galerias e orifcios de passagem do lubrificante. d) A funo de amortecer choques deve-se ao fato de que a pelcula de leo em determinados mancais, como por exemplo o da conectora, sofre cargas muito elevadas, principalmente no instante da combusto. O lubrificante dever, por suas propriedades de resistncia de pelcula, suportar esses aumentos de carga e de presso, de maneira a impedir o contato metlico entre as telhas dos mancais e o eixo. e) A pelcula de leo lubrificante deve ainda proteger contra os ataques qumicos todas as superfcies com as quais entra em contato.

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7.2 COMPOSIA BASICA DO SITEMA DE LUBRIFICAO. O sistema de lubrificao do motor Diesel constitudo basicamente pelos seguintes elementos:

1-SENSOR DE PRESSO DO OLEO. 2-TUCHO

7- FILTRO DE OLEO LUBRIFICANTE COM VALVULA DE BY PASS.

8- VALVULA BY PASS ( TROCADOR DE CALOR 3-HASTE, ALIMENTADOR DE OLEO PARA) LOCALIZADO NO BLOCO DO RESFRIADOR LUBRIFICAO DO BALANCIM. 9-VALVULA DE ALIVIO DE PRESSO 4-BALANCIN LOCALIZADO NO BLOCO DO RESFRIADOR 5-LINHA DE RETORNO POR CARTER. 10-BOMBA DE OLEO LUBRIFICANTE. 6- JET COOLER PARA RESFRIAMENTO DO PISTO

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7.2.1- Reservatrio de oleo. O reservatrio de leo lubrificante pode ser o crter , ou um tanque abaixo do mesmo e com ele comunicado, denominado poceto. Naturalmente, quando h poceto na instalao o crter do tipo seco. o caso tpico dos motores Diesel de grande porte. No havendo poceto, o crter do tipo alagado ou mido, como o caso dos motores de pequeno porte.

fig.51-Esquema de funcionamento da lubrificao a Carter seco.1-CARTER 2-PESCADOR 3-BOMBA DE OLEO. 4-ENGRENAGEM 5-CARCAA DA BOMBA DE OLEO 6-ROTORES EXCENTRICOS

fig.51-Esquema de funcionamento da lubrificao a Carter.

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7.2.2- Tubo pescador. O ralo um protetor de chapa multi-perfurada instalado na extremidade do tubo de suco da bomba, com o propsito de impedir que corpos estranhos como trapo, estopa e outros, por vezes esquecidos nos reservatrios aps uma limpeza, penetrem no corpo da mesma, comprometendo o seu funcionamento. 7.2.3- Bomba de lubrificao. O tipo de bomba empregado no esquema bsico do sistema de lubrificao forada do tipo gerotor, mas, o mais comum o de engrenagens. Nesse tipo, o lquido conduzido entre os dentes das engrenagens e a carcaa da bomba. No caso da figura, a engrenagem de cima gira no sentido anti-horrio e a de baixo gira no sentido horrio. Uma dessas engrenagens recebe o movimento do seu acionador (engrenagem acionada), fazendo girar a outra em sentido contrrio (engrenagem conduzida).1-ROTOR INTERNO 2-CAMARA DE DISTRIBUIO PARA O BLOCO DO MOTOR. 3-CAMARA DE SUCO 4- ENCAIXE ASSIMETRICO DO PROPULSOR.

Fig.52b-Esquema da bomba tipo gerotor.

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ENTRADA DE FLUIDO

FLUIDO PARA O SISTEMA

Fig.52b-Esquema de funcionamento da bomba de engrenagem. A bomba dispe de uma vlvula reguladora de presso que permite manter constante a presso do leo no sistema. Em caso de elevao excessiva da presso, a vlvula abre, comunicando a descarga com a admisso da bomba ou com o crter e mantendo a presso desejada no sistema. A figuras A e B mostram claramente como isso ocorre.

Fig.53-Valvula de reguladora de presso. 7.2.4-Filtro de leo. O filtro de leo lubrificante tem por finalidade reter as impurezas slidas menores que conseguem passar pelo ralo, garantindo o fornecimento de uma pelcula de leo isenta de impurezas entre as peas a lubrificar. O filtro de O.L. do tipo descartvel nos motores de pequeno porte, devendo ser substitudo aps determinado tempo de

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funcionamento previsto no manual do fabricante, ou sempre que se suspeitar que o mesmo encontra-se incapacitado de realizar satisfatoriamente a sua funo.

Fig.54 -Filtro de leo em corte.

