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Área Tecnológica de Processos Processos de Fabricação Fabricação Sheet Music

Elaboração: Júlio César Chaves Câmara Eng. Revisão Técnica: Revisão Pedagógica: Normalização:

Catalogação na fonte (Núcleo de Informação Tecnológica – NIT) ________________________________________________________ SENAI CIMATEC – Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia.

________________________________________________________


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MENSAGEM DO SENAI CIMATEC

O SENAI CIMATEC visa desenvolver um programa avançado de suporte tecnológic suprir as necessidades de formação de recursos humanos qualificados, prestaç serviços especializados e promoção de pesquisa aplicada nas tecnologias computa integradas da manufatura.

Com uma moderna estrutura laboratorial e um corpo técnico especializado, o CIM desenvolve programas de intercâmbio tecnológico com instituições de ensino e pes locais e internacionais.

Tudo isso sem desviar a atenção das necessidades da comunidade, atendendo expectativas de formação profissional, suporte tecnológico e desenvolvi contribuindo para uma constante atualização da indústria baiana de manufatura e alavancagem do potencial das empresas existentes ou emergentes no estado.


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Índice

Índice .......................................................................................................................... 1 – Introdução ao Motor de combustão ...................................................................... 1.1 - Pequeno histórico do motor térmico ........................... .............. .......................... .......................... ....................... ........... 1.2 - Motores de combustão externa ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ................... ...... 1.2.1 Funcionamento ........................................................................................... 1.3 - Motores de combustão interna ........................................................................ 1.3.1 - Motores Ciclo Otto 4 tempos .................................................................... 1.3.2 - Motores dois tempos ................................................................................ 1.3.2.1 – Funcionamento Funcionamento dos motores 2 tempos (Fig. 1.3) ........................ ........... ...................... ......... 1.3.3 - Motores de ignição por compressão - ciclo Diesel ................. .............. 1.4 - Motores rotativos - Wankel ............................................................................. 1.5 - Número e disposição dos cilindros........................... ............. ........................... .......................... ......................... ............ 2 - Conceitos básicos de um motor de combustão interna .......................... ............ .......................... ............ 2.1 - Torque ............................................................................................................. 2.2 - Potência .......................................................................................................... 2.3 - Curvas de potência e torque ........................................................................... 2.4 - Cilindrada ........................................................................................................ 2.5 - Potência específica ......................................................................................... 2.6 - Taxa de compressão ....................................................................................... 2.7 - Eficiência volumétrica ..................................................................................... 2.8 - Rendimento de um motor ................................................................................ 2.9 - Relação ar combustível ................................................................................... 2.10 - Processo de combustão em um motor......................... ............ .......................... .......................... .................... ....... 2.10.1 - Gases não poluentes .............................................................................. 2.10.2 - Gases poluentes ..................................................................................... 2.10.3 - Combustão anormal ................................................................................... 2.10.3.1 - Detonação ........................................................................................... 2.10.3.2 - Pré-ignição .......................................................................................... 2.11 - Ciclos térmicos .............................................................................................. 2.12 - Perdas decorrentes do funcionamento do motor ........................... ............. .......................... ............ 2.12.1 - Perda de calor para o líquido de arrefecimento ......................... ............ ......................... ............ 2.12.3 - Perda de energia pela fricção .......................... ............ ........................... .......................... ......................... ............ 2.12.3.1 – Fricção nos pistões e anéis de segmento ......................... ............ .......................... .................. .....  ....... 2.12.3.2 – Fricção nos mancais do virabrequim eSign pinos dos pistões pi stões ................... ............ up to vote on this title 2.12.3.3 - Fricção do sistema de acionamento de válvulas .......................... ............. .................... ....... Useful  Not useful  2.12.4 - Perda de calor ........................................................................................ 2.12.5 - Demora na queima ................................................................................. 2.12.6 - Combustão incompleta ...........................................................................

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3.5 - Gás natural Veicular – – GNV ............................................................................ 4 - Componentes do motor de combustão interna .......................... ............ ........................... .......................... ............. 4.1 - Bloco do motor ................................................................................................ 4.2 – Cárter ............................................................................................................. 4.3 – Cabeçote ........................................................................................................ 5 - Lubrificação ........................................................................................................... 5.1 - Atrito ............................................................................................................... 5.2 - Funções do lubrificante ................................................................................... 5.3 - Principais características do lubrificante ......................................................... 5.3.1 - Viscosidade .............................................................................................. 5.3.2 - Classificação API ...................................................................................... 5.3.3 - Lubrificantes para motores 2 tempos ....................................................... 5.4 - Contaminação do lubrificante .......................................................................... 5.5 - Sistema de lubrificação de um motor de combustão interna ......................... ............ ............. 5.5.1 - Lubrificação por pressão .......................................................................... 5.5.2 - Lubrificação por salpico ............................................................................ 5.5.3 - Lubrificação por projeção ......................................................................... 5.5.4 - Lubrificação por mistura - motores dois tempos .......................... ............. ......................... ............ 5.5.5 - Cárter seco ............................................................................................... 5.6 – Aspectos da utilização e troca do lubrificante ................................................ 6 - Sistema de Arrefecimento ..................................................................................... 6.1 - Motores refrigerados a ar ................................................................................ 6.2 - Refrigeração líquida ........................................................................................ 7 – Sistema de Distribuição ........................................................................................ 7.1 - Válvulas .......................................................................................................... 7.2 - Tuchos ............................................................................................................ 7.3 - Influência dos momentos de abertura e fechamento das válvulas .............. 7.4 - Gráfico da distribuição – diagrama de válvulas ......................... ............ .......................... ...................... ......... 7.5 - Distribuição variável ........................................................................................ 7.5.1 - Comandos de válvulas variáveis .............................................................. 8 - Sistema de admissão ............................................................................................ 8.1 - Filtro de ar ...................................................................................................... 8.2 - Ressonadores ................................................................................................. 8.3 - Corpo de Borboleta ......................................................................................... 8.4 - Coletor de admissão .......................................................................................  up to vote on this ...................... title 8.4.1 - Admissão com geometria variável ......................... ............Sign .......................... .......................... .........  Useful  Not useful 9 - Sistema de escapamento ...................................................................................... 9.1 - Componentes do sistema de Escapamento .......................... ............ ........................... .......................... ............. 9.2 - Como funcionam os Silenciosos

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10.6 - Injeção de Óxido nitroso ............................................................................... 11 - Sistema de Alimentação ...................................................................................... 11.1 - Carburação ................................................................................................... 11.1.1 - Carburador convencional........................................................................ 11.1.2 - Carburador eletrônico ............................................................................. 11.2 – Injeção Diesel ............................................................................................... 11.2.1 - Injeção mecânica de combustível .......................... ............. .......................... .......................... .................... ....... 11.2.2 - Sistema de injeção de combustível de pressão modulada ( common rail 11.2.3 – Precauções com motores a Diesel ............................................................ 11.3 - Controle eletrônico em motor m otor de ignição por centelha ......................... ............ ...................... ......... 11.3.1 - Objetivos do controle eletrônico do motor .............................................. 11.3.2 - Constituição do sistema ......................................................................... 11.3.3 - Quantidade de bicos injetores ................................................................ 11.3.4 - Estratégias de Funcionamento do Sistema .......................... ............. .......................... .................. ..... 11.3.5 - Composição do Sistema ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ..................... ........ 11.3.5.1 - Sistema de alimentação de Combustível............................................. 11.3.5.3 - Outros sensores .................................................................................. 11.3.6 - Fasagem da Injeção / Ignição.......................... ............ ........................... .......................... ......................... ............ 11.3.7 - Circuito Eletroeletrônico ......................................................................... 11.3.8 - Sistema de Ignição ................................................................................. 12 – Controle da detonação ........................................................................................ 13 - Controle de emissões .......................................................................................... 13.1 - Sensor de Oxigênio dos Gases de Escape ( Sonda Lambda ) ..................... 13.2 - Recirculação dos gases do cárter ................................................................. 13.3 - Conversor Catalítico (Catalisador) ................................................................ 13.4 - Controle de emissões evaporativas .............................................................. 13.5 - Recirculação de gases do escapamento ...................................................... 13.6 - Injeção secundária de ar ...............................................................................


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1 – Introdução ao Motor de combustão

O motor de combustão interna é um conjunto de componentes que se combinam e com a finalidade de transformar a energia calorífica da combustão da mistura d combustível, em energia mecânica capaz de efetuar trabalho. O combustível misturado com o ar inflama dentro da câmara de combustão que cabeçote, movimentando os êmbolos dentro dos cilindros no bloco do motor. O mov gerado nos êmbolos é o que proporcionará a força para acionar as rodas e movim veículo. A combustão é o processo químico da ignição de uma mistura de combustível. Para aplicações automotivas, existem dois tipos básicos de motor de comb ustão um opera pelo ciclo Otto e outro pelo ciclo Diesel. Umas das diferenças entre o ciclos é que no Otto o combustível é misturado com o ar antes de ser admitid cilindro, já no ciclo Diesel a mistura é feita dentro do cilindro. O trabalho gerado pelo motor é utilizado não só para mover o carro, como també acionar diversos acessórios, como ar condicionado, sistema elétrico, direção hid além de sistemas vitais ao próprio funcionamento do motor, como o siste arrefecimento, lubrificação e alimentação.

Pequeno histórico do motor térmico  



  



1680 – O físico e astrônomo Holandês Huygens propôs o motor movido à pó 1688 – Papin, físico e inventor francês, desenvolve motor à pólvora na Society de Londres. O motor utilizava o efeito da expansão do ar e o vá resfriamento, conhecido como princípio atmosférico, para movimentar um pis 1712 – O ferreiro e mecânico inglês Newcomen desenvolve o primeiro atmosférico a vapor, utilizando-se da expansão e vácuo do ar e vapor. A invento, passaram-se quase dois séculos de profundos aperfeiçoame aplicações para o motor a vapor, percussor da revolução industrial; 1860 – O engenheiro Belga Lenoir desenvolve um motor que, utilizando gás, duas explosões por rotação, sendo uma em cada lado do pistão; 1866 – Os alemães Otto e Langen desenvolvem o motor de pistão livr consumo 50% menor que o desenvolvido por Lenoir; 1859 – O coronel Drake no dia 25 de agosto perfura nos Estados Unidos o p poço de petróleo para produção em larga escala, dando início à produç combustíveis líquidos, bem mais fáceis de armazenar e transportar;  Sign up to on this title 1861 – O francês Beau de Rochas desenvolve o vote princípio dos 4 temp funcionamento de um motor (admissão, compressão, e escapame  Useful expansão  Not useful conclui em estudos que a compressão antes da ignição é necessária para m expansão. Prevendo o que iria acontecer no futuro, afirmava que a ignição p

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1890 – O alemão Rudolf Diesel idealizou que a mistura que espontaneamente na Câmara de combustão ocupada pelo ar após a fa compressão; 1892 – é produzido o primeiro motor por ignição a compressão. Possuía um  de compressão de 3:1 o que era insuficiente para inflamar a mistura. U câmara aquecida era utilizada para queimar o combustível que era vapo pouco antes da fase final de compressão. Esse motor introduziu a tecnolo injeção de combustível na câmara de combustão com o motor aspirando so ar na admissão. A eficiência desse motor era semelhante ao de Otto – 15%; 1892 – Diesel patenteia a sua idéia;  1893 – o primeiro motor Diesel é fabricado com uma eficiência de 26% 1.  Desde então, os motores de combustão interna têm passado por aperfeiçoam contínuos de forma a torná-los mais eficientes, duráveis, econômicos, potentes e Uma preocupação também constante é com a redução nas emissões de gases polu atendendo às, cada vez mais rigorosas, normas ambientais. 

1.2 - Motores de combustão externa

Os motores de combustão externa são aqueles onde a queima de combustível ocor do motor. O motor a vapor é um exemplo típico. Nesse caso, a queima do combustível ocorre externamente para o aquecime caldeira, que produz o vapor que movimenta os pistões do m otor. Uma locomotiva a vapor, por exemplo, consiste das seguintes partes principais: Caldeira – responsável por gerar a energia (vapor);  Máquinas – são os mecanismos que utilizam a energia proveniente do vapo  transformá-la em movimento mecânico; Tênder – combustível e a – é a parte da locomotiva onde estão armazenados o combustível  elementos necessários para gerar e transferir energia.

1.2.1 Funcionamento O motor de combustão externa de uma locomotiva a vapor pode ser visualizado 1.1. Esse tipo de locomotiva movimentou o sistema de transporte por décadas, sen alguns exemplares ainda estão em funcionamento até hoje, inclusive no Brasil. O Combustível e água do tênder são transferidos para a fornalha e a ca  respectivamente. O combustível é queimado na Sign fornalha, os gases q up to votesendo on this title arrastados através dos tubos da caldeira para dentrodaUseful Caixa deNot Fumaça, de onde useful finalmente expelidos para cima, através da chaminé. Ao passar pelos tubos, o ca gases é transferido para a água dentro da Caldeira, convertendo uma parte des

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Fig. 1.1 - Esquema de funcionamento da locomotiva a vapor

O motor a vapor chegou a ser testado e utilizado em diversos veículos: locom automóveis, navios e até motocicletas. O peso e volume do conjunto inviabilizaram utilização em veículos de pequeno porte, tendo ficado restrito a utilizações indu navais e ferroviárias. O porte dos automóveis exigia um motor mais compacto, com combustível d armazenamento e com maior autonomia. O advento da exploração do petróleo prop surgimento de motores mais modernos, potentes, compactos e econômicos.

1.3 - Motores de combustão interna

Quando a queima do combustível ocorre no interior do motor, denomina-se mo combustão interna. Em termos simples, o motor de combustão interna é composto p cilindro fechado na sua parte superior pelo cabeçote e na parte inferior pelo cárter. desse cilindro movimenta-se o pistão, ligado pela biela ao virabrequim, ta denominado árvore de manivelas. O formato peculiar desse componente transfor movimento rotativo o movimento linear do pistão no cilindro.

1.3.1 - Motores Ciclo Otto 4 tempos O motor ciclo Otto é o exemplo mais comum, equipando os automóveis mov  gasolina, álcool e gás natural. Uma mistura formadaSign porupar e combustível é aspir to vote on this title interior do cilindro onde, com a sua queima, é realizado o trabalho que movim  Useful  Not useful motor. Um motor ciclo Otto pode operar em dois ou quatro tempos, que são denomina

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Compressão – Com as válvulas fechadas, o pistão sobe em à sua altura máxima, denominada PMS – ponto morto su Durante esse percurso, a mistura ar + combustível é comprim

Combustão – Pouco antes do PMS, uma centelha elétrica proveniente da vela de ignição ignição inflama a mistura. A expansão dos gases aumenta abruptamente a pressão no interior do cilindro, impulsionando o pistão para o PMI.

Escapamento – Após a combustão e pouco antes do pistão a PMI, a válvula de escapamento começa a abrir favorecendo da exaustão dos gases queimados. Quando o pistão inicia subida, em direção ao PMS, expulsa os gases da câm combustão, forçando a sua saída através do colet escapamento.

Após o tempo de escapamento, uma nova admissão se inicia, em um cic permanece enquanto o motor estiver funcionando.

1.3.2 - Motores dois tempos São motores onde ocorre uma explosão a cada rotação do virabrequim. A simplicid construção torna-o especialmente interessante para motocicletas, motobombas, peq embarcações etc. Apesar de possuir uma potência mais elevada que um similar quatro tempos, o mot tempos admite ar com dificuldade devido ao tempo reduzido, além de emit quantidade de poluentes significativamente maior, o que, aliado às restriçõ legislação ambiental, tem feito com que os fabricantes gradualmente substituam motores por unidades quatro tempos.  Sign up to vote on this title

1.3.2.1 – Funcionamento dos motores 2 tempos (Fig. 1.3)  Not useful  Useful 1º Tempo - Aspiração e compressão O pistão ao deslocar-se do PMI ao PMS, após cobrir a janela de descarga, com

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Fig. 1.3 – Funcionamento Funcionamento de um Motor 2 tempos 1

1.3.3 - Motores de ignição por compressão - ciclo Diesel Os motores a Diesel comprimem apenas ar. O combustível – óleo diesel – é i próximo ao final da fase de compressão e queima em virtude das altas tempe atingidas pelo ar comprimido. Mesmo considerando que o poder calórico do Diesel é ligeiramente menor que gasolina (cerca de 4% menor), a eficiência do motor de ignição por compres superior, devido aos seguintes fatores: A taxa de compressão é mais alta – nos motores Diesel a mistura form  comprimida significativamente mais que em um motor de ignição por ce Conforme se pode verificar, através dos ciclos termodinâmicos, a eficiência motor aumenta com o incremento na taxa t axa de compressão; Durante a fase inicial da compressão, somente o ar está presente;  A mistura ar combustível permanece pobre durante o funcionamento do moto   da razão estequiométrica). Sign up to vote on this title Para o funcionamento do motor Diesel, é necessário um sistema de alimentaçã Not useful  Useful 2 pressão. Não raro a pressão de injeção supera 200 Kgf/cm , necessária para a formação da mistura com a enorme pressão interna da compressão. O s

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Combustão – Ainda durante a compressão, pouco antes do PMS, combustív alta pressão é injetado no interior do cilindro. Ao encontrar o ar em alta temp devido à elevação elevação rápida da pressão, pressão, o combustível combustível se inflama. A expans gases aumenta abruptamente a pressão no interior do cilindro, impulsiona pistão para o PMI. Escapamento – Após a combustão e pouco antes do pistão atingir o PMI, a de escapamento começa a abrir favorecendo o início da exaustão dos queimados. Quando o pistão inicia a nova subida, em direção ao PMS, expu gases da câmara de combustão, forçando a sua saída através do cole escapamento.


