of 244/244
1 A BÍBLIA DO CARRO "Copyright (C) 2001-2002 - Direitos reservados e registrados pelo escritor Paulo G. Costa"

Mecanica automotiva

  • View
    144

  • Download
    27

Embed Size (px)

Text of Mecanica automotiva

  • 1

    A BBLIA DO CARRO

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

  • 2

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

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

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

  • 3

    Basico

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

  • 4

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

  • 5

    Tempo de exploso

  • 6

  • 7

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

  • 8

  • 9

  • 10

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

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

  • 11

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

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

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

  • 12

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

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

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

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

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

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

  • 13

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

  • 14

    Cabeote

  • 15

    Podem surgir rachaduras no bloco, em conseqncia da presso causada pelo aumento de volume da gua ao congelar, ou eboluir. Por vezes, essa dilatao pode chegar a desalojar os selos que vedam os furos resultantes da fundio. Os cilindros podem ser dispostos numa s fila em sentido longitudinal (motores em linha), em duas filas, formando um ngulo entre si (motores em V), ou horizontalmente e em duas filas, uma de cada lado do virabrequim (motor de cilindros horizontais opostos). Nos motores de 4 e 6 cilindros estes, na sua maioria, esto dispostos em linha. Quanto maior for o nmero de cilindros de um motor, mais suave ser o seu funcionamento, sobretudo a baixa rotao. Na maioria dos automveis de grande cilindrada (6 ou 8 cilindros) recorre-se disposio em V. So poucos, em termos de porcentagem, os motores que utilizam o sistema de cilindros horizontais opostos.

    As vlvulas de escape so elementos sujeitos, em todos os motores, a solicitaes trmicas realmente elevadas. Os fabricantes, ao projetarem os cabeotes e as cmaras de compresso, levaram em considerao esse problema, contornando-o mediante uma rgida refrigerao da zona do cabeote onde esto inseridas as guias de vlvulas e aumento tambm a reas de assento da cabea da vlvula no cabeote para facilitar, assim, a transmisso trmica. E, mesmo assim, em motores de alta performance, o problema continua sendo difcil e nem sempre de soluo possvel, ainda que se empreguem os melhores materiais e tratamentos na fabricao de vlvulas. As vlvulas refrigeradas a sdio constituem a resposta da tcnica a este problema. A diferena das vlvulas normais, que so macias, as refrigeradas a sdio so ocas, abrigando em seu interior uma determinada quantidade de sdio. Quando a cabea da vlvula esquenta, o sdio existente no interior da haste se funde e circula ao longo de toda a cavidade da vlvula transportando eficazmente o calor desde a cabea da vlvula at o p da mesma. As vlvulas refrigeradas a sdio permitem reduzir a temperatura na cabea de cerca de 800C, valor normal em vlvulas convencionais, a at menos de 600C.

    Comando de vlvulas A distribuio, ou seja, o sistema de comando das vlvulas concebido para que cada uma delas abra e feche no momento apropriado do ciclo de 4 tempos, se mantenha aberta o perodo de tempo necessrio para possibilitar uma boa

  • 16

    admisso da mistura gasosa, a completa expulso dos produtos da combusto e funcione suave e eficientemente nos mais variados regimes de rotao do motor.

    H vrios processos para atingir estes objetivos. No sistema de balancins acionados por hastes impulsoras os tuchos recebem movimento de uma rvore de comando de vlvulas situada no interior do bloco. O virabrequim aciona a rvore de comando de vlvulas por intermdio de uma corrente, ou por um conjunto de engrenagens ou ainda por correia dentada, numa relao 2:1, ou seja, enquanto o virabrequim d duas voltas, a rvore de comando das vlvulas completa uma. Para um bom funcionamento, as vlvulas devem, ao fechar, ajustar-se perfeitamente s suas sedes. Para tal, deve existir uma folga entre a vlvula fechada e o seu balancin. Esta folga, que normalmente maior na vlvula de escapamento do que na de admisso, tem em conta a dilatao da vlvula quando aquecida.

  • 17

    O sistema de ignio deve soltar uma fasca em cada vela no momento preciso, de acordo com a distribuio que faz abrir e fechar as vlvulas no momento exato. O distribuidor, que funciona sincronizado com as vlvulas, tem por funo distribuir a corrente de alta tenso at s velas e normalmente acionado por engrenagens a partir da rvore de comando ou do vilabrequim. Os motores mais modernos no possuem distribuidores e esse sistema se faz eletronicamente. A rvore de comando das vlvulas est assentada no bloco sobre trs ou cinco apoios. Os excntricos da rvore de comando das vlvulas esto dispostos de modo a assegurar a ordem de ignio. Os projetistas de motores buscam a reduo do peso dos componentes da distribuio, a fim de obter um aumento de durao e rendimento em motores funcionando a elevados regimes de rotao. Com este objetivo, utilizam uma ou duas rvores de comando de vlvulas no cabeote. Nas verses mais modernas com 16 e24 vlvulas pode-se utilizar at mais comandos. A ao destas rvores de comando das vlvulas sobre as vlvulas logicamente mais direta, dado que nela intervm menos peas do que no sistema de rvore de comando das vlvulas no bloco. Um processo simples de transmitir o movimento do virabrequim rvore de comando das vlvulas no cabeote consiste na utilizao de uma corrente, contudo, uma corrente comprida ter tendncia a vibrar, a no ser que apresente um dispositivo para mante-la tensa. Na maior parte das transmisses por corrente utiliza-se, como tensor (esticador), uma tira de ao comprida ligeiramente curva, por vezes revestida de borracha. Uma mola helicoidal mantm o tensor de encontro corrente. Um outro tipo de tensor consiste num calo de borracha sinttica ligado a um pequeno pisto sujeito a uma ao de uma mola acionada por presso de leo. Tambm se utiliza um brao em cuja extremidade se encontra uma engrenagem dentada livre (ou louca) que engrena na corrente, mantendo-a esticada por uma mola. Alguns automveis de competio apresentam transmisses por engrenagens entre a rvore de comando de vlvulas e o virabrequim. Estes tipos de transmisso so, contudo, muito ruidosos. Uma das transmisses mais recentes para rvores de comando de vlvulas no cabeote utiliza uma correia exterior dentada de borracha. Este tipo de correia, normalmente isento de lubrificao, fabricado com borracha resistente ao leo. Embora tenha sido usual o emprego de balancins junto rvore de comando para acionar as vlvulas, tendncia atual eliminar os balancins e colocar as vlvulas diretamente sob a ao dos eixos excntricos. Algumas rvores de comando de vlvulas no cabeote utilizam tuchos hidrulicos, que so auto regulveis e funcionam sem folga, sendo assim eliminado o rudo caracterstico de batimento de vlvulas. Um tucho hidrulico compe-se de duas partes, umas das quais desliza no interior da outra; o leo, sob presso, faz com que a haste aumente o comprimento e anule a folga quando o motor se encontra em funcionamento. MAIS DE DUAS VLVULAS POR CILINDRO O que h de mais moderno em sistemas de distribuio do comando de vlvulas, consiste na utilizao de 3, 4 e at 5 vlvulas por cilindro.

  • 18

    Quase sempre acionadas diretamente pelos prprios excntricos da rvore do comando de vlvulas, sem interveno dos balancins. Esta tcnica permite um abastecimento perfeito dos cilindros, especialmente em altas rotaes, o que se traduz em rendimento e baixo consumo.

    Disposies Um motor com um s cilindro a soluo mais simples de um motor a 4 tempos. Essa soluo no , contudo, adequada para um automvel, devido irregularidade do torque resultante de um s tempo de exploso em cada duas rotaes do virabrequim, o que provocaria vibraes.

    A irregularidade do torque pode ser compensada pela energia armazenada num volume pesado; tal soluo, porm, insuficiente para permitir que um motor a 4 tempos trabalhe suavemente a baixa rotao. No existe nenhum processo simples de contrabalanar o movimento alternativo de um motor de cilindro nico (monocilndrico).

    Para funcionar com maior suavidade, o motor deve possuir, no mnimo, 2 cilindros, ocorrendo assim uma exploso em cada rotao do virabrequim. Quase todos os automveis tm, pelo menos, 4 cilindros para que nos seus motores ocorra um tempo de exploso em cada meia rotao do virabrequim.

    Torque (binrio-motor) e equilbrio num motor de 4 cilindros em linha os tempos de exploso so igualmente espaados entre si, o que origina um binrio razoavelmente suave. A vibrao produzida , em grande parte, eliminada pelos apoios do motor, que so elsticos. O torque de um motor de 4 cilindros em V pode ser to regular como o de um motor de 4 cilindros em linha. Aquela disposio, porm, no permite um equilbrio to eficaz, seja qual for o ngulo formado pelos grupos de cilindros.

  • 19

    Assim o motor de 4 cilindros em V produz vibraes que tem de ser reduzidas mediante a incorporao de um eixo suplementar provido de contra peso, destinado a eliminar vibraes do conjunto.

    O motor de 4 cilindros horizontais opostos mais compacto e mais equilibrado que o motor em linha. Em certos modelos de automveis, contudo, as vantagens desta disposio so anuladas pelos problemas que ela levanta quanto dificuldade de acesso, em caso de reparaes. Os motores de 6 cilindros em linha proporcionam melhor equilbrio.

    O motor de 6 cilindros em V teoricamente menos suave do que o de 6 cilindros em linha, ambos, porm, so equivalentes no que se refere regularidade do binrio. O mesmo acontece com o motor de 6 cilindros horizontais opostos, que trabalha suavemente, mas dispendioso. O motor de 8 cilindros em V (V8) a mais utilizada das variantes de motores de 8 cilindros. Trata-se de um motor compacto e bem equilibrado, com um torque regular.