Fig.54 a - Filtro

muito comum encontrarmos nos filtros dos motores de pequeno porte uma vlvula de alvio que permite ao lubrificante passar por fora do elemento filtrante, sempre que a presso excede a um determinado valor. Isso acontece quando o fluido est muito viscoso (por causa do frio), ou quando o elemento do filtro encontra-se muito sujo. Assim, a vlvula de alvio atua como uma proteo para o motor, pois evita uma queda de presso no sistema provocada pela reduo do fluxo de leo. Com pouco lubrificante, o atrito entre as peas aumenta, a temperatura sobe, o lubrificante superaquece, a viscosidade cai excessivamente e o material das peas funde, principalmente o dos metais macios utilizados no revestimento das telhas dos mancais fixos e mveis. As figuras ilustram o que acabamos de expor.

fig.55-Funcionamento do filtro de leo lubrificante.

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7.2.5-Trocador de calor. O trocador de calor (ou radiador de leo) tem a finalidade de transferir calor do leo lubrificante, cuja temperatura no pode ser superior a 130C, para o meio refrigerante utilizado no motor. Nos motores refrigerados a ar o trocador de calor instalado na corrente de ar. A transferncia de calor para o refrigerante de aproximadamente 50 Kcal / CVh para os motores refrigerados a gua e de 100 Kcal / CVh nos motores com refrigerao a ar.

Fig.56a Trocador de calor.

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Fig.56b Trocador de calor. 7.2.6 Oleo lubrificante. O leo lubrificante est para o motor assim como o sangue est para o homem. Graas ao desenvolvimento da tecnologia de produo de lubrificantes, possvel, atualmente, triplicar a vida til dos motores pela simples utilizao do lubrificante adequado para o tipo de servio. Os leos lubrificantes disponveis no mercado so classificados primeiro, pela classe de viscosidade SAE (Society Of Automotive Engineers) e a seguir, pela classe de potncia API (American Petroleum Institute). A caracterstica mais importante do leo lubrificante a sua viscosidade, que a resistncia interna oferecida pelas molculas de uma camada, quando esta deslocada em relao a outra; o resultado de um atrito interno do prprio lubrificante. Existem vrios aparelhos para medir a viscosidade. Para os leos lubrificantes utilizados em motores, adotado o Viscosmetro Saybolt Universal. O sistema Saybolt Universal consiste em medir o tempo, em segundos, do escoamento de 60 ml de leo, determinada temperatura. A indicao da viscosidade em SSU (Segundos Saybolt Universal). As temperaturas padronizadas para o teste so 70, 100, 130 ou 210F, que correspondem, respectivamente, a 21,1C, 37,8C, 54,4C e 89,9C. Em essncia, consiste de um tubo de 12,25 mm de comprimento e dimetro de 1,77 mm, por onde deve escoar os 60 ml de leo.

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7.2.6 a Classificaes. A SAE estabeleceu a sua classificao para leos de crter de motor segundo a tabela:

A letra w (Winter = inverno) indica que a viscosidade deve ser medida a zero grau Farenheit. Observa-se que o nmero SAE no um ndice de viscosidade do leo, mas sim uma faixa de viscosidade a uma dada temperatura; exemplificando, um leo SAE 30 poder ter uma viscosidade a 210 F entre 58 e 70 SSU. N SAE 5w 10 w 20 w 20 30 40 50 VISCOSIDADE SSU a 0 F SSU a 210 F Mnimo Mximo Mnimo Mximo 4.000 6.000 < 12.000 12.000 48.000 45 < 58 58 < 70 70 < 85 85 < 110 Fig.58-Tabela de viscosidade. O API classificou os leos lubrificantes, designando-os segundo o tipo de servio. As classificaes API, encontradas nas embalagens dos leos lubrificantes, so:

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- ML (Motor Light). leos prprios para uso em motores a gasolina que funcionem em servio leve; tais motores no devero ter caractersticas construtivas que os tornem propensos formao de depsitos ou sujeitos corroso dos mancais. - MM (Motor Medium) leos prprios para motores a gasolina, cujo trabalho seja entre leve e severo; tais motores podero ser sensveis formao de depsitos e corroso de mancais, especialmente quando a temperatura do leo se eleva, casos em que se torna indicado o uso de leos motor medium. - MS (Motor Severe) leos indicados para uso em motores a gasolina sob alta rotao e servio pesado, com tendncia corroso dos mancais e formao de verniz e depsitos de carbono, em virtude no s de seus detalhes de construo como ao tipo de combustvel. - DG (Diesel General) leos indicados para uso em motores Diesel submetidos a condies leves de servio, nos quais o combustvel empregado e as caractersticas do motor tendem a no permitir o desgaste e a formao de resduos. - DM (Diesel Medium) So leos prprios para motores Diesel funcionando sob condies severas, usando, alm disso, combustvel tendente a formar resduos nas paredes dos cilindros sendo, porm, as caractersticas do motor tais, que o mesmo menos sensvel ao do combustvel do que aos resduos e ao ataque do lubrificante.