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Fig. 1.4 - Ciclo Diesel

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Elevada potência específica a altos regimes (Cv / litro) – uma nova unid apenas 1,3 litro entrega 250 CV. As principais desvantagens ficam por conta da complexa vedação entre o cilindr paredes da cavidade e complexidade na lubrificação e refrigeração. Para complem lubrificação, uma pequena quantidade de óleo é queimada, o que, eleva as emiss poluentes, necessitando controle mais rigoroso na alimentação e no trato dos ga escape. O Mazda RX-8 equipado com a última geração do motor Wankel, denomina Renesis, possui melhoramentos que reduziram o consumo de óleo e combustível, a prover 250 CV. 

Fig. 1.5 - Rotor do motor Wankel

1.4.1 – Funcionamento (Fig. 1.6) Durante o funcionamento do Wankel, cada uma das três faces do pistão estará  efe Sign up to vote on this title uma fase distinta Notmovimento useful  UsefulO   Admissão – o rotor abre a janela de admissão. seu prov aspiração da mistura ar-combustível. Para que ocorra um maior enchime cavidade (melhor eficiência volumétrica), alguns motores Wankel são

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Fig. 1.6 - Esquema de funcionamento do Wankel

1.5 - Número e disposição dos cilindros

Um motor de automóvel para que consiga atingir potências mais altas, seja silenc vibre pouco, necessita de mais de um cilindro. Um motor de vários cilindros assegu torque mais regular, retomadas mais eficientes e uma marcha mais silenciosa. características são importantes para o projeto de um automóvel. Normalmente, os motores possuem quatro ou mais cilindros, que podem ser agru de diversas formas, a depender do espaço disponível para instalação e tipo do veícu veíc Dependendo da marca e do tipo de veículo, o motor é instalado longitudi transversalmente, na parte dianteira, traseira ou central da carroçaria do veíc número de cilindros, sua disposição e tipo de ciclo permitem identificar o tipo de mo acordo com esses critérios pode-se assim classificar os motores: Quanto ao ciclo e número de tempos: Motores ciclo Otto – que podem possuir dois ou quatro tempos;  Motores ciclo Diesel – que também podem possuir dois ou quatro tempos.  Quanto ao número e configuração de cilindros Cilindros em linha: nessa configuração os cilindros são dispostos lado a la  linha. De manutenção manutenção e construção simples, os motores motores com quatro cilin linha são os mais comuns, ocorrendo duas explosões a cada volta do virabr nos modelos quatro tempos. Existem também configurações em linha de 3  mais cilindros; Sign up to vote on this title 

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Cilindros em V: são mais compactos, exigindo menor espaço para insta Possuem os cilindros dispostos em dois grupos que formam um âng geralmente 60º. Os mais comuns são os V6 e V8, com seis e oito cil respectivamente – Fig. 1.8;

Fig. 1.8 – Exemplo de Motor em V (Ferrari V12) 

Cilindros opostos: Existem dois grupos de cilindros dispostos em ambos os do virabrequim. São largos, propiciando uma boa refrigeração dos cil primordial para motores com refrigeração a ar, mas ao mesmo tempo achata que possibilita a sua instalação na parte inferior do veículo. Os motore cilindros opostos também são denominados motores Boxer ou Flat – Fig. 1.9


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Cilindros dispostos radialmente – nesse caso os cilindros estão situados ao formando um círculo – Fig. 1.10. É uma configuração comum em aviões de pequen e antigos que utilizam motores de combustão interna. Para aviões de maior p velocidade, são utilizados motores a reação, por garantirem maiores rendi durabilidade e confiabilidade;

Fig. 1.10 – Exemplo de motor radial em aplicação aeronáutica de 14 cilindros

Configurações especiais – existem outras configurações menos usuais, como moto W e em L, sendo utilizadas por alguns fabricantes – Figs. 1.11 e 1.12.


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Fig. 1.12 – Exemplo de motor em W (Volkswagen W12)


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2 - Conceitos básicos de um motor de combustão intern 2.1 - Torque

O torque de um motor de combustão interna, que varia conforme sua curva de torq resultado do produto da força atuante a tuante sobre o pistão pelo raio projetado do virabreq O torque geralmente é expresso em m.kgf e é indicado juntamente com a rotação e foi medido. O torque máximo de um motor, que ocorre a determinada rotação, é inferior a o torq ocorre em sua rotação máxima. Para um automóvel, a rotação de torque máx importante de ser conhecida para identificação dos momentos ideais de mudan marcha, aproveitando o torque máximo do motor, com melhor rendimento e econo combustível. Para verificar o torque em cada situação de rotação, é necessário consultar a cu torque do motor.

2.2 - Potência

Um motor converte a energia química do combustível em trabalho. A potência é o tr desenvolvido pelo motor, em uma determinada unidade de tempo. A potência motor é usualmente expressa em Watts ou em CV (cavalo Vapor), onde 1 CV Watts. De posse do torque e em que rotação ocorre, é possível determinar a po desprendida pelo motor naquele instante, bastando multiplicar o torque pelo RPM. A potência de um motor em algumas literaturas estrangeiras é expresso em PS alemão Pferdestärke , e significa Cavalo Vapor, tendo a mesma grandeza do CV. A potência máxima de um motor ocorre a determinada rotação pouco inferior máxima admitida pelo mesmo. Esses valores são fornecidos pelo fabricante ou a em dinamômetro. Para determinar a potência em outros regimes de giro, basta con curva de potência do motor, ou submetê-lo ao dinamômetro.


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2.3 - Curvas de potência e torque

O gráfico (Fig. 2.1) identifica os diversos regimes de funcionamento de um identificando o torque e potência máximos. As curvas de potência e torque são geradas com o uso de dinamômetros, que sub o motor aos diversos regimes. No dinamômetro o motor é submetido a cargas e ro controladas, podendo simular diversas condições de funcionamento. No aparelh monitorados diversos parâmetros de funcionamento, como temperatura do motor, p de óleo lubrificante, consumo de combustível, dentre outros – veja Fig. 2.2.

Fig. 2.2 2.2 – Dinamômetro de motor

2.4 - Cilindrada

 Sign up to vote on this title cilindros do motor, conforme

Representa o somatório dos volumes internos dos se Useful Not useful  cada um tem o volume de 25 Fig. 2.3. Assim, um motor que possui 4 cilindros, onde 3 possui a cilindrada de 1.000 cm , ou 1.0 litro. A cilindrada representa a quantidade de mistura ar combustível que o motor co

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Fig. 2.3 – Cálculo da cilindrada de um motor 1

2.5 - Potência específica

É um valor de referência para comparação entre a eficiência de motores. É enco dividindo-se a potência máxima do motor (em CV) pela cilindrada em litros.

2.6 - Taxa de compressão

Especifica quantas vezes a mistura é comprimida durante a fase de compressão. de compressão é calculada em função da relação entre o volume total (câm combustão + volume deslocado pelo pistão) e volume da câmara. O rendimento de um motor é proporcional à sua taxa de compressão, porém limitada à capacidade do combustível resistir à compressão, medida pela octanage taxas variam conforme o combustível utilizado. Motores à gasolina - entre 9:1 e 11:1; Motores à álcool e gás 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 compressão devido ao maior enchimento dos cilindros provocada por esses dispositivos. Nesse taxa é reduzida para evitar problemas de detonação causados por exces compressão da mistura. Para determinar a taxa de compressão de um motor, faz-se a seguinte divisão: Sign up to vote on this title

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Fig. 2.4 – Parâmetros envolvidos no cálculo do eficiência volumétrica

Onde, Q – Quantidade de ar admitido em litros por minuto; N – Rotação do motor em rpm; Vh – Volume deslocado em cm 3; Z – número de cilindros.

O fator 0,5 deve-se ao fato de que, em um motor 4 tempos, o ar é admitido apena vez em cada rotação do virabrequim.

2.8 - Rendimento de um motor

É a relação entre a potência mecânica fornecida pelo motor no eixo virabrequim e lhe é disponibilizada pelo combustível durante o seu funcionamento. O motor de combustão interna aproveita apenas uma pequena parcela da e resultante da queima do combustível. Uma unidade a gasolina, por exemplo, seguinte distribuição 1: 35% - calor retirado através dos gases de escapamento; 32% - Calor dissipado pelo sistema de arrefecimento; 8% - Atritos internos decorrentes do funcionamento do motor;  Sign up to vote on this title 25% - Energia mecânica efetivamente disponível no volante do motor.  Useful  Not O motor Diesel possui um rendimento superior, podendo passar dosuseful 35%. Isso se maior taxa de compressão do mesmo.

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Q – quantidade de ar admitida em litros por minuto; - peso específico do ar; b – quantidade de combustível consumido em cm 3; t - tempo de consumo de combustível em segundos; r – – peso específico do combustível.

A relação ar combustível possível de ser queimada em um motor na prática varia d 21:1 (rica e pobre, respectivamente). Peso específico do ar – – é uma unidade que expressa o peso do ar por unidade de v 3 em Kg/m . O valor varia em função da pressão pressão e temperatura do ar:

Onde, Po – Pressão atmosférica em mmHg; Td – Temperatura da atmosfera em bulbo seco (°C).

2.9.1 - Relação ar combustível teórica Quando o combustível queima na presença de ar, a quantidade deste pode ser calc A relação de peso ar combustível combustível calculada é denominada denominada relação teórica. Supondo que a gasolina é composta unicamente por hexano (C 6H14), a quantidad necessária para queimar 1 Kg de combustível é calculada. O ar é composto por aproximadamente 79% de Nitrogênio (N 2) e 21% de oxigênio ( A relação de massa do N2 e O2 no ar é 77% : 23%. Uma vez que, Massa molecular do N 2 é 14 x 2 = 28 Massa molecular do O 2 é 16 x 2 = 32 A massa de N2 será 0,79 x

28 28  32

A massa de O2, por sua vez será 0,21 x

= 0,369 32

28  32

= 0,112

Conseqüentemente, 0,369 0,767 76 7 Sign up to vote onthis title 0,369 369  0,112 112  Useful  Not useful 0,112 233 é  0,233 0,369  0,112

A relação de massa do N2 no ar é A relação de massa do O2 no ar

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A relação de masa de Nitrogênio e Oxigênio é 7:23, e a quantidade de nitr necessária é Y Kg. 77:23 = Y:3,53

Y = 11,8 Kgs

Finalmente, a quantidade de ar necessária será igual a : X + Y Kgs = 3,53 + 11,8 = 15,33 (relação teórica)

Essa relação também é conhecida como razão estequiométrica, considerand queima completa com gasolina pura. No Brasil, o uso de uma mistura de cerca de 22% à gasolina, faz com que a estequiométrica fique em 13,8:1.

2.10 - Processo de combustão em um motor

Infelizmente, em um motor de combustão interna não ocorre a queima compl combustível. Diversos fatores ocasionam a queima incompleta do combustível, eles: Tempo reduzido para a reação entre o combustível e o oxigênio do ar; A mistura ar combustível não é formada perfeitamente, deixando locais com exce oxigênio e outros com falta, tornando a queima no interior da câmara de com heterogênea; O ar admitido contém outros elementos além do oxigênio (Nitrogênio e outros gas menor proporção); Variações de carga, rotação, temperatura do ar e do próprio motor provocam alte na combustão, com alimentação com misturas fora da razão estequiométrica. Em um funcionamento hipotético de um motor ideal, seria consumida uma mis combustível estequiométrica - que é aquela que mantém a proporção ideal en reagentes para a ocorrência de uma queima completa. Se considerada a gasolina pura, ou seja, sem a adição de álcool, são necessários de 15 gramas de ar para cada grama de gasolina a fim de garantir uma queim resíduos de ar e hidrocarbonetos não queimados. A gasolina brasileira, por conte de 22% de álcool, possui poder calorífero ligeiramente menor, exigindo 13,28 gram ar para queimar completamente 1 grama de gasohol. O álcool hidratado por sua v uma razão estequiométrica de 9:1, devido à presença de oxigênio na composição  Sign up to vote on this title combustível. useful  Useful  Notda Em uma combustão completa, os únicos subprodutos resultantes queima da g são o dióxido de carbono, Água e Nitrogênio. A mistura real proporciona uma queima não ideal, produzindo outros subprodutos,

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Vapor d’água – compõe cerca de 9% dos gases de escape; Dióxido de carbono (CO 2) – compõe cerca de 18% dos gases eliminados. Apesar

ser considerado poluente, o gás carbônico, como também é chamado, é u responsáveis pelo Efeito estufa, contribuindo de forma significativa com a eleva temperatura global; Oxigênio e gases inertes – cerca de 1% dos gases do escapamento. Correspon oxigênio não utilizado durante a queima e os demais gases que compõe o ar atmo em reduzida quantidade.

2.10.2 - Gases poluentes Apesar de comporem apenas 1% dos gases expelidos, são extremamente dan saúde e ao meio ambiente, o que os torna indesejados e alvo de restrito controle legislações ambientais ao redor do mundo, são eles : Monóxido de carbono – inodoro e incolor, o CO é extremamente tóxico. Respirá uma concentração de 0,3% em volume mata em apenas 30 minutos. O gás se co aos glóbulos vermelhos do sangue, impedindo o transporte de oxigênio. corresponde à maior parte dos gases nocivos emitidos pelos motores (cerca de 18% Óxidos de Nitrogênio – o ar, quando submetido a elevadas temperaturas e pre

propicia a formação dos óxidos de nitrogênio que, combinados com o vapor d’á

atmosfera, pode formar o ácido nítrico. Esses elementos, além de nocivos à saúd fatores responsáveis pela formação de chuva ácida; Hidrocarbonetos – correspondem ao combustível não queimado, ou que parcialmente. Além de formarem fuligem – aquela substância que escurece os tu descarga dos carros – são cancerígenos. Partículas sólidas – especialmente vistos em motores Diesel, são uns dos respon pela fumaça preta desse tipo de veículo. Também T ambém causam problemas à saúde; Compostos de enxofre – o enxofre, não totalmente eliminado na produção da ga

pode provocar a formação de compostos que, combinados ao vapor d’ág

transformam em ácidos sendo nocivos à saúde e danificando o escapament catalisador; Aldeídos (CHO) – são voláteis cancerígenos e provocam irritações nas vias respira São especialmente gerados através da queima do álcool puro (etanol) ou do álcool presente à gasolina.

2.10.3 - Combustão anormal


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 Useful  Not useful 2.10.3.1 - Detonação Quando ocorre a centelha da vela, uma frente de chama é formada, ele rapidamente a pressão no interior da câmara de combustão. A auto-igniç

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detonação atrasando a ignição. Nesse caso a pressão no interior dos cilind ligeiramente menor, o que acaba por impedir imped ir a formação de novas frentes f rentes de cham

2.10.3.2 - Pré-ignição Também denominada ignição de superfície, é causada pela presença de um ponto no interior da câmara, dando origem a uma frente de chama independente da cente vela de ignição. A pré-ignição tem geralmente as origens em impurezas de carvão e válvulas incorretas. Um motor carbonizado costuma apresentar problemas de pré-igniç medida em que o carvão depositado na cabeça do pistão, válvulas e sedes de vá agem como pontos quentes, dando origem a frentes de chama anteriores à com provocada pela vela de ignição.

2.11 - Ciclos térmicos

O ciclo padrão de ar de Otto é um ciclo ideal que se aproxima do motor de com interna que funciona segundo esse ciclo. Um motor ideal tem o seu rend significativamente diferente de um ciclo ideal, mas de toda sorte, a comparação d real com um ciclo ideal é interessante na medida em que se pode avaliar a influên certas variáveis no rendimento. Observa-se que o rendimento do ciclo-padrão Otto é aumentado com o aume compressão. Em um motor real de ignição por centelha, o rendimento tam proporcional à relação de compressão. O aumento da taxa de compressão, visando melhora no rendimento, é perseguido fabricantes. Isso é possível através da melhora da qualidade do combustível e o u dispositivos de monitoramento eletrônico do fenômeno da detonação, de form durante o funcionamento do motor esse fenômeno seja evitado. O rendimento de um motor real, como já dito, se afasta significativamente do rend dos ciclos ideais devido aos seguintes fatores: Existe um processo de entrada e saída de gases durante o ciclo real, sen  nesses casos existem perdas de carga oriundas das válvulas, além do tr necessário para admissão e expulsão dos gases queimados; Existe uma troca de calor considerável entre os gases envolvidos e as pare  cilindro e o pistão; A combustão é incompleta e o processo de combustão substitui o proces   troca de calor à alta temperatura; Sign up to vote on this title Existe variação nos calores específicos dos gases com o aumento da tempe   Useful  Not useful bem como existem irreversibilidades associadas ao processo.