    Motor de 6 cilindros em linha

    O motor de 6 cilindros em linha, apesar de mais comprido e ligeiramente mais pesados que o motor de 4 cilindros em linha, apresenta duas vantagens principais: um binrio-motor que consideravelmente mais uniforme, devido sobreposio dos sucessivos tempos de exploso, e um melhor equilbrio mecnico, que reduz ao mnimo as vibraes. Este tipo de motor tem o virabrequim apoiado em 4 ou 7 mancais , o que proporciona grande resistncia e evita a flexo.

    Disposio de cilindros horizontais opostos

    Neste tipo de motor, os cilindros esto dispostos em duas filas, uma de cada lado do virabrequim Esta disposio permite montar um virabrequim mais curto que a de um motor de 4 cilindros em linha, bastando 3 pontos de apoio para a mesma. Um motor de 4 cilindros horizontais opostos mais aconselhvel, devido s suas formas e dimenses, para a traseira do automvel. Em qualquer motor de 4 cilindros com esta disposio, a uniformidade do torque aceitvel, quer nos

  • 20

    motores de 4 cilindros, quer nos de 6. Esta disposio permite um equilbrio mecnico excelente; o movimento de um componente num sentido equilibrado pelo movimento do componente homlogo em sentido contrrio.

    Trs tipos de motor em V

    Os motores em V apresentam, como principal vantagem o fato de o conjunto poder ser mais curto que o dos motores em linha, podendo, portanto, o seu virabrequim ser mais curto e, conseqentemente, mais rgido, o que permite ao motor trabalhar mais suavemente a elevado regime de rotao. O motor V8 necessita apenas de quatro mancais de biela desde que estes se encontrem dispostos de modo a formar entre si um ngulo de 90 e sejam suficientemente compridos para que em cada um possam trabalhar, lado a lado, duas bielas. A rvore de manivelas necessita de um mancal de apoio entre cada par de mancais de bielas. Os motores V6 no so de funcionamento to suave como os V8, que so extremamente bem equilibrados e proporcionam quatro exploses

    espaadas igualmente entre si em cada rotao do virabrequim.

    O motor V6 tem um mancal de biela para cada biela. Com um tempo de exploso em cada tero de rotao e com os mancais de biela dispostos a intervalos de 60 graus, o motor de funcionamento suave e de equilbrio razovel.

  • 21

    No motor V4 necessrio um eixo equilibrador adicional, que roda a metade do nmero de rotaes do virabrequim. Em outros modelos, o ngulo do V pode ser reduzido at cerca de 10 %.

    Cmaras de exploso O rendimento de um motor exploso depende, em grande parte, da forma das cmaras de exploso. Para ser eficaz, uma cmara de exploso, deve ser de tal modo compacta que a superfcie das suas paredes atravs das quais o calor se dissipa para o sistema de resfriamento seja mnima.

    Como regra, considera-se que a forma ideal de uma cmara de exploso seja esfrica, com o ponto de ignio situado no centro, que resultaria numa combusto uniforme da mistura gasosa em todas as direes e num mnimo de perda de calor atravs das paredes. Sendo tal forma impraticvel num motor de automvel, o conceito mais aproximado, neste caso, o de uma calota esfrica. As formas das cmaras de exploso, que habitualmente apresentam os motores de automveis, so de quatro tipos: hemisfrica, em banheira, em cunha (ou triangular) e aberta na cabea do pisto, todas elas com vlvulas na cabeote. Os tipos de cmara de vlvulas lateral ou de cabea em L e em F esto atualmente ultrapassados.

    A cabea hemisfrica utilizada principalmente em motores de elevado rendimento, j que a sua fabricao dispendiosa. Na maioria dos automveis atuais, as cmaras de exploso apresentam uma das quatro formas principais, compatveis com motores de alta taxa de compresso.

    O sistema de vlvula lateral utilizado nos primeiros automveis o mais econmico. Contudo, neste sistema, a forma da cmara limita a taxa de compresso a pouco mais de 6:1, valor muito baixo para se conseguir bom rendimento ou economia de gasolina. O sistema de cabea em F consiste numa combinao de vlvulas laterais e cabea. As vlvulas de escapamento so montadas no bloco do motor e as de admisso na cabea.

  • 22

    Uma das formas mais eficazes e viveis de cmara de exploso a clssica em calota esfrica, cuja base formada pela cabea do pisto. As vlvulas inclinadas formam entre si um ngulo de 90, ocupando a vela uma posio central entre ambas. Esta disposio, clssica pela sua simetria, encurta a distncia que a chama deve percorrer entre a vela e a cabea do pisto, assegurando uma boa combusto. utilizada em motores de elevado rendimento, sendo o ngulo entre as vlvulas inferior a 90. A cmara hemisfrica implica na utilizao de uma ou duas rvores de comando no cabeote ou ento de uma rvore de comando lateral com um complexo sistema de balancins e hastes impulsoras para o acionamento das duas filas de vlvulas. A sua frmula facilita a admisso da mistura gasosa que penetra no cilindro por um dos lados do motor e, a expulso dos gases da combusto, pelo lado contrrio. Tambm proporciona mais espao para os dutos de admisso de grande dimetro, podendo estes serem dispostos de modo que a mistura penetre na cmara facilmente e com a devida turbulncia.

  • 23

    O adequado fluxo de gases que as suas grandes vlvulas permitem, faz com que a cabea hemisfrica proporcione um notvel rendimento volumtrico, ou seja, um volume de mistura gasosa admitida igual ao volume do cilindro, sob determinadas condies atmosfricas. Contudo, devido tendncia atual para a fabricao de cilindros com maiores dimetros e cursos dos pistes mais reduzidos, as vlvulas de um motor comum em linha apresentam o dimetro suficiente para satisfazer as necessidades normais. Tais vlvulas no exigem rvores de comando ou balancins especiais, o que torna menos dispendioso na fabricao do motor. Cmaras de exploso em banheira e em cunha Para que a chama percorra um pequeno trajeto, so muito utilizadas, nos motores de vlvula na cabea, as cmaras de exploso em forma de banheira invertida e em cunha A cmara de exploso em banheira, de forma oval, apresenta as vlvulas de admisso e de escapamento colocadas verticalmente na parte superior e a vela na parte inclinada. Na cmara de exploso, em forma de cunha, as vlvulas encontram-se no lado inclinado, de maiores dimenses,

    situando-se a vela no lado mais curto. Ambas as cmaras de exploso permitem a instalao de uma nica rvore de comando lateral, com as hastes impulsoras para os balancins em linha. Em alguns motores, as vlvulas destas cmaras podem ser acionadas por uma nica rvore de comando no cabeote. Cmara aberta na cabea do pisto. Cmara aberta na cabea do pisto Existe um tipo de cmara moderno de exploso situado na cabea do pisto, pelo que, neste caso, o cabeote do motor se apresenta plano. Este tipo de cmara apropriado para taxas de compresso elevadas e utilizado principalmente em motores de competio, nos quais o dimetro do pisto superior ao seu curso. Quando o pisto sobe, na fase final do tempo de compresso, a borda superior do pisto provoca uma turbulncia, sob a forma de jato intenso na mistura gasosa da periferia do pisto para o centro da cmara, dando origem a uma excelente combusto sem detonao. A cmara, pelo fato de apresentar a forma de taa e se

    encontrar na cabea do pisto, conserva o calor contribuindo, desta forma, para uma mais rpida vaporizao da mistura. Vlvula lateral As cmaras de exploso, num motor de vlvulas laterais, no tm uma boa taxa de compresso que uma das condies

  • 24

    fundamentais para que se produza uma boa combusto. As vlvulas esto alinhadas num dos lados do cilindro situando-se, sobre estas, as cmaras de exploso. A parte superior da cmara forma um declive sobre o cilindro, dando origem a um pequeno espao entre a cmara e a cabea do pisto no P. M. S., formando uma pequena lmina de compresso.

    Mancais Os mancais so utilizados para reduzir o atrito e servir de apoio a todas as peas giratrias de um automvel, sejam estas eixos ou rodas sobre eixos.

    Os mancais dividem-se em dois tipos principais: os lisos que englobam os formados por duas meias buchas, capas, ou bronzinas, e as buchas e os rolamentos, que podem ser de esferas, de roletes ou de agulhas.

    Mancais de duas meias-buchas Um apoio para peas giratrias, quando constitudo por duas partes iguais, para facilidade de montagem, designado por mancal de duas meias buchas. Estes so de metal antifrico e tambm designados por capas ou bronzinas.

    Mancais de duas meias-buchas desmontveis As bronzinas do virabrequim so formados por duas partes iguais de ao revestido com metal antifrico. As bronzinas apresentam um sulco que permite a passagem de leo para as bronzinas das cabeas das bielas atravs do virabrequim. Cada bronzina tem forma semicircular e consiste numa carcaa de ao, revestida interiormente por uma liga de metal macio, com propriedades para reduzir o atrito. Os mancais de apoio do virabrequim esto alojados no bloco, situando-se os da biela nas cabeas das mesmas As bronzinas devem ter um slido e perfeito contato no seu alojamento nos mancais, no s para garantir o seu apoio, como tambm para que o calor gerado pela frico se dessipe da bronzina, por conduo evitando assim o sobre-aquecimento. O revestimento interior da capa pode ser composto por vrias ligas metlicas, como por exemplo, o metal branco, a liga de cobre-chumbo ou estanho-alumnio.