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- DS (Diesel Severe) leos prprios para motores Diesel especialmente sujeitos a servio pesado, onde tanto as condies do combustvel quanto as caractersticas do motor se somam na tendncia de provocar desgaste e formar resduos. Com a finalidade de facilitar a escolha dos leos pelo consumidor leigo, o API, com a colaborao da ASTM e SAE, desenvolveu o sistema de classificao de servio indicado pela sigla "S" para os leos tipo "Posto de Servio" (Service Station) e C para os leos tipo "comercial" ou para servios de terraplanagem. Abaixo a classificao de servio: AS=Servio de motor a gasolina e Diesel; SB=Servio com exigncias mnimas dos motores a gasolina; SC=Servio de motor a gasolina sob garantia; SD=Servio de motores a gasolina sob garantia de manuteno; SE=Servio de motores a gasolina em automveis e alguns caminhes; CA=Servio leve de motor Diesel; CB=Servio moderado de motor Diesel; CC=Servio moderado de motor Diesel e a gasolina e CD= Servio severo de motor Diesel. Tambm as foras armadas americanas estabeleceram especificaes para os leos lubrificantes, que so encontradas nas embalagens comerciais como MIL-L-2104-B e MIL-L-2104C, para motores Diesel. As diferenas entre os diversos tipos de lubrificantes reside nas substncias adicionadas ao leo para dot-lo de qualidades outras. So os Aditivos, que no alteram as caractersticas do leo, mas atuam no sentido de refor-las. Os aditivos comumente usados so: TIPO DE COMPOSTO USADO Compostos orgnicos contendo enxofre, fsforo ou nitrognio, tais como aminas, sulfetos, hidroxisulfetos, Atioxidantes ou inibidores de oxidao fenis. Metais, como estanho, zinco ou brio, freqentemente incorporados Compostos orgnicos contendo enxofre ativo, fsforo ou Anticorrosivos, nitrognio, tais como sulfetos, sais metlicos do cido preventivos da corroso ou "venenos" trifosfrico e ceras sulfuradas. catalticos Compostos organo-metlicos, tais como fosfatos, alcoolatos, fenolatos. Sabes de elevado peso Detergentes molecular, contendo metais como magnsio, brio e estanho. FINALIDADE

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Compostos organo-metlicos, tais como naftenatos e sulfonatos. Sais orgnicos contendo metais com clcio, cobalto e estrncio. Compostos de fsforo, como fosfato tricreslico, leo de Agentes de presso banha sulfurado, compostos halogenados. Sabes de extrema chumbo, tais como naftenato de chumbo. Aminas, leos gordurosos e certos cidos graxos. Preventivos contra a Derivados halogenados de certos cidos graxos. ferrugem Sulfonatos. Produtos de condensao de alto peso molecular, tais Redutores do ponto de como fenis condensados com cera clorada. Polmeros fluidez de metacrilato. Olefinas ou iso-olefinas polimerizadas. Polmeros Reforadores do ndicebutlicos, steres de celulose, borracha hidrogenada. de viscosidade Dispersantes Inibidores de espuma Silicones Fig.59-Tabela de aditivos. Como a viscosidade a caracterstica mais importante do leo lubrificante, natural que os centros de pesquisas do ramo dedicassem especial ateno a essa propriedade. Sabe-se que todos os leos apresentam uma sensibilidade temperatura, no que concerne viscosidade; alguns sero mais sensveis que outros, observando-se que os leos naftnicos sofrem mais a sua ao que os parafnicos. Com o desenvolvimento tcnico exigindo qualidades mais aprimoradas dos leos, muitas vezes chamados a trabalhar em condies de temperatura bastante variveis, tornou-se necessrio conhecer bem as caractersticas viscosidade versus temperatura em uma faixa bastante ampla. A variao da viscosidade com a temperatura no linear. Ou seja, no possvel estabelecer, a priori, quanto ir variar a viscosidade quando for conhecida a variao de temperatura. Os estudos desenvolvidos nessa rea at os dias atuais, levaram os fabricantes de lubrificantes a produzirem leos capazes de resistirem s variaes de temperatura, de forma a se comportarem como se pertencessem a uma classe de viscosidade a zero grau Farenheit e a outra classe a 210 graus Farenheit. Tais leos so conhecidos como "multigrade" ou multiviscosos. Os fabricantes de motores Diesel, tambm, como resultado das pesquisas que realizam, chegaram a desenvolver composies de leos que hoje so encontradas a venda no mercado. A Caterpillar desenvolveu o leo que hoje comercializado com a classificao denominada "Srie - 3", que indicado para uso em motores Diesel turbo-alimentados e supera todas as classificaes API. A Cummins 61