2.12 - Perdas decorrentes do funcionamento do motor

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Onde, Gw – Vazão da água em Kg/h; Cpw – calor específico a pressão constante do líquido de arrececimento arrececimento em Kcal/Kg Tw1, Tw2 – temperatura da água na entrada e na saída em °C.

2.12.2 - Perda de calor para os gases de escapamento Parte do calor gerada durante a queima do combustível no interior dos cilindros é p através dos gases de escape. Essa perda de caloria Qg é medida em Kcal/h: Qg = Gg x cpg (Tg 2 - Tg1) Kcal/h Onde, Gg – vazão dos gases de escape em Kg/h; Cpg – calor específico a pressão constante dos gases de escape em Kcal/Kg · °C; Tg1, Tg2 – temperatura do ar de admissão e dos gases de escapamento.

A vazão dos gases de escape pode ser aproximadamente determinada como somatório da vazão de ar admitido com o volume de combustível consumido. Assim Gg =

Q 1000



60   

f 1000

Kg/h

Onde, Q – Vazão de ar admitido em litros litr os por minuto; F – consumo de combustível em gramas por hora; 3  - peso específico do ar em Kg/m

A determinação do calor específico dos gases de escapamento escapamento é bastante complex vez que trata-se de uma mistura de diversos gases. Diferentemente do ar o cpg influência não apenas da temperatura, como da pressão. Como referência pod utilizar o valor e 0,26 Kcal/Kg · °C como um valor médio.

2.12.3 - Perda de energia pela fricção As perdas por fricção fr icção são aquelas devido aos atritosSign internos do motor e ao aciona up to vote on this title de acessórios, como comando de válvulas, bomba de água do sistema de arrefecim  Useful  Not useful bomba de óleo. Devido à grande grande dificuldade em se determiná-las determiná-las de individualizada, convencionou-se agrupá-las como perdas por atrito em ge determinação dessa perda pode ser através de três métodos distintos:

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Qf = Qt – (Qb + Qw + Qg) Kcal/h Sheet Music

Com a utilização de um dinamômetro

A distribuição das perdas perdas por fricção em um motor são mostrados mostrados no gráfico da Fig.

Fig. 3.1 – Distribuição das perdas por fricção em um motor

2.12.3.1 – Fricção nos pistões e anéis de segmento Representam quase 50% do total das perdas por atrito. Alguns fabricantes u apenas um anel de compressão para reduzir o atrito, conseguindo uma redução 20%, especialmente em cilindros de maiores volumes – veja Fig. 3.2.


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Fig. 3.2 – Efeito da eliminação do segundo anel de compressão

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Fig. 3.3 – Comparação do torque de fricção em acionamento de válvulas

A maior parte da fricção provém dos cames se arrastando nos balancins ao acioná utilização de balancins roletados contribui para uma redução na fricção, reduzin perdas nesse conjunto mecânico, conforme se vê no gráfico da Fig. 3.4.

Fig. 3.4 – Comparação do torque de acionamento de válvulas

À medida que a rotação se eleva, a lubrificação passa a ser fluida, o que acarre diminuição nas perdas, sendo o único dispositivo que possui esse comportamento.

2.12.4 - Perda de calor  Sign up to vote on this title Uma das considerações do ciclo padrão é que a expansão é adiabática. Mas e useful motor real, a grande diferença entre a temperatura  dosUseful gasesdeNotcombustão e as em contato com a câmara de combustão provoca grande perda de calor.

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Fig. 3.5 – Influência da duração da queima na eficiência

2.12.6 - Combustão incompleta Devido às perdas de carga na admissão, formação imperfeita da mistura e velo elevada da queima, não é possível realizar a queima completa do combustível ad pelo motor.

2.12.7 - Perdas por bombeamento e por contrapressão no escapamento Em um ciclo teórico de volume constante, o calor é retirado instantaneamente no morto inferior. Em um motor real, a válvula de escapamento abre cerca de 60 graus do PMI para reduzir a pressão dos gases. A intenção é reduzir a resi especialmente em altas rotações. A resistência à saída dos gases e a perda de carga provocada no sistema de ad também não é considerado em um ciclo ideal. A baixa eficiência térmica em condiç baixas cargas dos motores a gasolina deve-se em grande parte à perd bombeamento provocada pela borboleta do acelerador.

2.12.8 - Perdas por vazamentos À medida que a pressão nos cilindros aumenta, parte dos gases vaza por imper nos cilindros, juntas e anéis de segmento. Essa perda de compressão em motor em estado é menor que 1% do ar admitido, daí que as perdas devido a vazamento relativamente pequenas.


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3 - Combustíveis

Os motores de combustão interna podem funcionar com variados tipos de combust líquidos, gasosos e até mesmo sólidos. O tipo de combustível influi não só em parâmetros do motor – como eficiência, durabilidade e consumo – como influi em especificações do projeto do veículo, em especial no que tange ao armazenam sistema de alimentação. A maioria dos motores funciona f unciona com combustíveis derivados do petróleo, muito uso de combustíveis alternativos tem crescido. O álcool e os óleos vegetais são exemplos de soluções para substituição do petróleo.

3.1 - Octanagem

Para um máximo aproveitamento da energia do combustível, um moto r deve compr máximo a mistura, obtendo-se o máximo rendimento possível. Essa compress entanto, é limitada à resistência r esistência do combustível à auto-ignição. Como forma de mensurar essa resistência do combustível é medido o número de o do mesmo. A chamada octanagem do combustível é um índice comparativo em rel uma mistura padrão de dois hidrocarbonetos puros que foram escolhidos como refe por possuírem grande diferença na capacidade de resistir à detonação: Iso-octano - bastante resistente à compressão e que tem o número de o arbitrariamente igual a 100; Heptano – com reduzida resistência à detonação, tem o número de octanas des como 0. Dessa forma, um combustível é comparado com uma mistura desses hidrocarbonetos, onde a proporção de Iso-octano na mistura de comparação corres ao índice de octana do combustível avaliado. Um combustível com uma octanagem de 90 corresponde a um combustível c mesmas características de resistência à detonação que uma mistura formada por 9 Iso-octano e 10% de Heptano. Quando o número de octanas supera 100, ou seja, quando o combustível resiste detonação que a referência, é avaliado a quantidade de aditivo anti-detonante adic ao Iso-octano para obter o mesmo desempenho do combustível avaliado.

3.1.1 - Motores para avaliação da octanagem Para a avaliação da octanagem, são utilizados motores especiais monocilíndrico  taxa de compressão variável. Esses motores são denominados ( Cooperativ Sign up to vote onCFR this title Research ). ). O nome teve origem em um comitê composto por pesquisadores e fabr  Useful  Not useful de motores que desenvolveu um tipo de motor para o teste, bem como os m empregados.

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A média aritmética dos métodos pesquisa e Motor (RON e MON) dá origem a índice, o índice antidetonante. O motor CFR possui várias cubas disponíveis no carburador que possibil alimentação com o combustível padrão e com o combustível a ser avaliado para se o número de octanas. As condições de carga e rotação devem seguir o método utiliz

3.1.2 - Aditivos antidetonantes Para melhorar o índice de octanas da gasolina, são adicionados aditivos antideton Muito utilizado antigamente, o chumbo tetraetila é um antidetonante poderoso, mas ao prejuízo ambiental causado e danos ao catalisador do escapamento, f oi abolido. Modernamente tem-se utilizado o álcool como antidetonante.

3.1.3 - Índice de Cetano Os combustíveis para motores de ignição por compressão (Diesel) devem ser infla em contato com o ar superaquecido, uma vez que não existe vela de igniçã provocar a queima. A facilidade com que esse combustível se inflama é indicada pelo índice de cetan de certa forma pode ser dito como o oposto da octanagem, ou seja, um combustív alto índice de octanagem tem baixo índice de cetano e vice-versa. Da mesma forma que na octanagem, a determinação do índice de cetano é fe comparação com uma mistura padrão formada por dois hidrocarbonetos: Cetano – Bastante inflamável, pouco resistente à compressão; Alfa-metilo-naftalina – pouco inflamável. Quanto maior o índice cetano, maior o seu poder de queima espontânea em condiç alta pressão e temperatura.

GLP – 7% NAFTA – 8% GASOLINA – 20% Sign up to vote on this title

QUEROSENE – 4%

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DIESEL – 34%

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3.2 - Gasolina

Queimada pela imensa maioria dos automóveis no mundo, a gasolina é basicamente através do refino do petróleo. Os produtos finais do refino do petróleo descritos na Fig. 3.1. Com o intuito de melhorar o rendimento térmico do motor, diminuir as emissõ poluentes, aumentar a durabilidade dos componentes mecânicos e corrigir eve deficiências do combustível, são adicionados à gasolina diversos aditivos químicos.  Antidetonantes – melhoram a resistência da gasolina à compressão, aument sua octanagem; Inibidores de corrosão – inibem a corrosão das peças em contato  combustível;  Anticongelantes – possibilitam que a gasolina continue líquida, mesmo em severos; Dispersantes – impedem a formação de depósitos em peças e componentes  válvulas e guias de válvulas; Anti-oxidantes – Retardam a oxidação da gasolina;   Corantes – algumas distribuidoras adicionam corantes para modificar a col da gasolina, visando dificultar adulteração ou simplesmente por qu mercadológicas;

A gasolina brasileira é única no mundo. Também Também conhecida como gasohol , é comp 76% de gasolina e 24% de etanol (álcool etílico). O teor de álcool na gasolina co variar de acordo com as especificações vigentes na Agência Nacional do Petróleo A proporção descrita corresponde corresponde à vigente na época época de elaboração desse texto. texto. A mistura é efetuada pelas companhias distribuidores, que são as responsáve comercialização final do produto junto aos postos de serviço. A gasolina que com mistura é produzida, quase que em sua totalidade, pela Petrobrás, já o álcool é pro a partir da cana-de-açúcar em diversas destilarias espalhadas pelo país. Desde 1992 a gasolina comercializada no Brasil é isenta de chumbo tetra-etila. O c era utilizado para aumentar a octanagem do combustível, mas apresentava prejuízos ao meio ambiente, além de danificar os catalisadores. O Brasil foi u pioneiros a eliminar esse aditivo da gasolina. Atualmente são disponíveis disponíveis quatro tipos de gasolina: gasolina: Gasolina comum – indicada para todos os veículos nacionais e a maior   importados. Possui uma octanagem de 86 (média dos métodos RON/MON); Sign up to vote on this title Gasolina aditivada – possui a mesma octanagem gasolina comu  Not useful  Useful da distribuidoras acrescentam aditivos detergentes, que garante a limpeza do m dos componentes do sistema de alimentação por um tempo maior. Al

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Bom poder calorífero – a gasolina possui um elevado poder calorífero, determina um bom desempenho da unidade movida a gasolina. Devido motivo, são preferidos quando o desempenho é importante, como em motoci automóveis e navios rápidos de ataque; Baixo nível de ruído e vibrações – o uso de componentes compactos o estrutura leve possibilita aos motores a gasolina atenderem a esse objetiv louvor, bastando observar o nível de silêncio e reduzidas vibrações de um m gasolina moderno; 3.2.2 - Desvantagens dos motores a gasolina: Emissão de poluentes elevada – apesar da contínua redução nas emissõ  motores a gasolina ainda estão longe de atingir os níveis desejados organizações de controle ambiental, representando problemas, em espec grandes centros urbanos. O nível de emissão atual é significativamente men em alguns anos atrás, por exemplo, mas fica a dever quando comparado co unidade movida a gás natural; Presença de enxofre – a presença de enxofre na gasolina provoca a corros  peças em contato com o combustível, no interior do motor e até no siste escape. O enxofre pode ser retirado da gasolina, mas esse processo encare já custosa gasolina. o

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3.3 - Álcool

A crise do petróleo da década de 70 e seus elevados preços levaram o desenvolver o projeto Proálcool, diminuindo a nossa dependência do petróle naquele momento momento determinava determinava uma influência significativa significativa na balança comercia comercia década de 70 estudos indicavam que em 1984 a demanda de petróleo mund superar a oferta, com elevação dos preços a níveis catastróficos. Em 1973 ocorreu o primeiro estouro no preço internacional do petróleo, sendo q 1979 o barril superou os 50 dólares. dólares. Em 1975, portanto entre os dois choques, choques, o g brasileiro lançou o Proálcool - Programa Nacional do Álcool. A balança de pagamento, já mal dava para pagar o petróleo importado. Os pre açúcar eram cadentes. O País tinha toda infra-estrutura em terra, clima e tecnologia implantar um programa de energia renovável. O próalcool iniciou em 1977 com a adição de 20% de álcool à gasolina. A partir daí produção de modelos a álcool o Brasil passou a aumentar a produção de forma q final da década de 80, mais de 95% dos automóveis produzidos no Brasil eram  mov Sign up to vote on this title álcool. Nessa mesma época ocorreu uma estagnação na produção do álcool, e Not useful  Useful crescente demanda, houve escassez com uma grave crisede desabastecime governo teve de importar álcool para abastecer a f rota circulante. A queda nos preços internacionais do petróleo, com o aumento da oferta,

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O caldo é peneirado. Nesse ponto é definido o destino do mesmo: fabrica açúcar ou álcool; O caldo é submetido a uma pasteurização. As impurezas são retiradas a seg  decantação em separadores; O caldo é resfriado e são acrescentados fermentos (leveduras) que irão trans  lo em álcool; Após a fermentação, o caldo é encaminhado para as centrífugas, onde o fe  que sobrou do processo é separado para reutilização; Livre de impurezas, o caldo é destilado obtendo-se o produto final.  O álcool que é misturado à gasolina, diferentemente do álcool destinado ao u motores de combustão interna que é hidratado, é o anidro, isto é, praticamente ise água. Os problemas de corrosão e partida a frio iniciais foram solucionados com o u componentes mais resistentes e alimentação por injeção eletrônica. 

3.3.2 - Vantagens dos motores à álcool: ál cool:  Melhora do rendimento – o álcool é um combustível que resiste bem a comp (octanagem alta em relação à gasolina), permitindo a utilização de motore taxas de compressão mais elevadas. Quanto mais se comprime um combu melhor rendimento terá a queima. Daí que, em termos de rendimento térm motor a álcool é superior ao a gasolina, apesar do baixo poder calorífero do compensar negativamente essa vantagem. Menor poluição se comparado à gasolina e Diesel – por aproveitar melhor a e  do combustível, os motores a álcool possuem níveis de emissões de pol mais reduzidos em comparação com um similar a gasolina. Isso torna se bastante interessante em centros urbanos, onde a poluição é um problema q que ser observado e controlado.

3.3.3 - Desvantagens dos motores à álcool: Alta temperatura de vaporização – isso dificulta sua queima especialmente motor frio, uma vez que a vaporização do combustível dentro da câm combustão é vital para a perfeita mistura e queima com o ar; Baixo poder calorífero – determina um maior consumo de combustível em re gasolina. O poder calorífero é cerca de 30% menor que o da gasolina, o q  com que a viabilidade do uso do álcool esteja vinculada a title diferença de Sign up to vote on this equivalente em relação ao combustível mineral;  Useful  Not useful Efeitos corrosivos – A presença de água no álcool determina um dos m problemas no uso deste combustível. A água facilita o processo de corros o

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Viabilidade econômica vulnerável – o proprietário de um veículo a álcool de atento com relação aos preços e disponibilidade do líquido, analisando o benefício do combustível. combustível.

3.4 - Diesel

Combustível utilizado pela maioria dos veículos comerciais, o óleo Diesel proporcio motores um elevado rendimento térmico, com conseqüente baixo consum combustível. Os motores que operam no chamado ciclo Diesel, queimam o combustív compressão sem o uso de centelha elétrica. Uma vez que o óleo Diesel suport compressões sem problemas, esses motores possuem elevada taxa de compress seja, comprimem bastante a mistura ar combustível no interior dos seus cilindros. Em termos de aproveitamento da energia do combustível, quanto mais se compri combustível melhor. A compressão, no entanto, fica limitada ao quanto o combus suporta, sendo quantificada pelo índice de cetanas do mesmo. A elevada compressão de trabalho dos motores Diesel aliada à lentidão combustível para queimar por completo em relação aos outros tipos de combustíve os problemas característicos dos motores Diesel.