  • 25

    Uma das extremidades do virabrequim est submetida ao impulso proveniente da presso da embreagem e, em alguns casos, da reao resultante das engrenagens que movem os rgos auxiliares. Se este impulso no fosse controlado causaria deslocamentos axiais no virabrequim o que, alm de originar rudos, provocaria desgastes. Para eliminar tal inconveniente, um dos apoios do virabrequim rodeado por arruelas axiais de encosto, normalmente conhecidas por meias-luas do virabrequim, constitudas por finos segmentos de ao revestidos de metal antifrico, que mantm o virabrequim na sua posio, anulando por encosto qualquer reao evidente deslocao axial. Uma bomba faz com que o leo circule, sob presso, por uma srie de canais existentes no bloco e penetre nos mancais do virabrequim atravs de um orifcio aberto em cada bronzina. Este orifcio comunica com um sulco existente em torno da face interior da bronzina, atravs do qual o leo distribudo. Parte do leo sob presso penetra pelos furos abertos no virabrequim e lubrifica os mancais das bielas. A folga entre o eixo e os apoios, que nunca deve exceder 0,1 mm, variando para menos conforme o fabricante, regula a circulao de leo e, em grande parte, a quantidade de leo impulsionada para os pistes e cilindros. O orifcio por onde penetra o leo que lubrifica um mancal situa-se prximo do ponto onde a presso exercida sobre esta mnima, isto , no local onde maior a folga entre o mancal e o eixo. Ao rodar, o eixo arrasta o leo em volta do mancal formando um calo de leo. A presso autogerada no calo de leo bastante superior presso resultante da ao da bomba de leo nas tubulaes de alimentao, evitando assim o contato das superfcies metlicas entre si, mesmo quando o mancal sujeito a elevadas cargas. Mancais de bucha cilndrica Os mancais lisos, quando constitudos por um cilindro formado por uma s pea, so designados simplesmente por buchas. So utilizados, por exemplo, nos balancins e nos ps das bielas As buchas mais simples so totalmente fabricadas do mesmo metal ou liga, normalmente o bronze. A bucha montada com interferncia, ou seja, introduzida sob presso no seu alojamento. Se a alimentao de leo no for suficiente, a bucha cilndrica pode ser revestida com uma matria plstica como, por exemplo o teflon. Em certos casos, so utilizadas buchas de metal poroso e outros materiais anti frico. Rolamentos Os rolamentos de esferas, de roletes ou de agulhas so, entre todos os apoios, o de menor coeficiente de atrito sendo, no entanto, tambm os de preo mais elevado. So utilizados em rgos auxiliares dos motores de automveis como a bomba de gua e o alternador e, em alguns motores de competio como tambm em sistemas de transmisso para rvores de comando no cabeote.

    Motor diesel Enquanto no motor a gasolina - mistura gasosa ar-gasolina - inflamada por meio de uma fasca eltrica produzida pela vela de ignio, no motor a Diesel no existem velas de ignio e a gasolina substituda por leo Diesel.

  • 26

    A ignio, num motor a Diesel, provocada pela compresso, que faz elevar a temperatura do ar na cmara de combusto de tal modo que esta atinja o ponto de auto-inflamao do combustvel. O leo Diesel, que se vaporiza menos que a gasolina, no introduzido na cmara de combusto sob a forma de mistura com ar, mas sim injetado sob alta presso por meio de um injetor. Na cmara de combusto, o leo diesel inflama-se em contato com o ar aquecido por efeito da forte compresso. Uma bomba acionada pelo prprio motor fornece o leo diesel a cada injetor em determinadas quantidades e sob elevada presso. O acelerador regula a quantidade de combustvel fornecido pela bomba e, conseqentemente, a potncia gerada no motor. As vantagens dos motores a Diesel residem no seu maior rendimento (que resulta numa reduo nos custos do combustvel), na sua maior durao e na diminuio dos custos de manuteno. Entre as desvantagens deste tipo de motor, esto includos um elevado preo, maior peso, a vibrao que produz baixa rotao, o cheiro do combustvel queimado, o rudo superior ao provocado por um motor a gasolina e uma menor capacidade de acelerao. Num motor de automvel a gasolina mdio, a mistura gasosa sofre uma compresso que reduz o seu volume a cerca de um nono do seu valor inicial, o que corresponde a uma relao ou taxa de compresso 9:1. num motor a Diesel esta relao pode atingir o valor de 22:1, de modo a aumentar a temperatura do ar. Nas cmaras de combusto do motor a Diesel, muito menores que as de um motor a gasolina, a taxa de compresso, sendo mais elevada, resulta num aumento de rendimento pois maior a converso da energia calorfica em energia mecnica; alm disso, verificam-se menos perdas de calor nessas cmaras. Cada cilindro num motor a Diesel apresenta um injetor que assegura o fornecimento de combustvel na quantidade correta e no devido momento. Uma bomba, que gira a metade do nmero de rotaes do virabrequim, impulsiona o

  • 27

    combustvel para os injetores e destes para as cmaras de combusto, segundo a ordem de ignio.

    Sistema de Alimentao A funo da carburao A carburao desempenha um papel essencial ao permitir que o motor do automvel arranque facilmente, tenha uma boa e progressiva acelerao, funcione economicamente, d o mximo rendimento e no morra.

    Em resumo, a sua funo consiste em misturar homogeneamente uma determinada quantidade de gasolina com outra de ar formando uma mistura gasosa e fornecendo uma proporo adequada desta mistura pulverizada ou atomizada a cada cilindro para sua combusto. O processo completo da carburao tem incio quando a gasolina se mistura com o ar e termina quando ocorre a sua combusto (exploso) nos cilindros. Assim os carburadores, o coletor de admisso, as vlvulas de admisso e mesmo as cmaras de exploso e os pistes intervm na carburao.

    Na alimentao do carburador interferem os seguintes elementos: um tanque de combustvel colocado distncia, uma bomba que aspira a gasolina do tanque e a envia ao depsito de nvel constante, ou cuba, do carburador e vrios filtros montados no circuito que impedem a entrada de impurezas, que teriam interferncia, no s no carburador como na bomba.

    Relao da mistura ar-gasolina Regra geral, a completa combusto da mistura assegurada quando a sua relao em peso de quinze partes de ar para uma de gasolina a mistura correta.

    Contudo, esta relao em peso ar-combustvel no proporciona a potncia mxima nem, em geral, a mxima economia. O arranque, em tempo frio, poder exigir uma mistura composta por uma parte de ar para uma parte de gasolina enquanto que, para obter o mximo de economia e uma velocidade constante e no excessiva velocidade cruzeiro , necessria uma mistura menos rica, como seja a dezesseis partes de ar para uma de gasolina, o que se supe a mxima economia possvel para tal velocidade. A mistura dever satisfazer as vrias condies de funcionamento do motor, ou seja: rica, para o arranque; menos rica para pequenas velocidades e ralenti; pobre, para um funcionamento econmico a velocidade moderada; mais rica para aceleraes e velocidades elevadas.

  • 28

    Os produtos resultantes da combusto da mistura gasosa incluem o monxido de carbono (altamente txico), o anidrido de carbnico, hidrocarbonetos e xidos de azoto. A proporo destes nos gases de escapamento depende da mistura.

    Gasolina Os aditivos elevam o ndice de octana A gasolina deve reunir um certo nmero de caractersticas para poder ser utilizada como combustvel no motor do automvel. Deve ser voltil (isto , deve vaporizar-se facilmente), a fim de permitir um arranque fcil em tempo frio e um aquecimento rpido do motor sem excessiva utilizao do afogador. Contudo, no deve ser demasiado voltil para no se vaporizar to rapidamente que se torne antieconmica e d origem formao de bolhas de vapor que podem impedir a passagem da gasolina. A gasolina deve ainda ser resistente detonao, que se manifesta por um rudo caracterstico denominado grilar ou batida de pino, estar isenta de impurezas e no ter tendncia para a sedimentao.

  • 29

    A detonao ocorre quando a gasolina apresenta um ndice de octana demasiado baixo para a taxa de compresso do motor. Praticamente qualquer falha que provoque uma elevao da temperatura do motor acima da temperatura normal de funcionamento indica a necessidade de utilizao de gasolina com maior ndice de octana. Riqueza da mistura Para uma boa combusto, a proporo em peso de ar e gasolina deve ser de aproximadamente 15:1, ou sejam quinze partes de ar para uma de gasolina. Esta mistura permite uma combusto completa com um mnimo de desperdcio, porm, para um funcionamento econmico a uma velocidade cruzeiro a mistura poder ser mais pobre 16:1. Para maior potncia (com acelerador a fundo), ser necessrio enriquec-la para 12:1, e, para o arranque em tempo frio, para 1:1. Quando uma mistura demasiada rica pelo fato de a proporo de gasolina ser superior adequada, ou demasiado pobre, pode no inflamar. Se o motor morre por afogamento causado por misturas demasiadas ricas, como acontece quando se utiliza em excesso o afogador, deve-se pressionar o acelerador a fundo e ligar o motor de arranque sem tirar o p do acelerador at o motor pegar. Deste modo o excesso de combustvel ser expulso pelo escapamento. Se, pelo contrrio, o acelerador for pressionado