desenvolveu um leo fortemente aditivado com componentes sintticos, que denominou de "Premium Blue", cuja licena de fabricao, nos Estados Unidos, j foi concedida Valvoline. Sua principal caracterstica a alta durabilidade. Atualmente, a melhor indicao para lubrificao dos motores Diesel que operam em temperaturas superiores a 14F (-10C), recai sobre os leos multiviscosos (15w40 ou 20w40), que mantm durante o funcionamento do motor a viscosidade praticamente constante e so aditivados para preservar suas caractersticas durante um maior numero de horas de servio. 8-SISTEMA DE DISTRIBUIO. A finalidade do mecanismo de distribuio fazer com que cada fase do ciclo de funcionamento do motor ocorra rigorosamente no seu devido tempo. Por exemplo, se o motor estiver realizando a fase de compresso, claro que tanto a vlvula de admisso quanto a de descarga devem estar fechadas. Da mesma maneira, no instante da injeo do combustvel no cilindro, as referidas vlvulas no podem estar abertas pois, se assim acontecesse, o combustvel no poderia inflamar. Esses exemplos, apesar de grosseiros, servem para voc entender, de imediato, que as peas que fazem parte do mecanismo de distribuio do motor devem trabalhar de forma sincronizada, e que qualquer desvio nessa sincronizao pode fazer com que o motor trabalhe mal, ou nem sequer consiga funcionar. Quando isso acontece dizemos que o motor est fora de ponto. A princpio, voc poderia pensar que, no caso dos motores Diesel, o conceito de distribuio envolve apenas a abertura e o fechamento das vlvulas de aspirao e descarga e a injeo do combustvel. Na realidade, o conceito de distribuio tornase muito mais amplo quando se trata, por exemplo, de um motor martimo de grande porte que, alm de ser reversvel (gira nos dois sentidos), tem arranque a ar comprimido. Essas particularidades, entretanto, sero estudadas mais adiante. Por agora vamos fazer um estudo bsico da distribuio, atentando para o arranjo simplificado da figura abaixo. A uma simples olhada, voc percebe que se trata do mecanismo de um motor de 4 tempos, uma vez que existe uma vlvula de admisso e uma vlvula de descarga na cabea do cilindro. Alm do mais, a engrenagem do eixo de manivelas tem a metade do nmero de dentes da engrenagem do eixo de cames. Repare que as cames do mesmo eixo transmitem movimento aos tuchos, que por sua vez transmitem movimento s hastes ou varetas. Estas hastes acionam os balancins, para abrir as vlvulas de aspirao e de descarga, cada uma no seu devido tempo. Repare que os balancins articulam no eixo, o qual fixado num suporte que no aparece na figura, mas poder ser visto mais adiante. Vejamos agora algumas particularidades dos componentes na figura abaixo:

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BALANCIM ENGRENAGEM DA ARVORE DE COMANDO DE VALVULAS EIXO DE CAMES

VALVULAS DE DESCARGA

ENGRENAGEM DA ARVORE DE MANIVELAS

VALVULAS DE ADMISSO ENGRENAGEM DA INTERMEDIARIA

Fig.61-Elementos do conjunto de distribuio. Engrenagem ou pinho do eixo de manivelas fixada na extremidade do eixo de manivelas (3) , com a finalidade de transmitir o movimento de rotao do mesmo ao eixo de cames (5), por meio da sua engrenagem (4). Engrenagem ou pinho do eixo de cames fixada na extremidade do eixo de cames, com a finalidade de receber o movimento rotativo do eixo de manivelas, por meio da engrenagem, e transmiti-lo ao eixo de cames propriamente dito. Nos motores de 4 tempos, possui o dobro do nmero de dentes da engrenagem do eixo de manivelas. J no caso dos motores de 2 tempos, possui o mesmo nmero de dentes da engrenagem do referido eixo. Eixo de cames - uma pea dotada de cames ( excntricos ), com a finalidade de acionar as vlvulas de aspirao e de descarga do motor por meio do tucho, da vareta e do balancim. Mais tarde, veremos que esse eixo pode possuir outra came, normalmente posicionada entre as duas da figura, com o propsito de acionar a bomba injetora individual de cada cilindro, como ocorre nos motores de mdio e de grande porte. Tuchos - so peas que trabalham em contato com as cames, transmitindo o movimento das mesmas s varetas. Nos motores de mdio e de grande porte, costumam possuir rodetes para reduzir o atrito com a came.