3.4.1 - Vantagens dos motores movidos à Diesel: Confiabilidade e durabilidade – A robustez dos componentes aliada à ausên  sistema elétrico de ignição, torna o motor Diesel insuperável nesse item, normal um veículo a Diesel, por exemplo, superar um milhão de quilô rodados sem necessidade de reparos corretivos. Essas características os especialmente indicados para grupos geradores, navios e locomotivas; Baixo consumo de combustível – argumento maior dos defensores desse  motor, essa característica é decorrente do elevado rendimento térmico. Isso de representar menor gasto com a sua operação, representa maior autono funcionamento, reduzindo a freqüência de abastecimento de combustível; Menor vulnerabilidade à água – por praticamente não possuir sistema elé  motor a Diesel pode operar em ambientes hostis com muita umidade, como de navio, por exemplo, sem maiores problemas, desde que o combustív puro.

 3.4.2 - Desvantagens dos motores movidos à Diesel: Sign up to vote on this title Ruído e vibrações elevados – o Diesel é queimado pela compressã  Not useful  Useful necessitando de centelha elétrica, o que faz com que a  queima seja ruidosa. de componentes robustos e, portanto pesados, determina um maior ruído funcionamento. Motores a Diesel modernos possuem ruídos e vibrações me

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motores a Diesel. O sistema mecânico, apesar de possuir alta confiab possui manutenção complexa que exige equipamentos caros e mão d altamente especializada. No sistema eletrônico a manutenção fica ba simplificada, mantendo o nível de confiabilidade do sistema antigo; Maior emissão de alguns poluentes – mesmo conseguindo um ex rendimento térmico, a queima do Diesel resulta em emissões elevad hidrocarbonetos através da chamada Fuligem Diesel (a fumaça preta que s descarga). Apesar de todos os esforços visando reduzi-la, não se chegou a um nível satisfatório. O uso de catalisadores e de dispositivos de recirculç gases do escapamento não impediu que muitos países impusessem restriç uso de veículos a Diesel nos centros urbanos. No Japão, por exemplo, o g cobra impostos mais elevados sobre esse tipo de veículo e determ substituição gradual de todos os veículos oficiais movidos a Diesel por equiv a gasolina; Partida a frio difícil – o motor a Diesel, por utilizar a compressão do ar para uma temperatura e pressão necessários a queima do combustível, pode apre dificuldades de partida em ambientes muito frios (temperaturas próximas ou de 5 graus). Essa deficiência determina a necessidade de dispositivos espec partida a frio para motores que operam nessas condições.

3.5 - Gás natural Veicular – GNV


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Encontrado na natureza em reservatórios no subsolo, o uso do gás natural está difundido fortemente no Brasil. Composto por uma mistura de hidrocarbonetos g (metano em sua maioria), o gás é extraído de poços subterrâneos ou submari distância entre os pontos de extração e os pontos de consumo, aliado à dificulda transporte, obriga a construção de gasodutos. Os automóveis movidos a gás natural são bi-combustíveis, ou seja, funcionam a g quando este se esgota ou quando o motorista aciona uma chave que faz com que o volte a operar com o combustível líquido original (gasolina ou álcool). O gás fica armazenado no veículo em um cilindro de alta resistência de aço refo capaz de resistir a choques e impactos de projéteis de armas de fogo. A pres armazenamento é de cerca de 200 Kg/cm 2. Além do cilindro de armazenamento de gás, o kit de conversão possui os componentes principais, ilustrados na Fig. 3.2: Redutor de pressão – é um dispositivo com comando elétrico destinado a red pressão do GNV – gás natural veicular - e regular o fluxo de gás de acordo c necessidades do motor. É dotado de três estágios de redução destinados a estável a pressão durante o funcionamento do motor e de uma eletroválvula m antes do primeiro estágio. Um sistema de aquecimento, que se utiliza da ág arrefecimento do motor, evita que a brusca queda de temperatura provo congelamento do GNV. O fluxo de GNV para a marcha lenta se faz a pressão posi segundo estágio e quando ativado utiliza um conduto separado do fluxo principal um dispositivo eletrônico para a partida, que incorpora um sistema de seguranç fecha a eletroválvula de GNV em caso de parada acidental do motor. Válvula de abastecimento – permite conectar, em um posto de abastecimento mangueira para completar o abastecimento do cilindro; Válvula do cilindro - situada no cilindro, cilindro, atua como válvula válvula de segurança, interrompe fluxo de gás em caso de rompimento da tubulação. Possui uma válvula manua interrupção em caso de manutenção ou emergência. Tubulação de aço de alta pressão – conduz o gás do cilindro até a válv abastecimento; Central de controle – controla todo o sistema, efetuando a mudança combustível líq gás durante a partida e determinando a mistura ideal em cada momento para forma misturador; Manômetro de pressão – informa a pressão no cilindro de gás; Chave comutadora de combustível x gás – permite ao condutor optar entre  comb Sign up to vote on this title líquido e gás natural veicular – – GNV; Not useful  Usefuldo  Variador de avanço – para um melhor aproveitamento gás, deve-se realiza alteração nas especificações do sistema de ignição com relação ao momento de d das centelhas nas velas (avanço de ignição). Ao variador de avanço cabe essa tare

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falha e proceda a ajustes desnecessários, instala-se um emulador de lambda, que nada mais é que um aparelho eletrônico que simula o funciona da sonda lambda em situações normais de uso.

3.5.1 - Vantagens do uso do gás natural 9 Reduzido índice de emissões – o motor movido a gás natural possui um e aproveitamento do combustível, principalmente devido ao fato do mesmo ser que facilita sua mistura com o ar, provocando uma queima mais homogênea e 10 Maior durabilidade do motor – a queima mais completa do combustível det uma considerável redução na formação de resíduos no interior do moto chamada carbonização. Isso eleva sua vida útil e aumenta o interva necessidade de troca do óleo lubrificante, determinando uma redução nos cus manutenção; 11 Menor custo do combustível – diminui o custo por quilômetro rodado ou h operação, trazendo redução nos custos operacionais; 12 Adaptável a veículos a gasolina ou álcool – muito embora o veículo a álcool ideal para conversão, devido a maior taxa de compressão do motor, p converter motores a gasolina para gás natural; 13 Veículo bi-combustível – basta apertar um botão e tem-se o veículo norm combustível líquido, o que o torna bastante versátil.

3.5.2 - Desvantagens do GNV Reduzido poder calorífero do gás natural – apesar do motor aproveitar  combustível, este possui um baixo poder calorífero, o que provoca pe potência; Uso do gás necessita de kit de adaptação – o usuário deve avaliar o  benefício da instalação do kit, considerando o quilometragem que r oda e o instalação que, inclusive, pode invalidar a garantia fornecida pelo fabrica veículo (a não ser se o próprio fabricante instalar o Kit); Autonomia limitada – o cilindro de gás não garante uma autonomia muito  (geralmente cerca de 200 Km em uso normal). Isso, aliado ao fato de ex poucos postos de abastecimento e somente nos grandes centros, to autonomia do veículo a gás um problema, que por sua vez só não é mais devido ao veículo ser bi-combustível;  Porta-malas – o cilindro ocupa um volume considerável do portaSign up to vote on this title representando um inconveniente caso se necessite carregar bagagem. 

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4 - Componentes do motor de combustão interna

Um motor é composto basicamente por 4 partes principais, cada uma subdividi partes ou sistemas : cabeçote, bloco, conjunto móvel e cárter, conforme se vê na 4.1.

Fig. 4.1 - Principais componentes c omponentes de um motor 1

4.1 - Bloco do motor O bloco é a maior peça do motor, compondo a estrutura que contém os cilindros o movimentam os pistões – Fig. 4.2. Na parte inferior do bloco está situado o virab que transforma o movimento alternado dos pistões em movimento circular, transmi ao volante do motor e à polia frontal onde estão acopladas as correias que movim os diversos acessórios, que por sua vez são conectados ou suportados pelo bloco.


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O bloco do motor também contém diversas passagens internas para o líqu arrefecimento e óleo. O cabeçote está montado na sua parte superior e o cárter d está montado na parte inferior. O bloco de um motor geralmente é construído em ferro fundido ou liga de alum alumínio apresenta a vantagem da leveza e boa dissipação de calor, embora muitas se utilize metal cromado na superfície dos cilindros com o intuito de maior resistên atrito provocado pelo movimento dos pistões.

4.1.2 - Camisas dos cilindros Uma camisa de cilindro é um cilindro de ferro endurecido, que é inserida dentro do do motor. A camisa não é requerida em todos os blocos de motor. Na maioria dos m de automóveis, as camisas são usinadas no próprio bloco, utilizando-se muitas ve um tratamento especial visando melhorar a lubrificação. Os motores maiores e os mais antigos possuem camisas camisas removíveis, o que que bara reparo do motor. Nesse caso em caso de desgaste basta substituir a camisa, ao que o bloco de cilindros requer retífica completa e, a depender do grau de des substituição. As camisas são feitas de material duro para conter a combustão den cilindros e o desgaste com o movimento dos pistões e anéis. Há dois tipos de cami cilindros, as camisas secas e as camisas úmidas, conforme a Fig. 4.3.

Fig. 4.3 - Tipos de camisa 1

4.1.2.1 - Camisas úmidas  Sign up to vote on this title As camisas úmidas recebem este nome porque elas têm contato direto com o líqu Not useful  Useful arrefecimento do motor no bloco. São usadas vedações para  evitar vazamento do de arrefecimento do motor. Camisas úmidas são fáceis de reparar, pois pode facilmente substituídas. Isto torna desnecessário retificar o cilindro e elim

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Para a contração, a camisa é resfriada e o bloco aquecido. Após atingirem a m temperatura, as camisas exercerá pressão em seu alojamento no bloco do motor, f firmemente fixadas. As camisas secas não podem ser removidas intactas do blo motor, e procedimentos especiais são necessários para a sua instalação.

4.1.3 - Alojamento e apoios da árvore de manivelas A parte inferior do bloco do motor contém um alojamento onde está situada a árv manivelas suportada por mancais. Um reservatório de óleo, denominado cárter d forma a parte inferior do alojamento da árvore de manivelas. O alojamento da árv manivelas possui várias superfícies de apoio para a árvore de manivelas. O núm apoios varia dependendo do comprimento da árvore de manivelas e disposiçã cilindros. Por exemplo, um motor de 4 cilindros tem, usualmente, cinco destas supe de apoio. A árvore de manivelas é montada sobre casquilhos inseridos, instalad superfícies de apoio e fixados com capas de mancais. Os apoios possuem passag óleo que lubrificam a árvore de manivelas à medida que ela gira contra os casq Estas passagens alinham-se com furos para óleo nos casquilhos. O bloco do moto uma ranhura para o vedador traseiro principal de óleo, que impede o vazamento d na traseira da árvore de manivelas.

4.1.4 - Virabrequim A virabrequim, também denominado árvore de manivelas, transforma o mov alternativo dos pistões no movimento rotativo necessário para acionar as rodas do v – Fig. 4.4. A árvore de manivelas é montada no bloco do motor em suportes em fo

―U’ que são fundidos dentro do conjunto do bloco do motor. As capas dos m

principais são aparafusadas nos suportes para fixar a árvore de manivelas no bloco as superfícies de montagem há casquilhos nos quais a árvore de manivelas gi apoiada. Quando o bloco é fabricado, f abricado, as superfícies para os casquilhos são usinada serem exatamente paralelas à árvore de manivelas. Por esta razão, as capas dos m principais nunca devem ser intercambiadas.


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alta resistência. Árvores de manivelas feitas para alto desempenho ou aplicações p usualmente são forjadas. Em um projeto de motor, a ordem de queima determinada e o correto balanceame virabrequim são fundamentais para a durabilidade deste e reduz da vibração e decorrente do funcionamento do motor. Algumas árvores de manivelas po contrapesos fundidos opostos aos furos, garantindo o balanceamento e a integrida eixo, mesmo em rotações r otações elevadas.

4.1.5 - Mancais da árvore de manivelas Os mancais numa árvore de manivelas são aquelas áreas que servem como supe de rolamento para a própria árvore de manivelas, ou bielas que são fixadas à árv manivelas. Os mancais para os rolamentos são referidos como mancais princip munhões dos casquilhos (Fig. 4.5). Os mancais para as bielas são referidos mancais das bielas ou m moentes. oentes. Um projeto comum para um motor de 4 cilindros em linha possui cinco mancais pri dos casquilhos e quatro mancais das bielas. Um pistão é conectado a cada man biela usando uma biela. O projeto para um motor com cilindros em V possui duas para cada mancal de biela.

Fig. 4.5 - Mancais principais do virabrequim 1

 4.1.6 - Mancais principais Sign up to vote on this title Os mancais principais suportam a árvore de manivelas dentro dos casquilh Not useful  Useful  rolamento, e as capas dos casquilhos principais. Os mancais principais da árv manivelas são divididos em partes circulares que envolvem os mancais princip

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4.1.7 - Lubrificação dos mancais Na maioria dos motores, as metades superiores e inferiores dos casquilhos nã intercambiáveis. A parte superior, usualmente, possui uma passagem de óleo – Isto permite que o óleo flua para a superfície do mancal principal. Como o diâme mancal principal da árvore de manivelas alguns décimos de milímetros menor do diâmetro interno criado pelos casquilhos, o óleo pode formar uma cobertura na sup completa do mancal.

Fig. 4.6 - Lubrificação dos mancais 1

4.1.8 - Folga dos mancais O espaço entre os casquilhos e o mancal da árvore de manivelas é chamado de radial do mancal. A folga é uma das mais críticas medições em um motor. O ól lubrifica os casquilhos não faz um filme permanente. Assim que a árvore de ma gira, o óleo por sua vez funciona em seu caminho para as bordas externa casquilhos, onde é direcionado novamente para dentro do cárter. Um nov constantemente flui através do furo de óleo para substituir o óleo que saiu. O constante de óleo sobre os casquilhos ajuda a esfriar e a levar para fora cava sujeiras provenientes das superfícies dos mancais. Se a folga for muito pequena, não será suficiente para o óleo lubrificar os compone  atrito resultante desgastará os casquilhos rapidamente. Sign up to vote on this title Se a folga for muito grande, muito óleo fluirá através dos casquilhos. A pressão d  Useful  Not useful cairá e o mancal da árvore de manivelas pode começar a bater contra o casqu invés de girar dentro dele.

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para aceitar um mancal de encosto – Fig. 4.7. O mancal de encosto contém movimento de vai e vem. A parte superior e a inferior do mancal de encosto po ranhuras de óleo que permitem ao óleo fluir f luir ao redor do mancal.

Fig. 4.7 – Mancal de encosto 1

4.1.10 - Volante do motor O volante tem como função regularizar o movimento do motor. Quanto mais pesad volante, menores serão as variações. Em contrapartida, a aceleração do motor ser lenta devido à inércia. Se o volante do motor for demasiadamente leve apres irregularidades de funcionamento, mas terá aceleração rápida. Ao volante do motor está acoplado o sistema de embreagem ou conversor de torqu transmite o troque do motor ao sistema de transmissão.

4.2 – Cárter Localizado na parte inferior do motor, o cárter age como um reservatório de captando todo o lubrificante que respinga e desce das partes superiores do motor. O cárter geralmente é estampado em aço, embora também possa ser fundi alumínio. Aletas de refrigeração podem fazer parte do desenho do mesmo com o de contribuir para o arrefecimento do óleo.  Na parte inferior do cárter existe um furo fechado porSign umupparafuso bujão. Através d to vote on this title possível escoar o lubrificante para proceder à troca. Alguns motores possue Useful Not useful pequeno imã acoplado a esse parafuso, para  que capte partículas metálic suspensão, ajudando na limpeza do óleo.

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5 - Lubrificação

O movimento relativo entre diversas peças, elevados esforços e troca intensa de faria com que as diversas peças de um motor rapidamente se desgastasse fundissem. Para evitar o colapso do motor com esses problemas, a lubrificação to fundamental. Além de reduzir o desgaste por atrito entre as peças, o lubrificante atua resfri limpando o motor, além de contribuir decisivamente para a vedação dos cilindros a de uma película de óleo aderida às paredes dos cilindros, formando um assenta perfeito entre os anéis de segmento e os cilindros.