  • 30

    vrias vezes ser mais difcil conseguir fazer que o motor pegue, pois a mistura torna-se ainda mais rica. A condensao da umidade ocorre no interior de todos os tanques de gasolina, especialmente nos dos automveis que ficam sujeitos s baixas temperaturas noturnas aps terem estado expostos ao calor do sol durante o dia. A condensao mnima verifica-se nos tanques subterrneos dos postos de abastecimento, pouco afetados pelas variaes de temperatura do ar. Quando um automvel estaciona, ao fim do dia, est normalmente quente; medida que arrefece, o ar contendo umidade aspirado pelo tanque de gasolina. Verifica-se ento a condensao e as gotas de gua, mais pesadas que a gasolina, descem para o fundo do tanque, originando a sua corroso. sempre aconselhvel encher o tanque antes que o nvel de gasolina esteja demasiado baixo, a fim de evitar que a gua ou as impurezas que eventualmente existam no fundo sejam aspiradas pelo sistema de alimentao. Se o automvel tiver de permanecer parado durante muito tempo, deve-se esvaziar a gasolina da bomba e do carburador para evitar a formao de depsitos que podero entupir o sistema de alimentao. O ndice de octana de uma gasolina denomina-se comparando-a com uma mistura de dois derivados lquidos do petrleo num motor de teste de laboratrio. Um dos derivados a isoctana apresenta uma grande resistncia detonao, enquanto a heptana tem uma resistncia bastante menor. Diz-se que uma gasolina tem um ndice de octana de 90 se tiver as mesmas propriedades antidetonantes no motor de teste laboratorial que a mistura de 90 partes de octana com 10 partes de de heptana. A taxa de compresso do motor de teste pode ser regulada enquanto este trabalha, podendo obter-se um ponto exato de detonao para qualquer tipo de gasolina. No Brasil as caractersticas de gasolina vendida ao pblico so fixadas por lei. A gasolina consiste numa mistura complexa de hidrocarbonetos, sendo o seu ndice de octana uma das muitas caractersticas que afetam o seu nos motores; essas caractersticas variam durante o armazenamento sendo, portanto, conveniente recorrer a postos de gasolina de grande movimento aonde o combustvel permanece armazenado por muito pouco tempo. O ndice de octana de que o motor necessita tambm varia com o tempo de funcionamento e quilometragem deste, devido progressiva acumulao de carvo nas cmaras de exploso e outros fatores. aconselhvel seguir as recomendaes do fabricante do automvel quanto ao ndice de octana da gasolina a ser utilizada. No h vantagens em usar uma gasolina com um ndice superior ao necessrio, embora tambm no haja desvantagens, a no ser o preo mais elevado daquela. Formao de vapor e gelo A alimentao de combustvel ao motor pode ser dificultada em tempo quente pela formao de vapor, que ocorre no sistema de alimentao quando este est demasiado quente -impedindo que a bomba fornea o combustvel ao carburador. As vezes, a gasolina entra em ebulio na cuba do carburador aps a parada do motor, devido ao calor deste, no que resulta uma mistura demasiada rica no coletor de admisso. Como esta dificulta o arranque, necessrio aguardar que o motor arrefea. Para evitar estas dificuldades, as companhias fornecedoras de combustvel alteram a volatilidade da gasolina para que esta se adapte s variaes de temperatura, no vero e no inverno. O gelo que se forma na parte externa do carburador no causa problemas; porm, o que se forma em seu interior pode reduzir e por vezes obstruir as passagens do ar. O motor perde potncia e morre quando funciona em marcha lenta. Consumo de combustvel A forma de dirigir influi consideravelmente no consumo de combustvel. Pode haver variaes mesmo em trajetos semelhantes percorridos

  • 31

    em dias consecutivos, devido s diferenas de velocidade e s condies do trnsito. Um automvel circulando em estrada a 80 Km/h poder consumir 7 Lts. aos 100 Km, consumo este que poder aumentar para 11 Lts. Aos 100 Km/h. Na cidade, onde o trnsito obriga a repetidas paradas e arranques, o consumo poder atingir os 14 Lts. , aos 100 Km. O consumo de gasolina, durante o primeiro quilmetro percorrido com o motor frio, muito superior ao consumo durante o percurso de 1 Km com o motor quente, razo pela qual importante aquecer o motor to rapidamente quanto possvel. No fcil calcular com exatido o consumo de combustvel; pode-se, contudo, obter uma indicao bastante aproximada enchendo completamente o tanque antes de uma viagem longa, aps a qual se volta a encher este. Dividindo o nmero de litros necessrios para encher novamente o tanque pelos quilmetros percorridos, obtm-se o consumo aproximado. Para dados mais exatos, fazer a comparao entre os resultados de diversas viagens. Refinao do petrleo para obteno da gasolina A gasolina um dos numerosos produtos derivados do petrleo bruto, que destilado nas refinarias num depsito metlico designado por torre de destilao fracionada.

    O petrleo aquecido num forno at a temperatura que garanta a vaporizao de todos os produtos a serem extrados. medida que o vapor sobe na coluna da torre de destilao fracionada, vai-se condensando em nveis diferentes. A gasolina obtida na torre de destilao fracionada tem um ndice de octana baixo, pelo que ter que ser tratada a fim de se obter um ndice de octana mais elevado para eliminar, ou pelo menos neutralizar, os elementos corrosivos ou que produzem resduos gomosos. Aps esse tratamento, misturada para que possa apresentar vrios ndices de octana, sendo-lhe tambm acrescentados os aditivos que aumentam a sua resistncia formao de gelo no carburador.O petrleo aquecido num forno at a temperatura que garanta a vaporizao de todos os produtos a serem extrados. medida que o vapor sobe na coluna da torre de destilao fracionada, vai-se condensando em nveis diferentes. A gasolina obtida na torre de destilao fracionada tem um ndice de octana baixo, pelo que ter que ser tratada a fim de se obter um ndice de octana mais elevado para eliminar, ou pelo menos neutralizar, os elementos corrosivos ou que produzem resduos gomosos. Aps esse tratamento, misturada para que possa apresentar vrios ndices de octana, sendo-lhe tambm acrescentados os aditivos que aumentam a sua resistncia formao de gelo no carburador.

    Coletor de admisso

  • 32

    O coletor de admisso tem duas funes: contribuir para a vaporizao da mistura gasosa proveniente do carburador e distribu-la pelos cilindros em quantidades to uniformes quanto possvel.

    A distribuio perfeitamente uniforme nem sempre possvel, j que a mistura por vezes no toda vaporizada no carburador, chegando ao coletor de admisso alguma gasolina ainda em estado lquido. Num motor que apresente um carburador para cada cilindro, as conseqncias desse fato no so relevantes, j que cada um recebe a totalidade do combustvel que lhe destinado. No entanto, quando o carburador tem de alimentar mais do que um cilindro, necessrio um sistema adicional de vaporizao para melhorar a distribuio da mistura. Normalmente uma zona aquecida pelo escapamento e situada na parte central do coletor de admisso, constitui um vaporizador auxiliar de combustvel. O excessivo aquecimento desta zona poder dar origem a uma perda de potncia devido reduo da densidade do ar e, para evitar este inconveniente, existem, em algumas dessas zonas, vlvulas reguladas por termostato que se fecham quando as temperaturas dos escapamentos so demasiado elevadas. Se a disposio do motor no permitir a incluso de uma zona aquecida pelo escapamento, o coletor de admisso pode ser aquecido por gua do sistema de resfriamento ou at mesmo por termostatos eltricos fixados ao coletor de admisso. O aquecimento por gua assegura uma temperatura mais constante numa zona maior; porm, aps um arranque com motor frio, no se torna to rapidamente eficaz como o aquecimento proporcionado pelo escapamento.

  • 33

    O formato do coletor pode ajudar a evitar a formao de gotas de combustvel sem diminuir o fluxo de ar, o que resulta uma grande variedade de formas e dimenses dos coletores de admisso. Carburadores duplos e coletores em forma de forquilha Quando so utilizados dois carburadores independentes num motor de 4 cilindros, so normalmente ligados a coletores curtos bifurcados, alimentando, cada um deles, 2 cilindros. A mesma disposio aparece nos motores de 6 cilindros com 3 carburadores. No caso de carburadores de duplo corpo, cada um, num motor de 4 cilindros, alimenta um s cilindro. Em automveis de elevada potncia, freqente a utilizao de ligaes flexveis do carburador para evitar que a vibrao do motor d origem formao de espuma na cuba de nvel constante. Em todas as instalaes de carburadores mltiplos necessrio ligar os coletores independentes com um tubo equilibrador para evitar desigualdades na alimentao.

    Vlvula PCV Durante a operao do motor, gases que escapam da cmara de combusto so acumulados no crter. O acmulo destes gases prejudiciais reduziro a vida do motor consideravelmente. Estes gases possuem emisses prejudiciais tais como hidrocarbonetos, monxido de carbono e xidos de nitrognio e so uma fonte de poluio do ar.

    O sistema de Ventilao Positiva do Crter (PVC) utilizado para remover estes gases do crter e direcion-los de volta para a cmara de combusto, onde os mesmos podem ser queimados, em vez de liber-los para a atmosfera. Este um mtodo mais eficiente de ventilao e necessrio para atender as normas atuais de emisso. A maioria dos sistemas usam uma vlvula mecnica para controlar a velocidade do fluxo, enquanto outros usam um conjunto separador de leo. A tenso da mola da vlvula projetada especificamente para cada motor.

    A tenso da mola controla o fluxo de vapores do crter do motor. Isto impede a formao de presso no crter e o consumo excessivo de leo.

    O ar fresco do filtro de ar suprido ao crter. L, o mesmo misturado com gases que escapam do processo de combusto. A mistura de ar fresco e gases passa atravs da vlvula do PCV para o coletor de admisso. Deste ponto, a mesma circula dentro do motor e queimada no processo de combusto.

    Falha da vlvula do PVC ou uma aplicao incorreta pode causar a formao de lama no crter, presses incorretas no crter e problemas no desempenho do motor.

    Vlvula EGR

  • 34

    Os sistemas EGR tm sido usados em veculos h muitos anos. O principal objetivo do sistema controlar as temperaturas da cmara de combusto. Isto feito para reduzir a quantidade de xidos de Nitrognio (Nox) no escapamento. Embora o EGR seja necessrio para controlar emisses de Nox, o mesmo tambm afeta a eficincia volumtrica.

    A vlvula EGR linear propicia uma ligao entre a admisso de ar e o sistema de escapamento. Normalmente, o motor puxa ar atravs do corpo de borboleta para o coletor de admisso. A vlvula EGR linear colocada numa posio tal que, quando a mesma aberta, um pouco de gases de escapamento flui tambm para a admisso.

    Conforme o pisto se move para baixo no curso de admisso, a combinao de ar/combustvel e escapamento entra na cmara de combusto. Embora o volume de gases entrando na cmara de combusto seja o mesmo, haver menos ar para queimar quando o combustvel inflamado, de modo que a temperatura e a presso do cilindro diminuiro. Menos oxignio e temperaturas mais baixas equivalem a uma queda nos nveis de Nox.

    Visto que a presso no cilindro quem empurra o pisto para baixo, o desempenho do motor pode ser afetado pela diminuio na presso do cilindro. Atualmente existem motores que no utilizam vlvulas EGR. Isto obtido de uma combinao de projeto de motor e calibraes computadorizados de controle de alimentao e tempo. Com a sobreposio apropriada da vlvula, as temperaturas do cilindro so controladas e as emisses de Nox, reduzidas. A vlvula EGR encontra-se localizada num tubo entre os coletores de escape e de admisso. Quando aplicado vcuo pela vlvula reguladora de vcuo

    EGR, o diafragma abre a sede da vlvula contra a presso de uma mola e permite a entrada dos gases de escape. A sede da vlvula fechada novamente pela presso da mola quando o vcuo deixa de ser aplicado.