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Varetas - a pea que trabalha com uma de suas extremidades em contato com o tucho e a outra em contato com uma das extremidades do balancim. A vareta transmite ao balancim o movimento alternado produzido pela came, devido ao seu formato excntrico. Balacim - uma pea que, articulando no eixo, fixo ao seu suporte, recebe o movimento da vareta e o transfere vlvula de admisso ou de descarga. O balancim possui em uma de suas extremidades um parafuso com porca para permitir o ajuste da folga entre a sua outra extremidade e o topo da haste da vlvula, quando a mesma encontra-se totalmente fechada. Essa folga visa prevenir a vlvula contra os efeitos da dilatao trmica causada pelo calor dos gases da combusto. Se no houvesse essa folga, a dilatao linear da sua haste no deixaria que ela fechasse completamente, chegando inclusive a impedir o funcionamento do motor por falta de compresso suficiente. Valvula de admisso - a pea que serve de porta de entrada do ar (no cilindro do motor Diesel), ou da mistura ar+combustvel (no cilindro do motor Otto). Para permitir um bom enchimento do cilindro, normalmente ela se apresenta com o dimetro externo do seu disco maior do que o da vlvula de descarga. A sua haste trabalha dentro de uma guia, geralmente substituvel. Vlvula de descarga - a pea que serve de porta de sada dos gases da combusto do interior do cilindro do motor. A exemplo da vlvula de admisso, construda em ao especial e sua haste trabalha em uma guia, normalmente substituvel. Apresenta normalmente um disco com dimetro externo menor do que o da vlvula de admisso. Isso possvel porque a velocidade de escoamento dos gases da combusto atravs dela relativamente grande, devido razovel presso ainda existente nos mesmos por ocasio da sua abertura. Estando mais sujeita ao calor dos gases da combusto do que a vlvula de admisso, a folga entre o topo de sua haste e a extremidade do balancim, normalmente maior do que a da vlvula de admisso. Entenda agora que, quando qualquer uma das vlvulas est fechada, o seu respectivo tucho est trabalhando na parte do crculo base que gerou a came. Quando ela est em processo de abertura ou fechamento, sinal de que a parte excntrica da came que est atuando nos tuchos. Algo importante a considerar no funcionamento de ambas as vlvulas, que cada uma delas, no seu devido tempo, aberta pela ao do balancim a partir do movimento da came; j o fechamento feito pela ao de sua(s) mola(s), enquanto vai cessando a ao do balancim sobre o topo da sua haste.

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9-SISTEMA DE ARREFECIMENTO. Um motor moderno, em geral, aproveita somente algo em torno de 30% da energia do combustvel para o movimento. Os outros 70% so eliminados atravs de calor. Isto varia de um modelo de motor para outro, ou mesmo de um mesmo motor com verses turbo-alimentadas e ps-arrefecidas. A parte da energia do combustvel transformada em calor no interior do motor deve ser dissipada para manter o motor a uma temperatura de trabalho ideal, onde maior eficincia e durabilidade so obtidas. O sistema de arrefecimento o responsvel pela troca de calor do motor com o meio ambiente, regulando sua temperatura de trabalho. O calor transmitido ao fluido de arrefecimento que circula no bloco e cabeotes do motor e posteriormente dissipado para o ambiente ao passar pelo radiador. Um bom funcionamento do sistema de arrefecimento de suma importncia, pois performance, vida dos componentes internos e consumo de combustvel so afetados quando o motor opera fora da faixa de temperatura recomendada.

Fig.62- Sistema de arrefecimento.