5.1 - Atrito

Existem dois tipos de atrito: o estático, quando não há movimento relat ivo entre as e o dinâmico, quando existe deslocamento relativo entre duas superfícies em contat conta O atrito é extremamente prejudicial ao funcionamento do motor, na medida e ocasiona desgaste das peças, aumento da temperatura, perda de rendimento e g de ruído. O atrito dinâmico pode ser de três tipos: Atrito seco – ocorre quando existe efetivamente o contato direto entre duas superfí atrito seco provoca alto desgaste e elevação rápida da temperatura, podendo leva fundição das peças envolvidas; Atrito úmido – nesse caso existe a intermediação de uma fina camada de lubrifican impedindo, no entanto, o contato entre as cristas das rugosidades das superfíc lubrificação com essas características é denominada lubrificação limite ou restrita. Atrito líquido – não existe o contato direto, pois uma película homogênea e co intermedeia as duas superfícies. Esse tipo de lubrificação, chamada de lubrif hidrodinâmica, é utilizada na lubrificação de algumas das partes mais críticas do m formação da película pode ser observada através da Fig. 5.1.


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Fig. 5.1 Atrito líquido

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5.2.2 - Proteção contra ferrugem e corrosão Durante o funcionamento do motor, vapores de água e de ácidos são formados. O através de aditivos adequados, evita que esses vapores provoquem dano componentes do motor, agindo como uma cobertura a esses componentes.

5.2.3 - Limpeza do motor O carbono e outros elementos resultantes do processo de queima, provoca o acúm vernizes e borras nos componentes, podendo inclusive vir a entupir galerias e preju vedação de válvulas. As características dispersantes e detergentes atuam eliminando a concentração impurezas, deixando-as para que fiquem em suspensão no óleo ou retidas no garantindo uma limpeza do motor.

5.2.4 - Refrigeração Além da importante tarefa de lubrificar o motor, o óleo tem fundamental importâ controle da temperatura de funcionamento do motor, servindo como meio de remo calor. Parte do calor gerado é absorvido pelo óleo e expelido ao ambiente através da sup do cárter ou radiadores de óleo. Os motores refrigerados a ar, por exemplo, têm n um dos principais meios de refrigeração. Para melhorar a capacidade refrigera sistema de lubrificação, pode-se fazer uso de dispositivos para m elhorar a troca térm Maior quantidade de lubrificante – nesse caso, uma maior quantidade de óleo a tarefa, exigindo um tempo maior para que o óleo fique superaquecido e tenha desempenho de remoção de calor reduzido; Trocadores de calor no sistema de lubrificação – pode-se ter radiadores de óleo (Fi ou trocadores de calor óleo / água do sistema de arrefecimento. Um outro artifício é cárter com aletas de refrigeração. A maior área de contato com o ar proporcion maior troca de calor, conseqüentemente uma redução na temperatura do lubrificant


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5.2.5 - Vedação dos cilindros Os cilindros de um motor possuem uma superfície brunida. Durante o proces brunimento, produz-se uma superfície platafórmica, ou seja, uma superfície com um número de vales em relação ao número de picos (Fig. 5.3). O óleo preenche justa esses vales e os picos são retirados durante o processo de amaciamento que durante os primeiros milhares de quilômetros do motor. Preenchendo esses vales, o lubrificante garante a vedação da compressão, asse pelo contato entre as paredes dos cilindros e os anéis de segmento do pistão.

Fig. 5.3 – Aspecto de uma superfície brunida

1

5.2.6 - Facilitar a partida a frio A viscosidade do óleo frio não pode ser muito elevada, sob pena de dific deslizamento das peças móveis. Outro fator bastante importante, é que o óleo atinja rapidamente todas as partes do garantindo uma lubrificação quase que instantaneamente após a partida do mesmo.

5.3 - Principais características do lubrificante Sign up to vote on this title

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 Useful  Not useful 5.3.1 - Viscosidade É uma das características mais importantes do lubrificante. Representa sua capa de escoamento, resultado da resistência imposta por suas moléculas ao deslocame

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A viscosidade para óleos com aplicação automotiva é medida pela classificação SA lubrificantes de motor, que vai de 0W a 50W, onde o W significa Winter – inver inglês. Os óleos multiviscosos possuem sua viscosidade expressa em duas tempera frio (número que precede o W) e quente – número após o W. Assim, um óleo 20W50, apresenta viscosidade de 20 quando frio, f rio, se comportando um óleo de viscosidade 50 quando quente, na temperatura normal de operação do m A norma SAE J300 de Dezembro de 1995 estabelece as viscosidades e tempe para cada classificação, veja figura 5.4.

Viscosidade (cSt) a 100ºC Grau SAE Viscosidade (cP), máx. mínimo máximo 0W 5W 10W 15W 20W 25W 20 30 40 50 60

3250 a -30ºC 3,8 3500 a -25ºC 3,8 3500 a -20ºC 4,1 3500 a -15ºC 5,6 4500 a -10ºC 9,3 6000 a -5ºC 9,3 5,6 9,3 12,5 16,3 21,9 Fig. 5.4 – Classificação viscosidade SAE

9,3 12,5 16,3 21,9 26,1 1

5.3.2 - Classificação API Os óleos básicos não possuem características adequadas para a lubrificação dos m de combustão interna modernos. Para melhorar as suas propriedades, aditivo adicionados. Para classificar um óleo de acordo com sua qualidade dos aditivos, o Instituto Ame do Petróleo (API) estabelece a graduação de óleos, onde os que se iniciam  correspondem a automóveis e os C, veículos comerciais a Diesel. Sign up to vote on this title Atualmente os óleos para motores por ignição a centelha álcool e gás  Useful(gasolina,  Not useful têm sua classificação iniciando em SF, até SL. Quanto maior a classificação, qualidade terá o óleo.

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5.4 - Contaminação do lubrificante

Com o tempo e a quilometragem, o lubrificante começa a acumular contaminante acarretam mudanças químicas e perda de propriedades. Os principais a contaminantes do lubrificante são: 5.4.1 - Substâncias abrasivas: compostos basicamente pela poeira, que con ultrapassar os dispositivos de filtragem do ar e partículas metálicas resultan desgaste do motor e que ficam em suspensão no óleo. Parte das substâncias abra retida pelo filtro de óleo, daí a necessidade de sua substituição regular; 5.4.2 - Produtos de combustão: os produtos resultantes da queima do combu com bu água, ácidos e hidrocarbonetos não queimados – ultrapassam a vedação dos a contaminam o lubrificante. Parte do combustível, em especial quando o moto operando com mistura rica, dilui o lubrificante, descendo pelas paredes do cilindro carter; 5.4.3 - Produtos de oxidação: o lubrificante, contaminado por resíduos oxidantes a formar vernizes que dificultam a lubrificação e a formação de uma película de ó uso de aditivos dispersante e a substituição regular do óleo ajuda a diminuir o proble probl

5.5 - Sistema de lubrificação de um motor de combustão interna

Um motor de combustão possui diversos elementos que, trabalhando em conjunto, na lubrificação, conforme se pode visualizar na Fig. 5.5. Cárter – também conhecido como reservatório de óleo, mantém uma rese  óleo do motor além de servir de reservatório para o óleo que acabou de pelo motor. Além dessa dessa função, o cárter atua na refrigeração do óleo, bastante comum cárter equipados com aletas defletoras de calor para diss do calor à atmosfera; Bomba de óleo – situada nas partes mais baixas do motor, atua retirando ó  cárter através de um pescador de óleo e bombeando até os canais de lubrifi que por sua vez leva o óleo para todas as peças que necessitam de lubrificaç Filtro de óleo – pode atuar em série com a bomba, filtrando o óleo que irá lu  as peças ou em derivação. Tem a importante função de reter as impurez suspensão no óleo. Os filtros em geral possuem uma válvula de seguran atua desviando o óleo do elemento filtrante em caso de entupimento, ev colapso no sistema em caso de saturação do filtro; f iltro;  Válvula reguladora de pressão – uma válvula, situada na linha de lubrificação  é de alívio de pressões excessivas, limitando a pressão linha. O title excesso Sign upna to vote on this para o cárter;  Useful  Not useful  Radiador de óleo – em alguns motores, com o intuito de manter a tempera óleo dentro de certos limites, são instalados trocadores de calor óleo-ar ou

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Fig. 5.5 – Componentes do sistema de Lubrificação Em um motor diversos sistemas de lubrificação lubrifica ção são utilizados:

5.5.1 - Lubrificação por pressão Uma bomba de óleo, geralmente de engrenagens, fornece óleo sob pressão pa sistema de canais. O virabrequim possui um canal de lubrificação de modo que chega aos mancais de pressão, sendo canalizada aos moentes para lubrificaçã bielas. Um canal na biela garante a passagem de óleo para lubrificação do eixo do A pressão de lubrificação permite o atrito fluido, uma vez que o óleo forma uma entre as superfícies a serem lubrificadas.

5.5.2 - Lubrificação por salpico  As bielas equipadas com pescadores mergulham emSign cubas e, por inércia, o óleo p up to vote on this title na biela e lubrifica o moente. O salpique geradopelo processo ajuda a lubrif Useful  Not useful paredes dos cilindros, conforme se pode verificar na Fig. 5.6.

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5.5.3 - Lubrificação por projeção Compreende a lubrificação sob pressão de todos os mancais e a lubrificação das por um jato de óleo. A rotação da biela contra o jato intensifica a penetração d favorecendo a lubrificação e refrigeração do conjunto (fig. 5.7). 1 – Canal de óleo sob pressão 2 – Jato de óleo dirigido sobre a biela 3 – Cuba cheia de óleo para lubrificação por salpico

Fig. 5.7 – Lubrificação por projeção 1

5.5.4 - Lubrificação por mistura - motores dois tempos Nos motores de dois tempos, a lubrificação ocorre pela adição de óleo ao comb não existindo os componentes tradicionais do sistema de lubrificação de um motor tempos. A queima do lubrificante produz a fumaça e cheiro característicos desse motor, apesar de o uso de óleos mais modernos ter reduzido a emissão de fu Conforme já abrangido no capítulo de lubrificantes, o óleo utilizado é especia formulado para essa aplicação, queimando mais facilmente e evitando exces resíduos. A adição de óleo pode pode ser por dois métodos: Manual – seguindo a proporção recomendada pelo fabricante, o óleo é mis diretamente ao combustível no tanque. Apresenta o inconveniente da necessidade o óleo sempre disponível, além da possibilidade de erro na proporção. Óleo em pro aquém do recomendado provoca rápido desgaste do motor. Oleo em excesso, p vez, provoca carbonização excessiva, emissão elevada de fumaça, além de provocar o travamento das paletas da janela de escapamento do motor, com conse  perda de rendimento. Sign up to vote on this title Lubrificação automática – nesse caso existe um reservatório separado Not usefulpara o lubr  Useful  dois tempos. Uma bomba acionada pelo motor realiza a mistura geralmente à jusa carburador, de acordo com regulagem específica de vazão para garantir a pro

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separado do motor. Uma bomba realiza a circulação forçada do óleo, ao passo e uma bomba de retorno conduz o óleo do pequeno cárter na parte inferior do mo reservatório. O cárter nessa situação funciona como um captador, caben reservatório externo o armazenamento e refrigeração. Por esse motivo o sist denominado de cárter seco.

Fig. 5.8 - Sistema de cárter seco

5.6 – Aspectos da utilização e troca do lubrificante

O uso de um motor e sua manutenção influem diretamente na durabilidade e perío troca do lubrificante. Alguns fatores devem ser considerados:

5.6.1 - Nível do óleo Conservar o lubrificante em seu nível correto é um fator de grande importância.  Signcilindros up to vote on thismais title abundan estiver excessivamente alto, o borrifo nas paredes dos será useful dos ané quantidade exagerada poderá estar acima da capacidade de Not controle  Useful  excesso penetrará na câmara de combustão e se queimará. Baixo nível de óleo, por sua vez, provoca queda na pressão do sistema de lubrifi

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Fig. 5.9 - Vareta medidora do nível de óleo do motor

5.6.2 - Diluição do óleo A umidade e o combustível que passa pelos anéis tendem a se diluir no óleo, provo leituras fictícias de nível. Veículos que trafegam constantemente em tempe inferiores às normais de funcionamento, em especiais aqueles veículos utilizado percursos curtos e rápidos, tendem a sofrer esse fenômeno com maior intensidade. Durante o funcionamento em baixas temperaturas, a mistura ar combustível fornec motor tende a ser mais rica, para compensar a perda por evaporação e alteraç volatilidade do combustível. Parte do combustível não queimado escorre pelas pare cilindro, não sendo retida pelos anéis, o que provoca o fenômeno. Devido a essa contaminação, o óleo de um motor submetido a essas condições d deve ser trocado mais freqüentemente, pois esse é considerado uso severo. Um veículo, por exemplo, que circulou alguns milhares de quilômetros em sua maio percursos curtos. Nesse caso ocorrerá diluição de contaminantes no óleo. E determinado dia o mesmo veículo, conduzido a elevadas velocidades em uma e num dia de calor, por uma distância de 100 km, evaporar-se-ão os elementos da d O nível de óleo descerá tanto que o motorista será levado a crer que o moto gastando óleo em excesso. O nível que baixou, na realidade, pertence em grand aos diluentes que evaporaram, servindo como exemplo de uma leitura fictícia.

 5.6.3 - Viscosidade do óleo Sign up to vote on this title Alguns motoristas possivelmente acreditam que o consumo de óleo esteja em  Useful  Not useful direta com a viscosidade usada. De fato, se aumentar a viscosidade dim temporariamente o consumo. Porém pode elevar-se o desgaste por atrito, já que mais denso não pode penetrar entre as peças muito ajustadas quando o motor está

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conservar limpas as peças com as quais entre em contato. Ao mesmo tempo manter em suspensão as impurezas até que chegue o momento da troca. Quant tempo se conservar o óleo no motor mais decrescerá sua eficiência em man suspensão as impurezas. O óleo é submetido a diversas impurezas: combustível não queimado, resídu combustão, umidade e partículas metálicas resultante do desgaste do motor. O f óleo retém parte dessas impurezas, mas mesmo assim as impurezas em susp tendem a saturar o óleo e o próprio filtro com o tempo, prejudicando as características físicas e químicas. Ao atingir a quilometragem ou tempo determinado, o óleo deve ser substituído para lubrificação continue de acordo ao projeto do motor. A substituição do óleo e do f óleo deve seguir as recomendações do fabricante, onde são considerad especificações do óleo e peridiocidade de troca baseada na quilometragem, te condições de uso do motor. O uso em regiões de muito poeira ou areia e uso severo determinam uma redu período de troca.

5.6.5 - Consumo de óleo lubrificante Desde que se aumentou o intervalo entre as trocas de óleo do motor, vários têm s comentários a respeito do consumo de lubrificante. Isso pode atribuir-se em p opinião errônea de muitos proprietários de veículos, os quais sustentam que os mo motores não devem consumir óleo em quantidade que possa ser notada, entre um e outra. Não é possível estabelecer uma norma genérica relativa ao consumo de lubrifica motor de determinado veículo pode muito bem consumir um litro de óleo a cada 2.5 enquanto que outro idêntico gasta a mesma quantidade em apenas 1.500 k diferentes condições de trabalho. Apesar da flagrante diferença esse consumo po normal em ambos os casos. Um caminhão, por exemplo, pode consumir normalme litro de óleo a cada 800 km dadas as suas rigorosas condições de funcionamento. A película de óleo que recobre as paredes dos cilindros, embora finíssima é irrecup queima-se a cada curso de explosão. Por outro lado, a camada de lubrificante qu nas hastes das válvulas desce para a câmara de combustão onde também é infl juntamente com a mistura combustível. O perfeito ajuste das peças móveis dos atuais reduz em muito esse consumo de óleo, mas não pode eliminá-lo em absol contrário, não haveria lubrificação. Isso explica porque é necessário que  um Sign up to vote on this title mesmo em condições mecânicas absolutamente perfeitas, consuma pequena parc  Useful  Not useful óleo lubrificante. O consumo de lubrificante depende de diversos fatores: Forma de dirigir - em alta rotação o motor tende a consumir uma quantidade 

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Marcha lenta – submeter o motor a longos períodos em marcha lenta p problemas de lubrificação, desgaste e maior queima de óleo; Folgas e desgastes internos – o desgaste do motor, aumenta as folgas in  provocando uma maior perda de lubrificante que deixa de ser retirada da c pelos anéis de segmento; Motores novos ou recém retificados – nesse caso o consumo também é ma  primeiros 5.000 Kms decorrente dos ajustes internos não totalmente efe durante o processo de amaciamento do motor; Vazamento externo – juntas danificadas podem provocar vazamentos extern  provocam perda de lubrificante; Sistema de ventilação do cárter – os gases provenientes do cárter são cond  à queima com o intuito de conter as emissões de gases poluentes. Entupim ou problemas nesse sistema podem fazer com que o motor queim juntamente com os vapores vapores deste, aumentando aumentando o consumo de lubrificante. Durante o projeto e teste de validação de um motor, é estabelecido um grá consumo de lubrificante em relação ao consumo de combustível. Verifica-se tam consumo máximo admissível de óleo, informação essa também fornecida pelo fab do motor. Um consumo exagerado deve ser verificado quanto às causas para corre eventuais desgastes ou mau uso. 