  • 35

    A vlvula EGR aberta de acordo com as condies de funcionamento do motor e os valores de regulagem para recirculao dos gases de escape esto memorizados no mdulo de injeo eletrnica.

    Vlvula reguladora de vcuo EGR

    A vlvula reguladora de vcuo EGR encontra-se localizada no tubo de vcuo que vai do coletor de admisso para a vlvula EGR.

    Quando a vlvula reguladora de vcuo EGR fica sem alimentao de tenso, o vcuo atua sobre o prato metlico da vlvula que se encontra pressionado contra a sede da vlvula pela fora da mola, e o vcuo reduzido pela entrada do ar fresco. Este ar passa atravs de um filtro de espuma no alojamento superior da vlvula reguladora de vcuo. O vcuo restante no suficiente para abrir a vlvula EGR.

    A vlvula reguladora de vcuo desacoplada atravs de um ponto de estrangulamento na ligao do tubo flexvel do tubo de vcuo para o coletor de admisso, de forma que a presso possa ser regulada. Quando a vlvula reguladora de vcuo acionada por impulsos de massa, atravs do mdulo de injeo eletrnica, o campo magntico da bobina aumenta a fora de fechamento da vlvula de sede plana, dado que o prato em ferro da vlvula atrado magneticamente. Isto permite a criao de um vcuo que atua sobre o diafragma da vlvula EGR, abrindo-a.

    O vcuo na vlvula reguladora de vcuo pode ser controlado pelos impulsos de massa variveis. Deste modo, a vlvula EGR aberta de forma que a recirculao dos gases de escape no circuito fechado esteja de acordo com os valores especficos no mapa memorizado no mdulo de controle do motor.

    Tanque Atualmente os tanques de gasolina esto montados o mais longe possvel do motor, ou seja, na parte de trs do veculo quando este tem o motor frente, na parte da frente quando o motor est na parte de trs, exceto um ou outro caso. Esta disposio reduz o perigo de incndio e permite a localizao do tanque a um nvel mais baixo que o do compartimento do motor. Quanto mais baixo estiver o tanque bastante pesado, quando cheio -, menos afetar a estabilidade do automvel.

    O interior de alguns tanques encontra-se dividido para evitar o deslocamento do combustvel, quando o automvel freia ou descreve uma curva, e normalmente tratado para no enferrujar devido condensao da umidade. Os tanques de gasolina eram normalmente metlicos e atualmente tem se usado muito o plstico. A sua capacidade varia entre 18 Lts., e 115 Lts., segundo o modelo do automvel e as caractersticas do motor.

    Atualmente os tanques de gasolina esto montados o mais longe possvel do motor, ou seja, na parte de trs do veculo quando este tem o motor frente, na parte da frente quando o motor est na parte de trs, exceto um ou outro caso.

    Esta disposio reduz o perigo de incndio e permite a localizao do tanque a um nvel mais baixo que o do compartimento do motor. Quanto mais baixo estiver o tanque bastante pesado, quando cheio -, menos afetar a estabilidade do automvel.

  • 36

    O interior de alguns tanques encontra-se dividido para evitar o deslocamento do combustvel, quando o automvel freia ou descreve uma curva, e normalmente tratado para no enferrujar devido condensao da umidade. Os tanques de gasolina eram normalmente metlicos e atualmente tem se usado muito o plstico. A sua capacidade varia entre 18 Lts., e 115 Lts., segundo o modelo do automvel e as caractersticas do motor.

    Em regra, um tanque cheio permite maioria dos automveis percorrer normalmente um mnimo de 320 km. Alguns automveis tm um tanque de combustvel de reserva; outros dispem de uma luz de aviso que se acende quando o nvel de gasolina est muito baixo. O tubo de enchimento de um tanque deve ter a largura suficiente para admitir o fluxo de combustvel velocidade a que este debitado pelas bombas dos postos de gasolina e para permitir a sada do ar do interior do tanque medida que esse vai se enchendo. Os tanques apresentam tubos de respiro no tampo para permitir a entrada de ar no seu interior, conforme o combustvel vai sendo consumido, a fim de evitar a formao do vcuo.

    Canister Hidrocarbonetos so liberados do tanque de combustvel na forma de vapores aromticos. Os nveis de emisso evaporativa so afetados pelo tipo de combustvel utilizado, pela integridade das linhas e do recipiente de vapor (cnister), bem como pela capacidade da tampa do tanque de combustvel para vedar. Portanto, deve existir um sistema para armazenar os vapores liberados do combustvel.

  • 37

    Vapores de gasolina so acumulados no tanque de combustvel do veculo. Se liberados para a atmosfera, hidrocarbonetos (HC) tambm seriam liberados para a atmosfera. De modo a reduzir as emisses de HC da evaporao de combustvel, os vapores so direcionados para um recipiente (cnister) contendo carvo ativado.

    Bomba de combustvel A bomba de gasolina torna-se necessria num sistema de alimentao, j que o carburador, atravs do qual passa toda a gasolina, fica normalmente a um nvel mais elevado que o tanque e bastante afastado deste.

    Existem dois tipos de bombas: as mecnicas, que se situam necessariamente no compartimento do motor, pois so acionadas por este e eltricas, instaladas normalmente prximo do tanque, afastadas do motor e do calor por este liberado.

    Mecnica Consiste numa cmara dividida por um diafragma. A parte superior contm um filtro e um copo de sedimentao e apresenta duas vlvulas com molas para regular o fluxo da gasolina.

    Na parte inferior encontra-se uma mola que regula a presso de alimentao da gasolina e uma haste de comando (brao ou alavanca) acionada pela rvore de comando das vlvulas. O diafragma alternadamente impelido para baixo pela haste e para cima pela mola. Quando o carburador est cheio e a vlvula de agulha fechada, no se verifica qualquer passagem de gasolina e o diafragma permanece na sua posio inferior. Em conseqncia, a haste de comando oscila sem acionar o

  • 38

    diafragma. As bombas mecnicas so muito eficazes; contudo, funcionam apenas com o motor trabalhando e apesar de isolados, esto sujeitos a ao do calor do motor.

    Eltrica

    As bombas eltricas tem o mesmo princpio das bombas mecnicas, bombear combustvel. Existem duas posies onde so colocadas, internamente, no tanque de combustvel e externamente, nas tubulaes que levam a gasolina at o motor. Quanto aos tipos de bombas temos: de roletes e paletas.

    Filtro de ar Os automveis modernos apresentam, entrada do carburador, um filtro de ar cuja funo principal consiste em evitar a entrada de poeira e outras partculas no carburador e consequentemente nos cilindros.

    Um motor utiliza entre 2000 L. e 5000 L. de ar por minuto, sendo absolutamente necessrio a existncia de um filtro para evitar a entrada de partculas de poeira, que iriam obstruir calibradores de ar ou originar desgaste nos pistes e nos cilindros.

  • 39

    Os filtros, quando sujos, oferecem uma certa resistncia ao fluxo de ar e afetam o rendimento do carburador devendo portanto ser limpos ou substitudos a intervalos

    regulares, como por exemplo, a cada 10.000 km.

    O filtro de ar tambm atua como silencioso, j que atenua o rudo que produz o ar ao entrar no coletor de admisso. O filtro e a tomada de ar so projetados de maneira a diminuir a ressonncia causada pelas flutuaes de presso no coletor de admisso.

    Os motores tm, na sua maioria, um circuito fechado de respirao que evita que os gases do Carter passem para a atmosfera. Alguns sistemas pem o crter em comunicao com o filtro de ar por meio de um tubo de borracha ou plstico que liga a tampa das vlvulas ao filtro. Em outro sistema a comunicao feita com o coletor de admisso.

    Numerosos filtros de ar tm posies para vero e inverno. Na posio de inverno o filtro aspira o ar que circunda o coletor de escapamento, o que facilita o arranque frio e evita que o carburador gele. Contudo, dado que o ar quente perde densidade, verifica-se uma ligeira queda de rendimento. J nos pases temperados ou quentes no necessria a mudana de posio.

    Esta mudana de posio feita automaticamente pela vlvula thermac.

    Existem vrios tipos de filtros de ar, dependendo as suas formas e dimenses geralmente do espao ocupado pelo motor. O filtro com elemento de papel o mais utilizado tem uma maior leveza e capacidade. O elemento filtrante fabricado com papel fibroso tratado com resina, dobrado em sanfona a fim de oferecer uma melhor superfcie de contato com o ar que o atravessa.

    O filtro em banho de leo foi amplamente utilizado em pases onde o ar est impregnado de poeira. O ar que penetra pelo centro do filtro passa pelo banho de leo, onde ficam retidas as partculas de poeira mais pesadas. Quando o ar passa pelo elemento de rede metlica (em baixo), a poeira restante e algumas partculas de leo arrastadas no movimento do ar ficam nele retidas, completando-se assim a filtragem do ar, que chega limpo ao motor.

    Filtro de rede metlica

  • 40

    A rede metlica, o tipo mais simples de filtro de ar, consiste numa rede de malha larga impregnada de leo antes de ser colocada no filtro. A sua durao praticamente ilimitada, desde que a rede seja desmontada periodicamente para limpeza e impregnao de leo. Existia uma infinidade de modelos de filtros de rede metlica, alguns dos quais apresentavam uma cmara idntica de um silencioso de escapamento, a fim de reduzir o rudo.

    Carburao A depresso originada nos cilindros, quando os pistes descem no tempo de admisso, aspira o ar para os cilindros. Este atravessa o carburador, sendo a sua quantidade regulada por uma vlvula rotativa, designada por borboleta, que se abre ou fecha-se, conforme a presso exercida sobre o acelerador.