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9.1-AGUA DE REFRIGERAA. A gua do sistema de refrigerao do motor deve ser limpa e livre de agentes qumicos corrosivos tais como cloretos, sulfatos e cidos. A gua deve ser mantida levemente alcalina, com o valor do PH em torno de 8,0 a 9,5. Qualquer gua potvel que se considera boa para beber pode ser tratada para ser usada no motor. O tratamento da gua consiste na adio de agentes qumicos inibidores de corroso, em quantidade conveniente, geralmente por meio de um filtro instalado no sistema, conforme recomendado pelo fabricante. A qualidade da gua no interfere no desempenho do motor, porm a utilizao de gua inadequada, a longo prazo, pode resultar em danos irreparveis. A formao de depsitos slidos de sais minerais, produzidos por gua com elevado grau de dureza, que obstruem as passagens, provocando restries e dificultando a troca de calor, so bastante freqentes. gua muito cida pode causar corroso eletroltica entre materiais diferentes. O tratamento prvio da gua deve ser considerado quando, por exemplo, for encontrado um teor de carbonato de clcio acima de 100 ppm ou acidez, com PH abaixo de 7,0. O sistema de arrefecimento, periodicamente, deve ser lavado com produtos qumicos recomendados pelo fabricante do motor. Geralmente recomendado um "flushing" com soluo a base de cido oxlico ou produto similar, a cada determinado numero de horas de operao. 9.2-BOMBA D AGUA. A tendncia natural de circulao da gua, chamada de efeito termo-sifo, ocorre naturalmente. Quando ela aquecida, fica mais leve e por si s procura o ponto mais alto do motor subindo do bloco para o cabeote e em seguida, para o radiador por intermdio da mangueira.

Fig.63-Bomba dagua. A bomba d'gua responsvel pelo auxlio nesta circulao de gua em todo sistema de arrefecimento do motor. O acionamento da bomba d'gua feito pela rvore de manivelas por intermdio da correia ou por engrenagem.

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BOMBA D GUA

Fig.64-Bomba dagua vista em corte. 9.3-TANQUE DE EXPANSO. um reservatrio incorporado ao sistema de arrefecimento, com a finalidade de receber o volume de gua proveniente da expanso pelo aquecimento e de reintegrar esta gua ao sistema, quando da contrao do volume pelo

1- RADIADOR 2-DRENO 3-TUBULAO 4-RESERVATORIO DE EXPANSO. 5-ALETAS DE REFRIGERAO

Fig.64-Radiador e reservatorio de expanso.

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9.4-RADIADOR. um reservatrio de gua, composto de aletas, conhecidas por colmias, que formam uma grande superfcie de dissipao do calor. O radiador feito de metais para a dissipao rpida de calor.

Fig.65-Radiador.

9.5-TERMOSTATO. A funo da vlvula termosttica a de controlar a temperatura do motor. Elas possuem um bulbo com cera que se expande ou contrai em funo da temperatura do fluido que a envolve.

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Fig.66-Termostato. Este bulbo com cera controla mecanicamente a vlvula que abre e fecha a passagem do fluido de arrefecimento do motor entrada da bomba d'gua, ou ao radiador. Quando o fluido de arrefecimento atinge a temperatura de trabalho, a vlvula abre e o fluxo passa para o radiador. A vlvula termosttica exerce duas tarefas muito importantes:BLOQUEIO DO LIQUIDO DE ARREFECIMENTO PARA O RADIADOR

RADIADOR

Fig.-termostato

PASSAGEM DO LIQUIDO DE ARREFECIMENTO PARA O RADIADOR

RADIADOR

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1- Quando fechada acelera o processo de aquecimento do motor at a temperatura ideal de funcionamento, impedindo a circulao de gua pelo radiador. Neste caso a gua circuIa somente entre a bomba, bloco, cabeote e novamente a bomba.

Fig.67-Valvula fechada.

2- Mantm a temperatura do motor em nvel ide al para o bom funcionamento, isto , a temperatura mantida entre 800 a 120C, atrav s da regulagem da abertura e fechamento da passagem para o radiador.

Fig.68 Vlvula aberta.

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9.6-VENTILADOR. Situado junto ao radiador, este componente em forma de espiral, fora a passagem do ar pelas aletas, acelerando o processo de troca do calor. O acionamento do ventilador pode ser por embreagem viscosa, motor eltrico, polia eletromagntica, simplesmente por polia e correia.

Fig.69 a - Ventilador Para maioria dos equipamentos acionamento hidrulico. fora-de-estrada utiliza-se ventiladores de

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Fig.69 b Ventilador de acionamento hidrulico. 9.7-TAMPA PRESSURIZADORA. Pode estar localizada no prprio radiador ou no tanque de expanso. provida de duas vlvuIas: 1 - Com a funo de formar presso no sistema de arrefecimento acima da presso at mosfrica, provocando assim a elevao da temperatura da ebulio d'gua. Isto faz com que a gua ferva a temperaturas superiores a 100OC independente da altitude geogrfica da regio. 2 - Com a funo de respiro para equilibrar a presso interna na queda da temperatura do motor. Durante a noite, em repouso, o motor vai se esfriando e a gua do sistema se contrai, diminuindo de volume. Neste momento a vlvula permite a entrada de ar. Caso isto no acontea, ocorrer a restrio dos dutos do radiador, pela formao de vcuo no sistema, alm de rompimento de juntas e mangueiras.