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6 - Sistema de Arrefecimento

Fig. 6.1 – A combustão gera uma considerável quantidade de calor 1

A queima do combustível combustível em um motor de combustão interna provoca, além da do trabalho que moverá o automóvel, uma u ma considerável quantidade de calor – – Fig. 6 O calor é o que determina o movimento dos pistões e conseqüente funcioname motor. No entanto, os componentes do motor não resistem às temperaturas extre podem vir a fundir ou engripar, resultando no colapso das peças. O sistema de arrefecimento atua de forma a manter a temperatura do motor den certos limites, de forma que aproveite ao máximo a energia do combustível se entanto, ser danificado por temperaturas excessivas. Para se ter uma idéia da quantidade de calor despendida, basta dizer que de 12 energia proveniente da queima do combustível é transformada em calor qu removido para a atmosfera. Outros 3 a 4% da potência do motor serão gasto acionar os componentes que estão diretamente relacionados com o arrefecime motor.

6.1 - Motores refrigerados a ar

Alguns motores menores e em aplicações especiais são refrigerados a ar. sistemas, aletas garantem uma área maior de contato com ar, garantindo a refrige Em alguns casos, um ventilador é instalado para forçar uma maior quantidade  de Sign up to vote on this title as aletas, além da circulação de ar imposto pelo próprio deslocamento do veículo. Not usefulsob contro  Useful émantida Nos motores refrigerados a ar, a temperatura de operação atuação do ar e do lubrificante, que nesse caso possui papel ainda mais importa remoção de calor das partes internas do motor.

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Fig. 6.2 – Motor Porsche Flat 6 refrigerado a ar

6.1.1 - Vantagens da refrigeração a ar: Simplicidade, com a presença de poucos componentes;  Fácil manutenção;  Não requer água, o que elimina a corrosão provocada pelo líquido e fa  operação.

6.1.2 - Desvantagens da refrigeração a ar: Capacidade de remoção de calor limitada;  Em alguns casos exige refrigeração suplementar do óleo lubrificante;  Menor absorção de ruídos oriundos da queima do combustível no interi  cilindros, uma vez que não possui câmaras de água; Maior severidade requerida do lubrificante, o que pode determinar prazos m  para a troca.

6.1.3 - Cuidados com motores refrigerados a ar Alguns cuidados garantem a durabilidade dos motores refrigerados a ar no que sistema de arrefecimento:  Óleo lubrificante – o óleo lubrificante deve ser rigorosamente  Sign up to vote on this titletrocado no especificado pelo fabricante, bem como as especificações pelo useful  Useful  Notrequeridas devem ser atendidas; Aletas e canais de refrigeração – é necessário que se mantenha as aletas lim 

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6.2 - Refrigeração líquida

A imensa maioria dos automóveis possui motor com refrigeração líquida. O garante boa capacidade de refrigeração com relativa simplicidade. O fluido de arrefecimento, composto por água e aditivo, circula em canais dentro do retirando calor para posterior desprendê-lo ao meio ambiente através do ra conforme se vê na Fig. 6.3. 6.2.1 - Vantagens da refrigeração líquida:  Grande capacidade de refrigeração, o que permite elevados rendiment motores compactos; Não requer aletas no motor, simplificando o seu desenho e fabricaçã o, a  torná-lo mais leve e compacto;  Exceto pela tomada de ar do radiador, não requer tomadas de ar adicionai refrigeração. 6.2.2 - Desvantagens da refrigeração líquida: Necessita de área para instalação do radiador;  Possui diversos componentes, o que torna a manutenção mais complexa;   Necessidade de espaço para entrada de ar do radiador, mangueiras e reser de expansão.

Fig. 6.3 - Sistema de refrigeração líquida

6.2.3 - Componentes do sistema de refrigeração líquida: O sistema de arrefecimento líquido é composto pelos seguintes componentes princi

6.2.3.1 - Bomba d´água  Sign up to vote on this title Garante a circulação de água dentro do motor e através do radiador. A bo Not useful movimentada por uma correia conectada ao motor. A Useful bomba garante que a água com boa vazão, permitindo uma grande eficiência na remoção de calor (Fig. 6.4).

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6.2.3.2 - Radiador Dispositivo que a realiza a troca térmica entre a água aquecida oriunda do motor, do meio ambiente. Tubos conectados a aletas garantem uma grande área de c entre o ar e a água a ser resfriada, permitindo uma eficiente troca de calor.

Fig. 6.5 - Radiador e ventiladores elétricos

Para garantir uma circulação de ar mesmo em baixas velocidades, um ventilado pode ser elétrico ou acionado diretamente pelo motor, provoca a circulação de ar f – Fig. 6.5. O radiador provoca a redução na temperatura da água para que essa possa retor motor, garantindo assim a reutilização da água em um sistema fechado.

6.2.3.3 - Reservatório de expansão O radiador possui uma mangueira conectando-o a um reservatório, denom reservatório de expansão. A função desse reservatório é recuperar por condensa água que evaporou, evitando a necessidade de completar o nível da água com freqü freq O abastecimento do sistema é feito pelo reservatório de expansão, que complementação do volume de água do radiador.

6.2.3.4 - Tampa do radiador O radiador é fechado, de forma que a água, com a elevação da temperatura, perm  Sign up to vote this title pressurizada no interior de todo o sistema. A pressurização, tal on como em uma pan pressão, permite que a água ultrapasse os 100 grausCelsius Useful sem useful  Notevaporar. Para evitar que algum problema provoque a elevação da pressão a níveis muito ele a tampa do radiador possui uma válvula que permite a abertura para a saída do

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6.2.3.6 - Mangueiras e conexões Conectando os diversos componentes do sistema existem mangueiras de borrach foram projetadas para suportar a vibração, temperatura e pressão envolvidos e também como elemento fusível. Caso ocorra superaquecimento por algum moti válvula da tampa do reservatório / radiador não atue, as mangueiras se rompem va o excesso de pressão. Nesse caso o motor deverá ser desligado até se efetuar o re

6.2.3.7 - Válvula termostática Para garantir um fluxo adequado de água no motor, uma válvula termostática está i no sistema. Sua função é evitar que a água circule pelo radiador enquanto o motor frio o que atrasaria o aquecimento, ao mesmo garantindo um fluxo de água e quando o motor estiver quente (Fig. 6.6).

Fig. 6.6 – Válvula termostática 1

A válvula se abre gradualmente com a elevação da temperatura, mantendo sempre na temperatura mais adequada a seu máximo rendimento. Alguns mecânicos recomendam a remoção da válvula para aumento do fluxo atitude que é extremamente prejudicial ao funcionamento do motor. Sem a vál motor demorará muito tempo para atingir a temperatura normal de trabalho, com re na vida útil e maior consumo de combustível.

6.2.3.8 - Sensor de temperatura / termômetro t ermômetro Conectado ao sistema de arrefecimento, próximo à válvula termostática existe sensores de temperatura: um informa a temperatura do fluido de refrigeraç motorista, seja através de um ponteiro no painel de instrumentos, seja por uma advertência no painel de instrumentos para advertir o condutor  em ca Sign up to vote on this title superaquecimento do líquido; o outro informa a central de controle eletrônico do m Usefulfeito useful  Not temperatura do líquido de arrefecimento para queseja o cálculo da injeç combustível em função da temperatura de operação do motor. Em alguns motores, os dois sensores compõem uma única peça.

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6.2.4 - Cuidados com o sistema de refrigeração líquida: Os principais cuidados que se deve ter com o sistema é o seguinte: Manter o líquido no nível correto, fazendo uma verificação semanal;  Utilizar aditivo recomendado pelo fabricante na proporção indicada;  Realizar uma limpeza periódica do sistema, retirando o fluido antigo, lava  repondo com aditivo e água limpa; Verificar regulamente o estado das correias e substituir em caso de trin  danos; Em caso de superaquecimento, parar o veículo e verificar o nível do fluido,  das correias e ventilador do radiador; Não abrir a tampa do radiador / vaso de expansão com o veículo quente - e  risco de queimaduras graves. Aguardar que o motor esfrie; Abastecer o sistema preferencialmente com o motor não completamente aqu  com o motor ligado e lentamente, evitando que a água fria provoque ch térmicos; Desobstruir a entrada de ar do radiador de qualquer obstá culo que possa pre  a circulação de ar;  Caso o sistema necessite de abastecimento constante, verificar a ocorrên vazamentos. O teste de vazamento mais efetivo é feito pressurizando o s com uma bomba de ar, equipamento disponível em oficin as especializadas; Não manter o motor funcionando superaquecido. Danos poderão ocorr  mangueiras, juntas do motor e até mesmo empeno no cabeçote, resultan danos elevados.


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7 – Sistema de Distribuição

É denominado sistema de distribuição (Fig. 7.1) o conjunto de elementos respon pela admissão de ar e escape dos gases queimados do motor. Esses elementos sã Eixo comando de válvulas;  Tuchos de válvulas;  Válvulas;  Molas de válvulas;  Variadores de fase. 

Fig. 7.1 – Mecanismo Mecanismo de distribuição 1

O comando de válvulas é um eixo que possui diversos cames para o acionamen respectivas válvulas. O came é uma espécie de ressalto que permite movimenta peça de forma alternativa através do movimento circular do eixo comando de válv localização das válvulas e do eixo comando identifica o motor com uma respectiva s OHV - Válvulas montadas na cabeça do motor ( Over Head Valves). Nesse mod válvulas são montadas na cabeça do motor. Devido a maior quantidade de envolvidas no acionamento das válvulas, o sistema OHV é menos eficiente em rotações e necessita de regulagens mais freqüentes. Praticamente o sistema está a motores de maior porte e menor giro, como alguns motores Diesel; OHC – Comando de válvulas no cabeçote ( Over Head Camshaft ). ). Nessa configu config não só as válvulas como o próprio eixo de comando situa-se no cabeçote.  Sign up to vote on this title SOHC – Comando simples no cabeçote ( Single Over head camshaft ) – trata-se Not useful  Useful motor equipado com um único comando para as válvulas admi ssão e escape. DOHC – – Comando duplo no cabeçote ( Double over head camshaft ) – esse motor duplo comando, onde um comando de válvulas é responsável pela abertura das vá

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guias é garantida pelo retentor de válvula. A cabeça veda perfeitamente na se válvula situada no cabeçote, graças a suas bordas cônicas que permitem p casamento. Para garantir o rápido fechamento das válvulas após a passagem do came, molas o retorno – Fig. 7.2. Essas molas são perfeitamente calculadas de forma que não o chamada flutuação de válvulas 1 durante todo o regime de rotação do motor.

Fig. 7.2 – Mecanismos de acionamento das válvulas 2

7.1.1 - Folga das válvulas O funcionamento do motor proporciona um aquecimento das válvu conseqüentemente a sua dilatação. Para permitir que as válvulas se dilatem, uma folga deve existir entre a haste e o acionamento da mesma. Se essa fol demasiadamente pequena, pode ocorrer da válvula não fechar completamente ao Folgas muito grandes, por sua vez, geram ruído e impossibilitam a abertura to válvula. Para garantir uma folga perfeita, existe um ajuste que deve ser ef regularmente para compensar eventuais desgastes. Sign up to vote on this title  Os motores equipados com tuchos hidráulicos possuem a folga compe  Useful  Not useful automaticamente, dispensando ajuste periódico além de garantir um funciona bastante silencioso.

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Um dos artifícios para garantir a rotação das válvulas, é a montagem do disposi acionamento descentralizado em relação à haste da válvula, como se pode ver n 7.3, onde o balancim está ligeiramente fora do centro da haste da válvula.

Fig. 7.3 – Balancim descentralizado para rotação da válvula

7.2 - Tuchos

São elementos intermediários instalados entre o os cames do eixo comando de válv o mecanismo de acionamento das válvulas, que pode ser um balancim, uma varet própria válvula. Os tuchos são destinados a controlar as folgas e ruídos de funciona do sistema. Os tuchos podem ser mecânicos ou hidráulicos. Os tuchos mecânicos admitem regu de folga, o que deve ser feito regularmente de acordo com o plano de manuten motor, ou em caso de ruídos r uídos anormais. O tucho hidráulico, por sua vez, consiste de um pequeno pistão dentro de um cilind é preenchido pelo próprio óleo do motor, o que resulta em seu contato permanente ressalto do comando. Esses componentes têm como vantagens a ausência de tornando mais silencioso o funcionamento do motor, além de livrar o motor de regu periódicas da folga das válvulas. Veja Fig. 7.4. Sign up to vote on this title

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Nem sempre o comando movimenta a válvula diretamente. O acionamento da depende de outros componentes que variam conforme a configuração do siste distribuição do motor. Nas ilustrações a seguir podem-se ver algumas das configu mais comuns, bem como o funcionamento do sistema.

Fig. 7.5 – Acionamento da válvula através de balancim

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No Fig. 7.5 pode-se ver que o comando aciona o balancim, que por sua vez ac válvula. A folga da válvula pode ser regulada através do assento do balancim. O comando pode acionar diretamente a válvula através do tucho, como ilustra Fig. 7 Nos motores OHV, por sua vez, o comando aciona o tucho que movimenta uma va vareta, por sua vez, vez, aciona o balancim balancim que aciona a válvula.

7.3 - Influência dos momentos de abertura e fechamento das válvul

O sistema de distribuição é determinante para todo o comportamento dinâmico do sua potência, torque e rotações máximas. O momento e o tempo em que cada válvula permanecer aberta, terá influência tamb emissão de gases poluentes, no consumo de combustível e no desempenho, cabe fabricante especificar esses valores. Tais especificações compõem o chamado dia de válvulas do motor. Muitos motores possuem um diagrama de válvulas tal que as válvulas de admi escapamento permanecem, permanecem, durante um curto espaço de tempo, abertas ao mesmo - isso é denominado cruzamento de válvulas. Abrir a válvula de admissão ao f escapamento provoca a lavagem da câmara com a nova mistura que está entrando de contribuir através da inércia dos gases de escape a aumentar o enchimento. Os de escape saindo da câmara de combustão provocam o arraste da mistura ar comb para o interior do motor. O cruzamento de válvula causa também aumento de consumo e emissão de polu na medida em que parte da mistura ainda não queimada flui diretamente escapamento. A abertura prematura da válvula de escapamento, por sua vez, ajuda a reduzir a na câmara de combustão, aproveitando essa pressão para expulsar os provenientes da queima. O atraso no fechamento da válvula de admissão aproveita a inércia dos gas admissão, melhorando o enchimento dos cilindros.


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7.4 - Gráfico da distribuição – diagrama de válvulas

Um gráfico em forma de círculo representa todo o diagrama de válvulas de um onde se pode identificar o momento de abertura e fechamento das válvulas bem co cruzamentos de válvulas existentes. Para entendimento do gráfico, basta saber que O círculo representa a rotação do virabrequim; A linha vertical corta o círculo no Ponto Ponto Morto Superior e Ponto Morto Inferior; As demais linhas representam representam os momentos de abertura abertura das válvulas. Veja um diagrama de válvula na Fig. 7.7.

7.5 - Distribuição variável

Como já visto, as cotas de distribuição de um motor influenciam o enchimen cilindros, trazendo conseqüências ao rendimento do motor, sua potência, econo emissão de poluentes. Alterando-se a distribuição de acordo ao regime de funcionamento do motor, obter um enchimento máximo dos cilindros em todas as situações de uso. Regul tempo de cruzamento entre o fechamento da válvula de escape e a abertura da vál admissão, as características do motor podem ser alteradas para proporcionar um imediato do motor ao longo de toda a gama de regimes de utilização. Atualmente, dois tipos de dispositivos são utilizados para proporcionar uma distr variável ao motor: comandos de válvulas variáveis e variadores de fase.

7.5.1 - Comandos de válvulas variáveis Permitem efetivo controle variável nas válvulas, atuando no cruzamento, levante vezes, permitindo abertura de apenas parte das válvulas disponíveis. O acioname dispositivo é eletrônico através de um motor elétrico ou pressão hidráulica.

7.5.1.1 - Ferrari – a italiana Ferrari utiliza um interessante dispositivo de varia distribuição, no qual o levante da válvula pode ser alterado de acordo à rotação e ca motor – – Fig. 7.8.


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caso do VTEC da Honda, cada par de válvulas possui três ressaltos: dois igua extremidades e um diferente no meio. Em rotações baixas e médias, apenas os re externos, menores, acionam as válvulas. Atingido um regime predeterminado, a p do óleo do motor, comandada eletronicamente, coloca em funcionamento o re central, que proporciona maior levante. Veja as figuras f iguras 7.9 e 7.10. O motor assume então um novo diagrama de comando, com maior aber levantamento, que transforma seu desempenho e o leva até rotações superiores a rpm.