    A quantidade de ar aspirado depende da rotao do motor e da posio da borboleta. A funo do carburador consiste em assegurar que corrente de ar se junte a um determinado volume de gasolina para que chegue aos cilindros uma mistura correta.

    A gasolina, proveniente da cuba de nvel constante, junta-se corrente de ar numa passagem estreita denominada difusor, ou cone de Venturi, cujo funcionamento se baseia no princpio de que a presso de uma corrente de ar diminui quando a sua velocidade aumenta. Quando o ar passa atravs do estrangulamento do difusor, a sua velocidade aumenta, sendo precisamente nessa zona de baixas presses que a gasolina aspirada pela corrente de ar.

    O fluxo do ar ser o mximo quando o motor trabalhar velocidade mxima, com a borboleta completamente aberta. Quanto maior for a velocidade do ar que passa pelo difusor, maior ser a aspirao de gasolina.

  • 41

    Na prtica, um carburador, to simples como o acima descrito, no seria satisfatrio pois a gasolina e o ar no tm as mesmas caractersticas de fluxo. Enquanto a densidade do ar diminui medida que a velocidade do seu fluxo aumenta, a densidade da gasolina mantm-se constante qualquer que seja a velocidade do seu fluxo. Como a mistura gasosa, para ter uma combusto eficiente, deve forma-se em relao ao seu peso, numa proporo aproximada de 15:1 e, dado que aumentando a velocidade do ar, diminuiria a sua densidade, a mistura iria enriquecendo progressivamente, podendo tornar-se to rica que no chegaria a inflamar-se. Existem dois processos para solucionar este problema; num carburador de difusor e jatos fixos, um certo volume de ar mistura-se com a gasolina antes de esta passar para o difusor atravs de um conjunto de tubos emulsionadores ou de compensadores. J num carburador de difusor e jatos variveis, podem variar-se a quantidade de gasolina debitada pelo pulverizador, bem como as dimenses do difusor para manter as corretas propores de ar e gasolina. A gasolina na cuba de nvel constante do carburador mantm-se sempre ao mesmo nvel, graas a uma vlvula acionada pela bia. A extremidade do condutor de gasolina que desemboca no difusor deve ficar mais alta que o nvel da gasolina na cuba de nvel constante para evitar sada de combustvel quando o automvel se inclina, como acontece, por exemplo, numa subida ou descida. Isto quer dizer que a gasolina tem de subir ligeiramente cerca de 6mm antes de se misturar com o fluxo do ar no difusor. A suco criada pela depresso suficiente para elevar a gasolina acima do pulverizador e para introduzi-la no difusor sob forma de pequenas gotas. Alm de aspirar a gasolina e o ar, o sistema de carburao deve tambm pulverizar a gasolina, mistur-la perfeitamente com o ar e distribuir a mistura de maneira uniforme pelos cilindros. A gasolina apresenta-se j sob a forma de pequenas gotas quando entra no difusor. Num carburador de difusor e jatos fixos prvia e parcialmente emulsionada com o ar; j num carburador de difusor e jatos variveis a diviso em pequenas gotas ocorre no difusor e provocada pela velocidade da corrente de ar. Quando a mistura gasosa passa pela borboleta, penetra no coletor por influncia da depresso resultante da suco do pisto, tendo incio a vaporizao das gotculas de gasolina. A velocidade da vaporizao depende do valor da depresso no coletor de admisso que, por si, depende da rotao do motor e da posio da borboleta. A grande velocidade, quando a borboleta se encontra totalmente aberta, a depresso poder ser de valor to baixo que grande parte da gasolina permanecer

  • 42

    em estado lquido e ser transportada pelo ar ou escorrer ao longo das paredes do coletor. velocidade cruzeiro, com a borboleta parcialmente fechada, a depresso aumenta, pelo que a maior parte da gasolina ficar vaporizada. Nos motores em que existe um carburador para cada cilindro, o fato da mistura se encontrar parcialmente no estado lquido irrelevante, pois esta ir vaporizar-se na cmara de exploso pela ao do calor. Porm, quando s um carburador alimenta vrios cilindros, a distribuio uniforme fundamental, mas difcil se a mistura estiver mida. Elevando a temperatura do coletor de admisso por meio de um ponto quente, aquecido pelos gases de escapamento ou por gua, consegue-se uma melhor vaporizao da gasolina e, portanto, uma distribuio mais uniforme da mistura.

    Difusor jatos fixos O carburador de difusor e jatos fixos apresenta vrios pulverizadores, alimentadores, jatos ou gigleres (do francs gicleur), e uma bomba de acelerao ou de reprise para fazer variar a riqueza da mistura de acordo com as necessidades do motor.

    medida que a corrente de ar que passa pelo difusor do carburador aumenta de velocidade, o ar torna-se menos denso, pelo que na ausncia de qualquer dispositivo de compensao, a mistura tornar-se-ia progressivamente mais rica at no ser possvel a sua combusto.

    O carburador de difusor e jatos fixos soluciona este problema por meio de um sistema de compensao que mistura um determinado volume de ar na gasolina antes desta ser lanada no difusor. Na maior parte dos carburadores, a correo da proporo de ar feita por meio de um tubo perfurado que emulsiona a mistura. O pulverizador principal fornece a gasolina ao poo de emulso, no qual se encontra uma pea calibrada que doseia a entrada do ar para emulso. medida que o nmero de rotaes do motor aumenta e o nvel de gasolina no poo de emulso desce, intensifica-se a absoro de ar atravs dos furos do tubo emulsionador, empobrecendo automaticamente a mistura.

  • 43

    Outro processo consiste na instalao de um pulverizador de compensao, alm do pulverizador principal. medida que o nvel de combustvel desce num poo existente ao lado do depsito de nvel constante, o ar admitido enviado ao pulverizador de compensao para que uma mistura de ar e gasolina, e no apenas de gasolina, atinja o difusor. A mistura pobre do pulverizador

  • 44

  • 45

    de compensao anula o aumento da proporo de gasolina da mistura fornecida pelo pulverizador principal. O pulverizador principal tem normalmente as dimenses ideais para fornecer as misturas relativamente pobres necessrias para um funcionamento econmico a uma velocidade de cruzeiro. Para conseguir as misturas mais ricas, necessrias para aceleraes mxima, o carburador de difusor e jato fixos pode incluir um circuito sobrealimentador que entra em funcionamento a mdia da elevada acelerao. Variao da mistura segundo as diferentes velocidades Quando, ao arrancar com o motor frio, se puxa pelo boto do afogador ou abafador, fecha-se uma vlvula com uma mola, designada por estrangulador, borboleta do afogador, ou de arranque a frio e abre-se ligeiramente a borboleta do acelerador. Deste modo reduz-se o fluxo de ar e aumenta-se a aspirao de gasolina do pulverizador principal para o difusor, obtendo-se assim a mistura mais rica necessria para o arranque. Quando o motor pega e acelera, o ar adicional absorvido obriga a borboleta a abrir parcialmente e assegura o empobrecimento da mistura, a fim de evitar o encharcamento das velas. Com o motor j quente e funcionando em marcha lenta, o movimento dos pistes provoca uma depresso no coletor de admisso. Como a borboleta do acelerador est praticamente fechada, esta depresso atua sobre o pulverizador atravs de mnimo ou ralenti, aspirando atravs deste a gasolina da parte inferior do poo de emulso fazendo descer o seu nvel. O ar necessrio para se misturar com a gasolina absorvido por um calibrador de ar mnimo. Ao pisar no pedal do acelerador, abre-se a borboleta e aumenta o fluxo de ar atravs do pulverizador de compensao de ar. Em conseqncia do aumento da depresso no difusor, a gasolina depois de passar pelo pulverizador principal, faz subir o nvel no poo de emulso e, ao mesmo tempo, o ar admitido no calibrador principal emulsiona a gasolina que ser posteriormente pulverizada no difusor. Simultaneamente, diminui a depresso no furo de descarga do ralenti e cessa o fluxo de combustvel nesse ponto. Para evitar qualquer empobrecimento indevido da mistura durante esta fase de transio, usual existirem um ou mais orifcios de progresso que so alimentados pelo canal do circuito de ralenti. Para fornecer o combustvel adicional necessrio na acelerao e nas aberturas sbitas da borboleta existe uma bomba de acelerao mecnica. Esta consiste num poo (ou cmara), cheio de combustvel e num pisto acionado por uma mola ou um diafragma ligado borboleta. Quando esta se abre, o combustvel descarregado no difusor por ao do pisto e atravs de um injetor integrado no circuito da bomba. Em alguns carburadores, o curso da bomba pode ser regulado de modo a fornecer mais ou menos combustvel. Os motores atuais e as condies da sua utilizao originaram o aparecimento de uma grande variedade de carburadores de difusor e jato fixos, com uma complexa disposio de condutores de combustvel, pulverizadores e orifcios de descarga. A grande vantagem destes carburadores reside na ausncia de partes mveis.

    Difusor jatos variveis CARBURADOR DE DIFUSOR JATOS VARIVEIS

    O carburador difusor e jato variveis inclui, tal como o carburador de difusor e jatos fixos, uma alimentao de combustvel a nvel constante, uma vlvula de borboleta e um difusor, ou cone de Venturi. A diferena principal entre estes dois tipos de carburador reside no fato de, no primeiro, o estreitamento do difusor poder variar de modo a manter uma depresso quase constante na zona de pulverizao.

  • 46

    O estreitamento do difusor regulado pr um pisto cuja posio depende do grau de abertura da borboleta do acelerador. Se a borboleta estiver quase fechada, o que sucede quando o motor funciona em marcha lenta, diminui o fluxo de ar atravs do difusor.

    Corpo duplo O carburador de corpo duplo apresenta duas passagens principais de ar, cada uma com o seu difusor e pulverizador de gasolina, mas com cuba de nvel constante comum. As suas borboletas esto normalmente montadas no mesmo eixo e funcionam simultaneamente.