Fig.70 -Tampa pressurizadora. 10.-CONCEITOS BASICOS DE UM MOTOR. 10.1-TORQUE. O torque de um motor de combusto interna, que varia conforme sua curva de torque, o resultado do produto da fora atuante sobre o pisto pelo raio projetado do virabrequim. O torque geralmente expresso em m.kgf e indicado juntamente com a rotao em que foi medido. O torque mximo de um motor, que ocorre a determinada rotao, inferior ao torque que ocorre em sua rotao mxima. Para um automvel, a rotao de torque mximo importante de ser conhecida para identificao dos momentos ideais de mudana de marcha, aproveitando o torque mximo do motor, com melhor rendimento e economia de combustvel. Para verificar o torque em cada situao de rotao, necessrio consultar a curva de torque do motor. 10.2-POTENCIA. Um motor converte a energia qumica do combustvel em trabalho. A potncia o trabalho desenvolvido pelo motor, em uma determinada unidade de tempo. A 72

potncia de um motor usualmente expressa em Watts ou em CV (cavalo Vapor), onde 1 CV 736 Watts. De posse do torque e em que rotao ocorre, possvel determinar a potncia desprendida pelo motor naquele instante, bastando multiplicar o torque pelo RPM. A potncia de um motor em algumas literaturas estrangeiras expresso em PS - vem do alemo Pferdestrke, e significa Cavalo Vapor, tendo a mesma grandeza do CV. A potncia mxima de um motor ocorre a determinada rotao pouco inferior a rotao mxima admitida pelo mesmo. Esses valores so fornecidos pelo fabricante ou aferidos em dinammetro. Para determinar a potncia em outros regimes de giro, basta consultar a curva de potncia do motor, ou submet-lo ao dinammetro.

Fig.71-Grafico de funcionamento de um motor de combusto interna. 10.3- CURVAS DE PONTENCIA E TORQUE. O grfico (Fig. 71) identifica os diversos regimes de funcionamento de um motor, identificando o torque e potncia mximos. As curvas de potncia e torque so geradas com o uso de dinammetros, que submetem o motor aos diversos regimes. No dinammetro o motor submetido a cargas e rotaes controladas, podendo simular diversas condies de funcionamento. No aparelho so monitorados diversos parmetros de funcionamento, como temperatura do motor, presso de leo lubrificante, consumo de combustvel, dentre outros veja Fig. 72.

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Fig.72-Dinamometro.

10.3-CILINDRADA. Representa o somatrio dos volumes internos dos cilindros do motor, conforme se v na Fig. 2.3. Assim, um motor que possui 4 cilindros, onde cada um tem o volume de 250 cm3, possui a cilindrada de 1.000 cm3, ou 1.0 litro. A cilindrada representa a quantidade de mistura ar combustvel que o motor consegue conter em seus cilindros. A cilindrada expressa em centmetros cbicos ou, comercialmente, em litros. Geralmente a cilindrada de um motor aproximada para o nmero inteiro superior mais prximo para simplificao.

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Fig.73 - Cilindrada. Potncia especfica um valor de referncia para comparao entre a eficincia de motores. encontrado dividindo-se a potncia mxima do motor (em CV) pela cilindrada em litros. Taxa de compresso Especifica quantas vezes a mistura comprimida durante a fase de compresso. A taxa de compresso calculada em funo da relao entre o volume total (cmara de combusto + volume deslocado pelo pisto) e volume da cmara. O rendimento de um motor proporcional sua taxa de compresso, porm esta limitada capacidade do combustvel resistir compresso, medida pela octanagem. As taxas variam conforme o combustvel utilizado. Motores gasolina - entre 9:1 e 11:1; Motores lcool e gs natural veicular (GNV) - cerca de 12:1; Motores a Diesel em torno de 20:1. Os motores equipados com compressor ou turbo possuem a taxa de compresso menor devido ao maior enchimento dos cilindros provocada por esses dispositivos. Nesse caso a taxa reduzida para evitar problemas de detonao causados por excesso de compresso da mistura. Para determinar a taxa de compresso de um motor, faz-se a seguinte diviso:

10.4 EFICIENCIA VOLUMETRICA. Quanto maior a quantidade de ar admitido, maior a potncia que pode ser fornecida por um mesmo motor na mesma rotao. A relao entre o ar admitido e o

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volume deslocado pelos pistes indicado como a eficincia volumtrica de um motor ( %).