Baixas e médias rota ões

Altas rota

Fig. 7.9 - Comando de válvulas variável Honda VTEC


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somente) e uma duração mais curta para a abertura da válvula. Os dois lóbulos ext são exatamente os mesmos, com sincronismo rápido e levante maior (10 milímetros A seleção de lóbulos é feita através de uma uma espécie de tucho variável, que consiste consiste tucho interno e em um tucho exterior. Desta maneira, com os tuchos travados os l "rápidos" da came acionam as válvulas, fornecendo o maior levante e uma abert longa da duração. Se os tuchos não forem travados, as válvulas serão acionadas lóbulos da came através dos tuchos internos - Fig. 7.11. O mecanismo variável do elevador é simples e compacto. Os tuchos variáveis n mais pesados que os convencionais e praticamente ocupam o mesmo espaço.

Fig. 7.11 – Diagrama de válvulas variável Porsche Variocam

7.5.1.4 – BMW Valvetronic Permite variações no levante das válvulas de admissão mediante o acionamento atuador elétrico que move uma articulação.


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7.5.2 - Variadores de fase

Variador de fase

Fig. 7.12 - Motor Volkswagen 1.0 Turbo com variador de fase na admissão

Mais simples e barato que o VTEC, o variador de fase é largamente utilizado na in européia. Na produção brasileira equipa alguns modelos, como o Marea, Brava 1.8 turbo. Seu princípio é variar o tempo de cruzamento das válvulas através da modif do posicionamento do comando de válvulas. O comando das válvulas de admissão ser adiantado em regimes elevados para propiciar melhor enchimento dos cilindros.

7.5.2.1 - BMW VANOS - Variable Nockenwellen Steuerung , ou comando de v variável, é um sistema hidráulico e mecânico baseado em um mecanismo que modificar a posição do comando de admissão em relação ao virabrequim. O s Double-VANOS possibilita modificar a posição dos comandos de admis escapamento. O sistema VANOS opera de acordo à rotação e carga do motor. Em rotações baix válvulas de admissão são abertas mais tardiamente, o que melhora a qualida marcha lenta e suavidade do motor. Em rotações mais elevadas, as válvulas de adm abrem mais cedo, o que aumenta o torque e reduz o consumo e emissão de  de vá poluentes. O Doule-VANOS possibilita melhor controle Sign up tono vote cruzamento on this title conseguindo maiores variações.  Useful  Not useful

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8 - Sistema de admissão

Cabe a esse sistema levar o ar até os cilindros do motor, e a mistura ar combustí caso de motores equipados com carburador ou com injeção monoponto.

8.1 - Filtro de ar

O motor admite durante o seu funcionamento uma grande quantidade de a composição da mistura que irá ser queimada. A presença de impurezas, como p outras partículas em suspensão, pode provocar graves danos ao motor devido a causado. Logo após a captação do ar é instalado um filtro, com a finalidade de evitar esse t problema. O filtro retém as impurezas em suspensão preservando o motor. A maior parte dos modelos de filtro de ar é constituída de um papel filtrante, sen alguns possuem papel viscoso com o intuito de ampliar a retenção de impurezas. modelos são laváveis, em especial os de veículos pesados, garantindo reduçã custos. O filtro de ar fica alojado em uma carcaça que pode incorporar outros dispositivos: 8.1.1 - Pré filtro – dispositivo que retira as impurezas maiores antes de atingir o f papel. Mecanismos bastante utilizados são as chicanas na passagem do ar, forçan impurezas a se depositarem em um reservatório através da centrifugação do ar. filtro aumenta a vida útil do filtro, barateando a manutenção – veja Fig. 8.1;


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quente e ar puro, regulando a temperatura que será admitida pelo motor. O controla essa palheta através do vácuo e de um dispositivo bimetálico sens temperatura.

Fig. 8.2 – Dispositivo de pré aquecimento do ar admitido - Thermac

O filtro possui um prazo para limpeza e substituição, sendo que a depender do mo limpeza não é permitida sob pena de danos ao elemento filtrante. O fabricante, com no ambiente de utilização, ut ilização, estabelece os prazos de manutenção exigidos.

8.2 - Ressonadores Ressonadores Para impedir que o ruído da aspiração, juntamente com a vibração do motor, entr ressonância, a sistema de admissão, incluindo a caixa do filtro de ar, devem t geometria corretamente dimensionada.


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Fig. 8.3 – Ressonador no sistema de admissão Sheet Music

Em caso de ressonância, ruídos incômodos surgirão, elevando o nível de ruído de veículo. Os ressonadores, estrategicamente instalados na linha de admissão modificaram o comportamento do sistema, impedindo a ocorrência de resso durante a faixa de uso de rotação de trabalho do motor.

8.3 - Corpo de Borboleta Fixado no coletor de admissão, o corpo de borboleta tem a importante missão d quantidade de ar que o motor irá admitir, correspondente à solicitação do acelerad está fisicamente conectado, através de um conjunto de articulações, à válv borboleta. Nos sistemas carburados, a abertura maior da borboleta faz com que uma quan maior de combustível seja arrastada pelo ar. A injeção eletrônica, por sua vez, sensores que detectam a quantidade de ar admitido e o ângulo de abertura da bo para assegurar o fornecimento de uma quantidade ideal de combustível em cada in

Fig. 8.4 – Corpo de borboleta – a borboleta adicional visa aumentar disponibilidade

 Alguns motores possuem duas válvulas borboletas, sendo que Sign up to voteaonsegunda this title abre-se primeira atingir uma determinada abertura. A abertura fornecer Useful visa useful uma quan  extra  Not extra de ar para garantir melhor desempenho. Quando o acelerador encontra-se solto, a válvula borboleta permanece com uma ab

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Fig. 8.5 - Sistema de admissão de ar do FIAT Palio 1.6 16V

8.4 - Coletor de admissão

Responsável por conduzir o ar ou a mistura ar combustível até o cabeçote do m coletor geralmente é feito em plástico, alumínio ou ferro fundido – Fig. 8.6. A geometria e comprimento do mesmo é alvo de estudos do fabricante com rela comportamento desejado do motor (Fig. 8.5). Outro fator relevante é a sua tempera Motores à álcool geralmente possuem coletores pré aquecidos para evitar a conden no interior do mesmo, em especial os modelos alimentados por carburador ou i monoponto, no qual a mistura ar combustível atravessa toda a extensão do c tendendo a refrigerá-lo em demasia.


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8.4.1 - Admissão com geometria variável O percurso do ar influi no desempenho do motor de acordo à rotação. O comporta do ar durante a abertura e fechamento das válvulas gera um determinado fluxo no do sistema de admissão que tende a se comportar de forma diferente de aco regime do motor. Coletores longos favorecem o enchimento dos cilindros em especial em baixas rot O pulsar das válvulas provoca um fluxo favorável. Em altas rotações, no enta presença de um coletor longo gera uma indesejável perda de carga, com conse prejuízo ao rendimento. A pulsação decorrente da abertura e fechamento das válvulas é um fator dinâm eficiência volumétrica. O gráfico da Fig. 8.7 ilustra como o tamanho do coletor a eficiência volumétrica nos diversos regimes de rotação.

Fig. 8.7 – Influência do tamanho do coletor na eficiência volumétrica 

Sign up to vote de on this title Os fabricantes equipam a maioria dos motores com um coletor geometria adeq faixa de rotação mais adequada, agindo como um Na busca de Useful termo.  meio  Not useful desempenho, alguns fabricantes equipam os motores com coletores de adm variáveis, de acordo à carga do motor. Uma vez que coletores curtos favore

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válvulas para melhorar o toque em baixas rotações, deficiência típica desses ti motores.

Fig. 8.8 – Coletor de admissão variável do motor Volkswagen 1.8T


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9 - Sistema de escapamento

Cabe ao sistema de escapamento (Fig. 9.1) descartar o mais rapidamente possív um ponto conveniente do veículo, os gases resultantes da queima do combust motor. O sistema também deve atender aos seguintes requisitos: A perda de potência do motor, devido à restrição no escoamento dos gases  ser mínima; O sistema deve contribuir para manter em níveis adequados às emissões de  poluentes; O ruído interno e externo deve atender às legislações e requisitos d e pro  veículo; O trajeto dos tubos de escapamento e a posição dos seus componentes dev  estabelecidos de forma a proteger termicamente o tanque de comb componentes mecânicos sensíveis e o compartimento de passageiros; O sistema deve ter proteção adequada quanto à corrosão e ataque de re  químicos decorrentes da combustão; Uma distância mínima deve ser prevista com relação a peças mecânicas mó  com relação ao solo, para evitar impactos e ruídos;  A fixação do sistema à carroceria deve ser tal que não transmita as vibraç motor.

9.1 - Componentes do sistema de Escapamento O sistema é composto das seguintes partes principais:


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Fig. 9.1 - Sistema de escapamento do Porsche 911

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exemplo, 4x1 ou 4-em-1. Geralmente os coletores dimensionados são utilizad veículos de competição ou esportivos devido ao alto custo.

Fig. 9.2 - Coletor de escapamento dimensionado 4x1

9.1.2 - Tubo Dianteiro Responsável pela condução condução dos gases do coletor do motor para o catalisador.

9.1.3 - Catalisador Também conhecido como conversor catalítico, é considerada a mais importante ino tecnológica incorporada aos sistemas de exaustão de veículos nos últimos te Possibilita a redução da emissão de gases nocivos à saúde em at é 95%.

- Silencioso Intermediário A partir do redirecionamento dos gases em seu interior reduz ruídos gerado combustão dos gases no motor e ruídos provocados pelo choque dos gases com ambiente. Evita também a entrada de gases na cabine, melhora o rendime conseqüentemente, ajuda na economia do combustível, sem falar na eliminaç redução das ondas sonoras de alta freqüência – Fig. 9.3. Sign up to vote on this title

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9.1.5 - Silencioso Traseiro Completa as funções do silencioso intermediário e reduz as ondas sonoras de freqüência.

- Como funcionam os Silenciosos

Os silenciosos exercem sob as ondas sonoras de absorção, reflexão ou combinaç ambos. De acordo com o tipo de tratamento efetuado tem-se os três tipos bási silencioso: 9.2.1 - Por Absorção Enquanto o fluxo dos gases percorre o silencioso relativamente sem obstáculos, as sonoras penetram pelas perfurações do tubo na carcaça cheia de lã de rocha, on absorvidas, preferencialmente as freqüências mais elevadas acima de 500 Hz – Fig

Fig. 9.4 - Silencioso por absorção

9.2.2 - Por Reflexão Fluxos de gases e ondas sonoras são redirecionados por tubos abertos e câmaras forma que as ondas sonoras, correndo para frente e para trás, se anula interferência. Veja na Fig. 9.5.

Fig. 9.5 - Silencioso por reflexão

9.2.3 - Combinado  Sign up to vote on this title Este item se caracteriza pela combinação dos dois princípios citados acima: abso  Useful  Not useful reflexão.

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O acionamento do atuador, por sua vez, é elétrico ou eletro pneumático. A eletrônica do motor estabelece os momentos de abertura e fechamento de acordo programação do fabricante. Alguns esportivos, como Mitsubishi 3000GT por exemplo, possuem a opção de de dentro do veículo o escapamento, permitindo escolher entre ruídos diferentes mais brando para uso normal e outro mais ruidoso, para direção esportiva.

Fig. 9.7 – Escapamento com válvula na saída – Tecnologia empregada nos BMW s

9.4 – Freio motor por obstrução no escapamento

Os veículos pesados, em sua maioria, possuem uma borboleta de obstrução na sa coletor de escapamento. Ao ser acionada através de um atuador pneumático, é uma forte obstrução à saída dos gases, provocando uma contrapressão contrapressão maior no m A obstrução melhora substancialmente a eficiência do freio motor, que é quando se a velocidade ao se soltar o acelerador com o veículo engrenado. O acionamento da borboleta pode ser através de um pedal separado ou conjugado pedal de freio tradicional, onde o condutor pode optar através de um botão no pain  freio motor será acionado conjuntamente com o freio fr eio Sign de serviço. up to vote on this title 

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10 - Motores sobrealimentados

De modo geral, um motor nada mais é que um devorador de ar e combustível, de que quanto mais desses ingredientes ele receber, mais potência ele poderá desen Outros fatores também importantes: fazer com que ele aproveite ao máximo o comb que irá queimar e que tenha componentes leves para evitar perda de energia dur seu funcionamento.

Fig. 10.1 - Turbo compressor

Durante o funcionamento de um motor, o tempo disponível para que a depressão pelo pistão aspire o ar é reduzido, da mesma forma reduzido é o tempo que o comb possui para encontrar o ar e queimar. Aproveitar melhor esse tempo é receit incrementar o rendimento do motor. Para elevar o rendimento, dispositivos são inst para propiciar que uma maior quantidade de ar seja admitida, conseqüentement quantidade maior de combustível poderá encontrar o ar e entrar em combustão.

10.1 - Turbo compressores


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Os turbo compressores (Fig. 10.1) são dispositivos que aproveitam a inércia dos ga escapamento para movimentar um compressor que irá comprimir o ar de admis

denominação ―turbo compressor‖ provém das duas principais partes do dispos

turbina, que capta a energia cinética dos gases de escape e o compressor que, ac pela turbina, comprime o ar de admissão. A turbina e compressor estão montados eixo comum e a lubrificação é efetuada pelo óleo do motor – – Fig. 10.2. A lubrificação do turbocompressor turbocompressor é vital à durabilidade do mesmo, uma vez que se rotações da ordem de 120.000 rpm quando em pressões elevadas. Deve-se ter e cuidado na operação, devendo-se esperar alguns segundos em marcha lenta an desligar o motor, assegurando a queda no regime de rotações.

10.2 - Controle da sobrepressão

A pressão gerada pelo compressor é proporcional ao fluxo de gases de escape evitar que pressões excessivas venham a danificar o motor, um controle de sobrep é utilizado. Um desvio (by pass) é acionado por uma válvula acionada pneumaticamente ( waste gate ). ). O acionamento da válvula pode ser feito diretamente pela pressão da do compressor, ou através de um solenóide elétrico que é comandado pela cen controle do motor. Esse desvio, conforme se vê na Fig. 10.3, reduz o volume de que atravessa a turbina, contendo a velocidade da mesma.


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informações de sensores, podendo inclusive ser aumentada durante alguns seg para uma potência extra durante ultrapassagens ( overboost ). ). 10.3.1 - Controle da pressão de sobrealimentação A regulagem r egulagem da pressão é feita pela central de controle do motor através de uma eletromagnética para limitação da pressão de sobrealimentação. Esta válvul localizada em um duto que vai do turbo compressor à válvula de controle de sobrep (waste gate ) que, acionada pneumaticamente, abre ou fecha f echa o desvio ( by pass ) dos de escape. Em faixas de rotações mais baixas, é importante que se atinja rapidamente o aume pressão de sobrealimentação. O by pass permanece fechado nessa situação, gara a pressão necessária para um bom torque do motor. Em rotações mais elevadas, a central de controle pilota a válvula eletromag deixando que a pressão oriunda do compressor acione a waste gate , realizando o de parte dos gases de escapamento que passariam pelo rotor da turbina, contendo a pressão a níveis seguros.


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Ao voltar a acelerar, a abertura da borboleta do acelerador teria de levar compressor, de novo, ao número de rotações correspondente a carga do motor. P assim que a borboleta do acelerador se fecha, uma válvula, pilotada pela dep gerada no coletor, recircula o circuito do compressor, garantindo que o mesmo co girando com um alto número de rotações, deixando a pressão disponível para acelerações – Fig. 10.4.

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Sign up to vote durante on this titledesacelera Fig. 10.4 – Controle eletrônico da rotação do turbo compressor

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Os motores com turbo originais de fábrica geralmente possuem uma válvula que de fluxo do compressor para a entrada, gerando um circuito fechado. Em alguns m

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comprimido no turbocompressor. O intercooler (Fig. 10.6) melhora significativam performance de motores supercarregados. O intercooler pode realizar a troca de calor ar-ar e ar-água, sendo mais comum primeiro tipo.

Fig. 10.6 - Intercooler ar-ar

10.6 - Injeção de Óxido nitroso

O chamado "nitro" consiste em se injetar óxido nitroso e combustível adicion cilindros. O óxido nitroso, em contato com as altas temperaturas do coletor de adm divide-se em seus componentes básicos e libera oxigênio, que permite a quei combustível extra, e nitrogênio, que reage formando o gás de nitrogênio.Essa Sign up to vote on this title consome energia e resfria a mistura, mas a maior contribuição nesse resfriamento v Useful  Not useful descompressão repentina do óxido nitroso, queestava alojado em um rec pressurizado. O resfriamento é importante, pois diminui a densidade da mistura, permite maior volume na admissão da mistura e conseqüente aumento de potência.

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11 - Sistema de Alimentação 11.1 - Carburação

O carburador (Fig. 11.1) é um dispositivo mecânico responsável pela formação da m de ar e combustível que será fornecida e queimada pelo motor em seus diversos re de funcionamento. O funcionamento do carburador é baseado na mecânica dos flu ar aspirado pelos pistões passa pelo difusor (uma região onde ocorre um estreitame passagem) arrastando consigo o combustível que estava previamente armaz en cuba.