    A fbrica italiana WEBER inclui-se entre os mais experimentados fabricantes de carburadores de corpo duplo. Vrios dos seus modelos apresentam um pequeno difusor secundrio denominado centrador de mistura, colocado ligeiramente acima do difusor principal. O combustvel fornecido ao difusor secundrio, que alimenta o difusor principal.

    A mistura fornecida atravs de um pulverizador e de um tubo de emulso. A bomba de acelerao consiste num pisto acionado por mola e que permite a passagem de uma quantidade determinada de combustvel. O tirante de acionamento do pisto comandado por uma alavanca situada no eixo da borboleta.

    Uma cuba comum de nvel constante fornece quantidades equivalentes de gasolina a cada corpo que tem seus prprios difusores, tubos de emulso, pulverizadores e circuito ralenti. As duas borboletas esto normalmente montadas no mesmo eixo e so acionadas simultaneamente por um mesmo tirante.

    Misto CARBURADORES MISTOS

    O carburador misto (compound) tem dois ou mais corpos de difusor fixo que alimentam um coletor de admisso comum. As borboletas do acelerador esto dispostas de modo que sua abertura seja diferenciada, isto , que apenas funcione uma, at que a necessidade de ar atinja um certo valor, momento em que se abre a Segunda borboleta, conseguindo-se assim, uma maior potncia.

  • 47

    Esta disposio permite que o dimetro do primeiro corpo o corpo primrio e o respectivo difusor possam ser menores, permitindo um funcionamento suave com o motor a baixa rotao. O peso e a mola do pisto fazem-no descer, ficando apenas um espao reduzido para a passagem do ar. Quando se pisa no acelerador e a borboleta se abre, intensifica-se a passagem do ar atravs do difusor e aumenta a depresso em cima do pisto. Esta obriga o pisto a subir, o que aumenta ainda mais o fluxo de ar para o motor. O dbito da gasolina regulado pr uma agulha de ponta cnica ligada ao pisto e que penetra no pulverizador do combustvel e quando pisto sobe a agulha sobe tambm, permitindo uma maior passagem de combustvel. A posio do pulverizador e a forma da agulha assegura a proporo correta de gasolina e ar. O enriquecimento da mistura, a quando da acelerao, assegurado pr um amortecedor que diminui a velocidade de subida do pisto quando se abre a borboleta, o que resulta um aumento da depresso no pulverizador de combustvel e um enriquecimento temporrio da mistura. Como a presso do ar no difusor varivel permanece praticamente constante a qualquer regime de rotao do motor, no h necessidade de um circuito independente para a marcha lenta, como acontece no carburador de difusor e jatos fixos. Nos carburadores SOLEX e WEBER, de abertura diferenciada, a borboleta do corpo secundrio pode abrir-se mecanicamente mediante articulao ligada borboleta do corpo primrio ou ento pr meio de um dispositivo pneumtico que atua pr suco, o qual consta de uma cmara e um diafragma com haste de ligao borboleta. Carburadores mistos Os corpos de difusor fixo alimentam um coletor comum. O corpo primrio, de menor dimetro, assegura um funcionamento suave a baixa rotao, enquanto o corpo secundrio, de maior dimetro, aumenta a quantidade de mistura para obter o mximo de rendimento. A articulao das borboletas permite a abertura diferenciada.

    Injeo Num sistema de carburador, o ar aspira a gasolina, sendo a mistura resultante distribuda pelos cilindros. Num sistema de injeo, a gasolina introduzida sob presso por meio de pequenos injetores, um para cada cilindro -, impulsionada por uma bomba mecnica ou eltrica.

    Os injetores encontram-se nos dutos de admisso, muito prximo das vlvulas de admisso. Embora a quantidade de combustvel injetada e o tempo de injeo variem com o tipo de sistema utilizado, a dosagem do combustvel deve ser de grande preciso.

    No sistema de injeo verifica-se uma perfeita atomizao do combustvel, que permite a sua distribuio ideal se o volume de ar que penetra em cada em cada cilindro for o mesmo.

    Neste sistema, o fluxo de ar encontra menos obstculos do que no sistema de carburador, j que no primeiro no existe difusor. O coletor de admisso, no sistema de injeo, apenas conduz o ar e no intervm na mistura da gasolina podendo, portanto, ter um formato que lhe permita dificultar o mnimo possvel o fluxo de ar, sem necessidade de criar um foco calorfico.

  • 48

    A injeo do combustvel aumenta a potncia do motor e a acelerao e pode reduzir o consumo de combustvel, uma vez que a distribuio da mistura se torna mais eficaz. O motor responde mais rapidamente acelerao devido ao curto espao de tempo que serve como mediador entre o movimento do acelerador e a injeo do combustvel

    As desvantagens do sistema de injeo residem no seu elevado custo (maior que o do sistema de carburadores) e no fato de sua assistncia, embora raramente necessria, ter de ser prestada por um especialista.

    Mecnica O sistema mecnico Lucas utiliza um dispositivo de lanadeira para regular o fornecimento da gasolina, em vez da bomba do pisto existente na maioria dos sistemas mecnicos. Uma bomba eltrica, montada perto do tanque de gasolina, aspira o combustvel atravs do filtro de papel e fornece-o a uma presso de cerca de 7kg/cm unidade de controle ou ao distribuidor-dosador. A presso mantm-se constante, graas existncia de uma vlvula de descarga que devolve o excesso de combustvel ao tanque. O fornecimento do combustvel regulado por um cilindro ou por rotor - acionado pelo motor e girando dentro do distribuidor-dosador que apresenta entrada e sadas do combustvel.

    No cilindro existem orifcios dispostos radialmente que permitem a comunicao com o seu interior, onde uma lanadeira se move entre dois batentes, um fixo e o outro ajustvel. Como o cilindro gira a metade do nmero de rotaes do motor, os seus orifcios alinham-se com a entrada do combustvel e permitem que a presso deste empurre a lanadeira de um lado para outro, entre dois batentes, fornecendo o combustvel alternadamente a cada injetor. A posio do batente ajustvel determinada por um excntrico acionado pela depresso do coletor do motor, que resulta na variao do curso mximo de lanadeiras e, portanto, na quantidade de combustvel injetado.

  • 49

    partir do distribuidor-dosador, o combustvel fornecido alternadamente a cada injetor no preciso momento e em quantidades cuidadosamente reguladas.

    Eletrnica A injeo eletrnica foi inventada em 1912 pela Robert Bosch e colocada em linha de produo nos Estados Unidos em 1957 pela Chevrolet mais precisamente no Corvette. Apesar de oferecer mais performance e economia de combustvel, foi deixada de lado pelos fabricantes por economia e credibilidade. Quando o governo americano comeou a estabelecer limites de eficincia, nveis mximos de emisso de poluentes e a avanada tecnologia eletrnica, os fabricantes de veculos comearam a olhar mais de perto a injeo eletrnica. No Brasil ela apareceu em 1989 no Gol GTI e hoje equipa todos os carros produzidos no Brasil. O carburador drena combustvel baseado na demanda do vcuo. Baixo vcuo - mais combustvel. Alto vcuo - menos combustvel. A mistura da razo ar/combustvel muda conforme a mudana da borboleta do carburador que regula o fluxo de ar. Ao se fechar a borboleta do carburador, h uma diminuio da razo ar/combustvel pelo fato da queda do fluxo de ar e simultaneamente do aumento de vcuo. Este sistema funcionou bem por vrios anos, mas a falta de um sistema de controle preciso de combustvel para os motores modernos passou a ser uma necessidade. Os sistemas de injeo eletrnica de combustvel possuem um microprocessador eletrnico

  • 50

    (mdulo de injeo) que responsvel pelo controle de todo o sistema. O mdulo analisa as informaes vindas dos vrios sensores distribudos pelo motor, processa e retorna aes de controle nos diversos atuadores, de modo a manter o motor em boas condies de consumo, desempenho, dirigibilidade e emisses de poluentes. Alguns sistemas avisam o motorista se h defeito em algum sensor ou atuador do sistema de injeo eletrnica. Os defeitos apresentados ficam armazenados na memria do computador (apenas no caso de injees digitais) para posterior verificao com equipamentos apropriados. Alguns sistemas possuem ainda estratgia de atualizao de parmetros, permitindo a correo automtica dos principais parmetros (tempo de injeo, avano da ignio, marcha-lenta, etc.) em funo de variaes como: envelhecimento do motor, qualidade do combustvel e forma de conduo do veculo. Os sistemas de injeo eletrnica oferecem uma srie de vantagens em relao ao carburador: Melhor atomizao do combustvel (injeo sob presso) Reduo do efeito retorno de chama no coletor de admisso Controle da mistura (relao ar/combustvel) Reduo da emisso de gases poluentes pelo motor Eliminao de ajuste de marcha lenta e mistura Maior economia de combustvel Eliminao do afogador Facilidade de partidas a quente e frio do motor Melhor dirigibilidade TIPOS DE INJEO ELETRNICA DE COMBUSTVEL Podemos classificar os sistemas de injeo eletrnica quanto ao nmero de vlvulas injetoras e quanto ao sistema eletrnico empregado. Em relao ao sistema eletrnico, encontramos basicamente dois tipos: Sistema analgico Sistema digital Em relao ao nmero de vlvulas injetoras, existem basicamente dois tipos: Com apenas uma vlvula injetora de combustvel (single point, EFI ) Com vrias vlvulas injetoras (multipoint,MPFI ) Nos sistemas com apenas uma vlvula injetora, esta responsvel pela alimentao de combustvel de todos os cilindros do motor. Nos sistemas com vrias vlvulas podem ter alimentao: No sequencial (quando todas vlvulas injetam ao mesmo tempo) Semi-sequencial (quando algumas vlvulas injetam ao mesmo tempo que outras) Sequencial (quando cada vlvula injeta num momento diferente das outras) A escolha do tipo de injeo para cada veculo, por parte das montadoras, leva em considerao vrios fatores estando entre eles: o custo de fabricao, tipo de veculo e emisso de poluentes. A injeo eletrnica controla a quantidade de combustvel injetada pelos bicos injetores, para todas as condies de trabalho do motor, atravs do mdulo de comando. Atravs de informaes recebidas ajusta a relao ar/combustvel bem prxima da relao ideal. Para calcular a quantidade de combustvel precisa-se medir a quantidade de ar (massa) admitida pelo motor. Existem vrias tcnicas de medida de massa de ar: Utilizando o medidor de fluxo de ar (LMM). speed density (velocidade/densidade)- utilizando a rotao e o vcuo do motor (MAP) utilizando o medidor de massa de ar o sensor um fio metlico aquecido (tcnica de fio quente).