Onde, Q Quantidade de ar admitido em litros por minuto; N Rotao do motor em rpm; Vh Volume deslocado em cm3; Z nmero de cilindros. O fator 0,5 deve-se ao fato de que, em um motor 4 tempos, o ar admitido apenas uma vez em cada rotao do virabrequim. 10.5 RENDIMENTO DE UM MOTOR. a relao entre a potncia mecnica fornecida pelo motor no eixo virabrequim e a que lhe disponibilizada pelo combustvel durante o seu funcionamento. O motor de combusto interna aproveita apenas uma pequena parcela da energia resultante da queima do combustvel. Uma unidade a gasolina, por exemplo, tem a seguinte distribuio 1: 35% - calor retirado atravs dos gases de escapamento; 32% - Calor dissipado pelo sistema de arrefecimento; 8% - Atritos internos decorrentes do funcionamento do motor; 25% - Energia mecnica efetivamente disponvel no volante do motor. O motor Diesel possui um rendimento superior, podendo passar dos 35%. Isso se deve maior taxa de compresso do mesmo.

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10.6 RELAO AR COMBUSTIVEL(RAC). A mistura admitida por um motor de combusto interna s queimar em uma determinada faixa de relao. Essa relao, denominada relao ar combustvel, define a relao de peso entre o ar e o combustvel admitido.

Onde, Q quantidade de ar admitida em litros por minuto; - peso especfico do ar; b quantidade de combustvel consumido em cm3; t - tempo de consumo de combustvel em segundos; r peso especfico do combustvel. Q quantidade de ar admitida em litros por minuto; - peso especfico do ar; b quantidade de combustvel consumido em cm3; t - tempo de consumo de combustvel em segundos; r peso especfico do combustvel. A relao ar combustvel possvel de ser queimada em um motor na prtica varia de 8:1 a 21:1 (rica e pobre, respectivamente). Peso especfico do ar uma unidade que expressa o peso do ar por unidade de volume em Kg/m3. O valor varia em funo da presso e temperatura do ar:

Onde, Po Presso atmosfrica em mmHg; Td Temperatura da atmosfera em bulbo seco (C). 2.9.1 - Relao ar combustvel terica Quando o combustvel queima na presena de ar, a quantidade deste pode ser calculada. A relao de peso ar combustvel calculada denominada relao terica. Supondo que a gasolina composta unicamente por hexano (C6H14), a quantidade de ar necessria para queimar 1 Kg de combustvel calculada. O ar composto por aproximadamente 79% de Nitrognio (N2) e 21% de oxignio (O2); A relao de massa do N2 e O2 no ar 77% : 23%. Uma vez que,

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Massa molecular do N2 14 x 2 = 28 Massa molecular do O2 16 x 2 = 32 28 A massa de N2 ser 0,79 x = 0,369 28 + 32 32 A massa de O2, por sua vez ser 0,21 x = 0,112 28 + 32 Conseqentemente, 0,369 = 0,767 A relao de massa do N2 no ar 0,369 + 0,112 0,112 = 0,233 A relao de massa do O2 no ar 0,369 + 0,112 Quando ocorre a queima completa do combustvel, a reao a seguinte: C6H14 + 9,5O2 = 6 CO2 + 7 H2O 6x12 + 14x1 = 86 9,5x2x16 = 304

A quantidade de ar necessria para queimar completamente 1 Kg de combustvel X Kg: 86:304 = 1:X X = 3,53Kgs A relao de masa de Nitrognio e Oxignio 7:23, e a quantidade de nitrognio necessria Y Kg. 77:23 = Y:3,53 Y = 11,8 Kgs

Finalmente, a quantidade de ar necessria ser igual a : X + Y Kgs = 3,53 + 11,8 = 15,33 (relao terica) Essa relao tambm conhecida como razo estequiomtrica, considerando uma queima completa com gasolina pura. No Brasil, o uso de uma mistura de cerca de 22% gasolina, faz com que a razo estequiomtrica fique em 13,8:1.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

INTERNET: http://www.jornalmotor.com.br/manutencao/materias/turbo.html http:// www.omecanico.com.br http:// www.oficinabrasil.com.br http:// www.joseclaudio.eng.br http:// www.webmecauto.com.br LIVROS: Livro do mecnico e eletricista do automvel Editora HEMMUS. APOSTILAS : MWM Motores diesel bsico. Motor de combusto interna SENAI/CIMATEC MANUAL DO FABRICANTE : MWM Motor Sprint.

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MWM Motor ACTEON. MWM Motor 229.

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