  • 51

    Alm do controle de combustvel, o Mdulo de Injeo Eletrnica pode executar outros controles atravs dos chamados ATUADORES.

    Sensores A bomba eltrica de combustvel aspira do tanque um volume de combustvel superior ao que necessrio para injeo. A bomba se localiza dentro do tanque, no mdulo de combustvel ou em certos tipos de sistemas de injeo fora do tanque, mas prximo ao mesmo. O combustvel aspirado pela bomba em excesso retorna ao tanque atravs de um regulador de presso. Os injetores ou injetores com o combustvel sob presso, se mantm fechados sob a ao de molas e so abertos por solenides.

  • 52

    O volume de combustvel injetado depende do tempo durante o qual o solenide mantm o injetor aberto. Este tempo, por sua vez, depende do sinal que o solenide recebe do modulo de injeo eletrnica. Este mdulo est ligado a uma srie de dispositivos sensveis que atuam segundo as diversas condies do motor, tais como a presso do ar no coletor de admisso, as temperaturas do ar, do lquido de arrefecimento e posio do acelerador ou borboleta. Os dispositivos sensveis permitem ao mdulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das vlvulas de admisso, o que reduz a quantidade de dispositivos necessrios para os acionar.

  • 53

    O volume de combustvel injetado depende do tempo durante o qual o solenide mantm o injetor aberto. Este tempo, por sua vez, depende do sinal que o solenide recebe do modulo de injeo eletrnica. Este mdulo est ligado a uma srie de dispositivos sensveis que atuam segundo as diversas condies do motor, tais como a presso do ar no coletor de admisso, as temperaturas do ar, do lquido de arrefecimento e posio do acelerador ou borboleta. Os dispositivos sensveis permitem ao mdulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das vlvulas de admisso, o que reduz a quantidade de dispositivos necessrios para os acionar.

    Sensor de oxignio O sensor de oxignio tambm chamado de sonda lambda, sensor estequiomtrico, sensor do escapamento parte integral do sistema de controle de emisses de poluentes. O sensor de oxignio gera voltagem prpria, acima dos 300 graus centgrados, na maioria dos casos a tenso varia entre 0 e 1000 mV. O mdulo de injeo aumenta ou diminui o tamanho do pulso da injeo de combustvel atravs da tenso do sensor de oxignio. Um simples fio do sensor de oxignio aterrado no escapamento, logo depois do coletor do escapamento.

    Nos casos de dois fios o sensor recebe um terra prprio. OPERAO OPEN LOOP (circuito aberto) Quando um motor tem sua primeira partida e a rotao est abaixo do seu valor pr determinado na memria do modulo de injeo, o sistema vai para malha aberta (open loop) e ignora o sensor de oxignio. Esta operao tambm chamada de fase de aquecimento. OPERAO CLOSED LOOP (circuito fechado)

  • 54

    Quando os valores de closed loop forem alcanados neste modo de injeo, o mdulo passa a calcular a mistura ar combustvel em tempo real, baseada no sensor de oxignio e atravs do tempo de abertura dos bicos injetores, o que permite uma mistura muito prxima mistura estequiomtrica. O sensor de oxignio constitudo pr um corpo cermico base de zircnio recoberto por uma pequena camada de platina, fechada em uma extremidade e colocada em um tubo protetor e alojado em um corpo metlico, que fornece uma posterior proteo e ainda permite a montagem no coletor de escape. A parte externa do elemento de zircnio encontra-se exposta ao fluxo abrasador dos gases de escapamento, enquanto a parte interna est em comunicao com o ar ambiente onde a taxa de oxignio na atmosfera sempre igual a 21%. O funcionamento do sensor de oxignio pode ser comparado a um elemento galvnico (placas positivas e negativas imersas em soluo cida ou bateria, que fornece uma tenso); no caso do sensor de oxignio, um eltrodo positivo interno cermico (eletrlito estacionrio), fornece uma tenso em funo da diferena de oxignio que existe entre eles. Portanto, na passagem da mistura rica para a pobre, ou vice versa, por causa desta oxidao cataltica (devido presena de platina que age como catalisador e da temperatura que deve ser superior 300 graus centgrados) os ions de oxignio, existentes no material cermico (elemento estacionrio), podem-se condensar em quantidades mais ou menos elevadas no eltrodo negativo dando origem a uma variao de tenso que, enviada ao mdulo de injeo, lhe permite variar os tempos de abertura dos bicos de injeo de forma tal a manter o teor da mistura atravs de empobrecimento ou enriquecimento o mais prximo possvel do teor estequiomtrico. Em 1990, foi inventado o sensor de oxignio aquecido. Neste sensor so usados trs fios, um terra para sonda, um sinal de tenso para o mdulo e no ltimo uma tenso para o aquecimento, que feito por uma resistncia , j que o sensor no funciona abaixo de 300 graus centgrados. No caso de sensores com quatro fios o quarto passa a ser terra. Nos veculos mais novos com sistemas mais modernos de OBD II e sistemas de controle de poluentes mais rgidos, usam dois sensores de oxignio, o segundo aps o catalisador para monitoramento da eficincia do conversor cataltico (catalisador).

    Sensor de temperatura do lquido de arrefecimento Com o sensor frio ocorre um natural empobrecimento da mistura-combustvel determinado por: baixas temperaturas. A m turbulncia que as partculas de combustvel tem em Uma reduzida evaporao do combustvel e forte condensao nas paredes internas do coletor de admisso. O mdulo de injeo eletrnica recebe do sensor de temperatura a informao da temperatura da gua atuando no enriquecimento da mistura tanto na fase de

    partida como na fase de aquecimento, enriquecimento este que vai sendo pouco a pouco diminudo com o aumento da temperatura do motor. Um corpo de lato

  • 55

    fecha hermeticamente o termistor do tipo N.T.C (Negative Temperature Coefficient) cuja caracterstica diminuir o valor de sua resistncia com o aumento da temperatura. A posio de montagem estrategicamente escolhida de forma a levantar a efetiva temperatura do motor, independente da temperatura do radiador. Alimentado com uma tenso pelo mdulo, o resistor N.T.C tem a variao da sua resistncia em funo da temperatura. Quanto mais baixa for a temperatura maior ser o valor da resistncia.

    Sensor de temperatura do ar SENSOR DE TEMPERATURA DO AR

    ATS- (Air temperature Sensor)

    A medio da temperatura do ar aspirado pelo motor feita pelo sensor de temperatura colocado antes do corpo de borboletas. Normalmente so usados dois fios; um que vem tenso do mdulo de injeo e outro de retorno ou referncia. O sensor de temperatura composto por um termistor do tipo NTC (Negative Temperature Coefficient) quanto maior a temperatura menor a resistncia eltrica. O sinal eltrico enviado ao

    mdulo de injeo onde, juntamente com o sinal do sensor de presso absoluta, utilizado para o clculo de densidade do ar. Alguns sistemas usam o sensor de temperatura do ar e de presso absoluta, integrados, ou seja, na mesma pea; para isso acrescentado um fio que retorna ao mdulo de injeo, a variao do sinal de presso absoluta. Seus valores de leitura executados pelo mdulo de injeo so utilizados no clculo do tempo de abertura dos bicos injetores e avano de ignio.

    Sensor de presso absoluta Tambm chamado de MAP, Manofold Absolute Pressure, est alojado no compartimento do motor e ligado ao coletor de admisso atravs de um tubo de borracha, na maioria dos sistemas, o elemento sensvel do sensor de presso absoluta constitudo de uma membrana de material cermico. composto de duas cmaras, separadas pelo diafragma cermico, uma delas fechada vcuo e a outra exposta presso do coletor. O sinal derivado da deformao que sofre a membrana, antes de ser enviado ao mdulo de injeo eletrnica, amplificado por um circuito eletrnico alojado junto membrana cermica.

    O sensor de presso absoluta tem como funo informar o mdulo de injeo eletrnica a presso absoluta na qual se encontra o coletor de admisso, valor este determinado pela rotao do motor e pela posio da borboleta de acelerao.

    A presso absoluta, mais as informaes dos demais sensores do sistema, vo determinar a correta proporo ar/combustvel e o avano de ignio.

    Este sensor em alguns sistemas tambm define a altitude em relao ao nvel do mar que o veiculo se encontra. Sendo que, na primeira partida ou seja com o motor parado a depresso

  • 56

    do coletor de admisso a mesma do que do ar, definindo a altitude. Esta informao importante para o calculo da injeo, visto que quanto mais alta for a altitude em relao ao nvel do mar, mais ar raro efeito encontramos.

    Sensor de posio da borboleta O sensor de posio da borboleta um potencimetro rotativo.

    Encontra-se ligado ao eixo da borboleta que o movimenta. O sensor de posio da borboleta alimentado pelo mdulo de injeo com uma tenso (volts) de referncia, cuja sada varia de acordo com a posio da borboleta (demanda do

    motorista). Os valores de tenso de sada podem variar no tipo de injeo aplicada ao veculo. O mdulo de injeo utiliza esta voltagem para relacionar o ngulo da borboleta de acelerao para o cculo da quantidade de combustvel requerida pelo motor. Com a borboleta fechada, a voltagem que retorna ao mdulo baixa, aumentando na medida em que a borboleta se abre. A posio da borboleta muito importante para permitir o clculo da rotao de marcha-lenta, avano no ponto da ignio e quantidade de com