Fig. 11.1 – Carburador 1

Ao acionar o acelerador, o condutor movimenta uma válvula, denominada borboleta, que dá maior passagem ao ar atmosférico aspirado pelo motor. Esse a define a potência ou o torque que se deseja do propulsor naquele momento. Sign up to vote on this title Muito embora bastante semelhantes no funcionamento e sistemas existent Useful Not useful  eletrônico. carburadores podem ser convencionais ou com monitoramento m onitoramento

11.1.1 - Carburador convencional

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algumas conexões elétricas e tubulações de vácuo da depressão do coleto determinados modelos. O carburador possui diversos sistemas, cada um responsável por uma determ situação de operação do motor. Descreveremos aqui um carburador como ex cabendo ressaltar que alguns desses sistemas poderão não estar presentes em to carburadores.

11.1.1.1 - Sistema de nível constante O carburador possui em sua parte inferior um reservatório denominado cuba. A funciona como um reservatório de gasolina e possui uma bóia para manter sem mesmo nível. A bóia é conectada a uma válvula estilete, denominada válvula de agulha, que passagem da gasolina oriunda da bomba de combustível. Dessa forma o co mantém o nível de combustível constante na cuba. Caso o nível fique abaixo do faltará combustível durante acelerações fortes, fazendo com que o motor falhe n situações. Excesso de combustível na cuba ocasionará afogamento do motor e por vazamento através da mangueira de suspiro.


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11.1.1.2 - Sistema de marcha lenta A rotação de marcha lenta de um motor corresponde à mínima rotação estabelecid o seu funcionamento. Durante a marcha lenta o motor geralmente fica submetida a ou nenhuma carga, gastando energia exclusivamente para manter o seu funcionamento. O fabricante estabelece o valor dessa rotação buscando atender a requisitos básicos: Menor consumo de combustível possível; Baixa emissão de poluentes; Suavidade no funcionamento do motor; Pressão de óleo suficiente para lubrificação adequada; Vazão de água adequada à refrigeração do motor; Correto funcionamento de sistemas acoplados, como ar condicionado e trans automática; Correta operação do sistema elétrico, com o alternador fornecendo uma corrente e capaz de manter os consumidores eletro eletrônicos operando com uma garantia para a carga da bateria. No trânsito urbano, um veículo permanece uma parcela do tempo consideráv marcha lenta, e todos esses fatores têm que ser de alguma forma atendidos. Proc então, estabelecer uma rotação mínima possível de atender a esses requisi funcionamento. Um motor naval de grande porte pode ter sua marcha lenta fixada em 200 rpm, enq que o motor dois tempos de uma motocicleta pode girar a 1.800 rpm em marcha tudo dependendo da aplicação, porte e projeto do motor.


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O sistema de marcha lenta de um carburador é composto basicamente p pulverizador de ar e um pulverizador de combustível. O combustível é dosado pelo pulverizador da marcha lenta. Nesse ponto a mistura é formada com a adição proveniente do calibre fixo de marcha lenta. Para que a mistura não fique rica em demasia, trazendo problemas de emissões quantidade de ar adicional é fornecida no fluxo principal do primeiro estágio, sendo regulagem da mistura da marcha lenta pode ser efetuada através de um parafus influência direta nas emissões de monóxido de carbono (CO).

11.1.1.3 - Sistema principal – 1º estágio O fornecimento de combustível nesse estágio depende da quantidade de ar que pa difusor, que por sua vez depende da abertura da borboleta do acelerador. O fluxo arrasta o combustível proveniente do calibre do pulverizador principal do 1º estágio.


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Fig. 11.5 – Sistema do segundo estágio

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O segundo estágio pode ser de acionamento a vácuo ou mecanicamente, se primeiro tipo mais comum. Nesse, à medida que a depressão fica mais m ais forte, a borboleta do segundo estágio c progressivamente a abrir. Desse modo, a abertura do estágio não está condic apenas à rotação, tornando-se dependente também da carga do motor. Quando o segundo estágio é acionado mecanicamente, um conjunto de alav provoca a abertura de sua borboleta a partir de determinado ângulo de abert borboleta do primeiro estágio.

11.1.1.5 - Bomba de aceleração  Sign up to vote on this title Fornece uma quantidade adicional de combustível ao motor quando se a  Useful  Not rapidamente. O sistema sistema possui possui um pequeno reservatório sobuseful um diafragm descarrega o combustível em aberturas rápidas da borboleta do acelerador. O combustível é recalcado através do tubo injetor. Quando se desacelera, comb

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Fig. 11.6 – Bomba de aceleração rápida

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11.1.1.6 - Sistema de afogador Também denominado abafador, proporciona um enriquecimento da m especialmente útil para a partida a frio. É composto por: Dispositivo de acionamento - pode ser mecânico (através de cabos e articulações intermédio do motorista) ou automático; Borboleta do afogador – reduz a entrada de ar no carburador, forçando o motor a uma quantidade maior de combustível, e por conseqüência tornando a mistura ma A borboleta do afogador afogador fica situada pouco antes da borboleta do acelerador.


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Quando o afogador é acionado, fecha-se a borboleta do afogador ao mesmo tem que se abre ligeiramente a do acelerador. Durante as primeiras voltas do moto mistura bastante enriquecida é admitida pelo motor. Para evitar que o motor se afogue, um dispositivo pneumático abre ligeiram borboleta do afogador tão logo o motor funcione e a depressão no coletor consiga a o dispositivo.

11.1.1.7 – Fechamento gradual da borboleta - Dash pot Ao fechar rapidamente a borboleta de aceleração com o motor em funciona hidrocarbonetos (HC) não queimados são emitidos na atmosfera. Para evitar que isso ocorra, o fechamento da borboleta é gradual. Para essa tare atuador pneumático é conectado à borboleta de forma a suavizar o r etorno, garantin fornecimento de ar para queimar o combustível que foi admitido pelo carburador. Essa estratégia, também denominada de dash pot , garante também a correta opera catalisador, evitando que este funcione com misturas ricas que poderiam comprometer a sua vida útil.

Fig. 11.8 – Fechamento gradual da borboleta - Dash pot 1

11.1.2 - Carburador eletrônico


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O carburador eletrônico foi utilizado pouco antes da transição completa para a i  Useful  Not useful eletrônica. Trata-se de um carburador convencional equipado com atuadores controle do afogador e da rotação de marcha lenta.

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Fig. 11.9 – Carburador eletrônico 1

11.2 – Injeção Diesel

A portaria DNC n 23 de 6 de Junho de 1994, proíbe o consumo de óleo die veículos automotores de passageiros, de carga e de uso misto com capacidade inf 1.000 kg. Excetuam-se os veículos automotores denominados jipes, com traçã quatro rodas, caixa de mudança múltipla e redutor, que atendam aos requisitos Declaratório (Normativo) n° 32, de 28 de setembro de 1.993. Os motores Diesel também têm vasta aplicação em embarcações e un estacionárias, como geradores, bombas e compressores. Os motores Diesel possuem um sistema de alimentação característico, responsáv injeção do combustível em alta pressão na câmara de combustão ao final do  proce Sign up to vote on this title compressão. Useful  Not useful e a Injeç Existem dois tipos principais de injeção Diesel: a injeção mecânica combustível de pressão modulada common rail .

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Sedimentadores – possibilitam a separação da água presente no combustível, pa possa ser posteriormente drenada. Alguns modelos possuem detectores que ac uma luz de advertência no painel de instrumentos, caso a capacidade de retenç água seja esgotada, avisando da necessidade de drenar o dispositivo; Filtros de combustível – são vitais ao correto funcionamento do sistema. Impu mesmo pequenas, podem representar entupimentos e danos nas precisas e red passagens de combustível, em especial na bomba injetora que tem alguns de suas lubrificadas e refrigeradas pelo próprio combustível; Bomba injetora – componente mais importante e complexo do sistema, tem a fun captar o combustível do tanque, e injetá-lo sob alta pressão ao cilindro que estiv fase final de compressão, dando o avanço de injeção e determinando a quantidad para aquela situação de carga e rotação; Injetores – conduzem o combustível na pressão e geometria de jato corretos à câm combustão. Alguns injetores possuem mais de um estágio de injeção, em pre distintas para garantir a formação e propagação da frente de chama da melhor possível.

11.2.1.1 - Funcionamento do sistema – Fig. 11.10 O combustível é bombeado pela pré-bomba situada no interior da bomba in passando pelo filtro / sedimentador; Na bomba injetora ele é pressurizado e enviado ao cilindro que está em fase f compressão através do bico injetor correspondente; O excesso de combustível enviado ao injetor é retornado ao tanque. Para garantir uma partida rápida, mesmo em baixas temperaturas, uma v aquecimento eleva a temperatura da pré-câmara de combustão, facilitando a que combustível.


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forneça a quantidade ideal de combustível, considerando ainda o avanço de injeçã para aquela rotação e condição de uso do motor.

11.2.1.2 - Entrada de ar O sistema de alimentação Diesel é vulnerável à entrada de ar. Caso ocorra vazame falta de combustível, o ar poderá entrar nas tubulações e bomba injetora. A prese ar impede o funcionamento correto da bomba injetora, o que acarretará a parada do ou de alguns de seus cilindros. Nesse caso não basta somente abastecer novamente o veículo. O ar presente no s impede o bombeamento e funcionamento normal, ao menos que seja r completamente. A sangria do ar deve ser efetuada gradualmente, através de par específicos para essa tarefa e utilizando-se de bomba manual, que geralmente com dispositivo que fixa o filtro de combustível. Ao se notar a ausência de ar, d prosseguir para o próximo dreno, até que seja retirado todo o ar. No final do pro deve-se folgar o parafuso da tubulação que vai até o bico injetor e, efetuando a par motor, eliminar o restante de ar que se encontra no interior do sistema. Alguns motores de pequeno porte possuem sangria automática para facilitar a par caso de entrada de ar.

11.2.2 - Sistema de injeção de combustível de pressão mod (common rail )

Nesse sistema, uma bomba mantém combustível sob alta pressão (cerca de 1.40 em tubo distribuidor no qual estão conectados os injetores. Sob o comando d central eletrônica, os bicos injetores são acionados eletricamente, de acordo a fa cilindro que necessita receber a injeção de combustível – veja Fig. 11.11.


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Sensores captam informações como posição do acelerador, temperatura do rotação, pressão do turbo e do combustível – Fig. 11.12. De posse desses dados a de controle define a quantidade de combustível a ser injetado no momento c visando a manutenção da fase do motor de acordo à ordem de queima de seus cilin

Fig. 11.12 - Sistema common rail 1

11.2.3 – Precauções com motores a Diesel

Combustível – deve-se utilizar Diesel de boa qualidade, dando preferência a post possuem o combustível filtrado. Não deixar o combustível acabar, pois o ar entr sistema e será necessário drená-lo para efetuar a partida no motor; Filtro de combustível – substituir o filtro de acordo com o plano de manutenção. Imp são danosas ao sistema de alimentação; Filtro de ar – – regulamente deve ser efetuada a limpeza e substituição. Filtro sujo p  perda de potência, aumento de consumo e danos ao Sign motor; up to vote on this title Sedimentador – no useful sedimentador; – deve-se drenar regularmente a águaacumulada Useful  Not Bomba e bicos – realizar a limpeza e regulagem de acordo com o plano de manu do veículo;

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11.3 - Controle eletrônico em motor de ignição por centelha

Conforme já visto, o Motor de combustão interna é uma máquina térmica qu funcionar necessita de Oxigênio, combustível e calor. O Ar é o fornecedor natu oxigênio, o combustível vem do tanque e o calor é gerado através de centelhas el nas velas de ignição. Portanto para que o motor funcione, é necessário o fornecimento destes três elem na quantidade e no momento correto. Essa tarefa até pouco tempo era desempe mecanicamente, através do carburador, que dosava a mistura ar e combustível em dos diversos regimes de funcionamento do motor. O sistema de ignição com velas, cabos, distribuidor e bobina de ignição era o responsável pela ocorrên centelhas elétricas para queima da mistura formada pelo carburador. O controle eletrônico de motores surgiu para substituir esse conjunto, dosando, com precisão, a mistura ar combustível e determinando o centelhamento nas velas de mais eficiente.

11.3.1 - Objetivos do controle eletrônico do motor

O gerenciamento eletrônico dos motores surgiu da necessidade de se produzir m que poluíssem cada vez menos, imposição de severas leis de proteção ambiental e o mundo. Aliado à questão ambiental, a maior precisão na formação da mistura ar combustív controle da ignição trouxe outras vantagens : Melhor rendimento;   Menor consumo de combustível;  Maior confiabilidade; Menor necessidade de manutenção; m anutenção;  Partidas mais fáceis a qualquer temperatura. 

11.3.2 - Constituição do sistema

O sistema é constituído por vários sensores que monitoram constantemente as con do motor e a rotação e carga a que ele está submetido. Essas informações che central de controle eletrônico do motor, que calculará a quantidade de combustív deve ser injetado junto com o ar para que se forme uma mistura ideal para cada reg funcionamento do motor. A central determinará também o momento ide centelhamento nas velas. Todas os cálculos e decisões da central são executad  intermédio dos atuadores, que são comandados eletricamente. Sign up to vote on this title Todo esse controle visa o melhor rendimento possível, dentro das emissões de useful  Useful  Not poluentes permitidos por lei e mantendo o consumo contido. Atualmente todos os automóveis a álcool ou gasolina comercializados no Bra

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Fig. 11.13 - Injeção I njeção monoponto

O sistema Multiponto ou Multi Point , possui um injetor para cada cilindro, o que g uma maior precisão na elaboração da mistura devido a reduzida perda por evap com ao aquecimento do coletor. O sistema multiponto pode ser de 3 tipos : Simultâneo – os bicos são acionados em conjunto, sendo sendo que, nos cilindr  não estão em admissão, o combustível fica próximo a válvula de ad aguardando a abertura da mesma; Semi Seqüencial ou Banco a banco – os injetores são acionados em dois co  ( 2 a 2 ou 3 a 3 ou 4 a 4 ); Seqüencial / seqüencial fasado – os injetores são acionados individualme  acordo com a seqüência de admissão, no momento em que efetivamente a m é admitida pelo cilindro.

11.3.4 - Estratégias de Funcionamento do Sistema

Tempo de Injeção  Signde upinjeção, to vote on this title O tempo de injeção é o parâmetro principal do sistema podendo se dize objetivo final do sistema de injeção é determinar o Tempo de Injeção.  Useful  Not useful Resumidamente, pode-se dizer que tempo de Injeção é o tempo em que o permanece energizado (ou seja aberto). Esse tempo é calculado pela central de in

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situações transitórias. Sheet Music

Autoadaptação A central de controle do motor está provida com uma função de auto-adapta mistura que tem a tarefa de memorizar os desvios entre mapeamento de base e cor impostas pelos sensores que podem aparecer de maneira persistente dura funcionamento. Estes desvios (devido ao envelhecimento dos componentes do sis do motor) são memorizados, permitindo uma adaptação do funcionamento do siste progressivas alterações do motor e dos componentes em relação às característi motor quando era novo. A auto-adaptação permite também ao motor funcionar com combustíveis com pe variações na composição, como a alteração na percentagem de álcool na gasolin exemplo. Nesse caso específico, um sensor que monitora as condições dos ga escape (sonda lambda) percebe as mudanças na combustão, promovendo as alte necessárias para o correto funcionamento do motor. 

Funcionamento a frio Durante baixas temperaturas, o combustível evapora com dificuldade e ocorre evap do mesmo nas paredes do coletor de admissão. Esse fenômeno faz com que apena parte do combustível injetado, efetivamente faça parte do processo de queima. É também um ligeiro aumento na viscosidade do lubrificante, o que dificulta a rotaç componentes móveis do motor. A central de controle reconhece esta condição e corrige o tempo de injeção com b informação recebida do sensor de temperatura do líquido de arrefeci Conseqüentemente: Em temperaturas baixas, o eletroinjetor fica aberto por mais tempo (a dosag combustível aumenta) e a mistura é enriquecida; À medida em que o motor for aquecendo, a mistura será corrigida, corrigida, sendo empobrec a dosagem ideal da temperatura normal de operação. 


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A rotação de marcha lenta é diminuída proporcionalmente com o aumento da temp até se obter o valor nominal com o motor regulado termicamente. Em motores refrigerados a ar, a temperatura do propulsor é captada atrav temperatura do óleo, como ocorre no motor da VW Kombi.

Funcionamento em aceleração Nesta fase, a quantidade de combustível fornecida ao motor é aum adequadamente, de forma a se obter o torque solicitado pelo condutor. A ativação estratégia é executada através das informações provenientes do seguintes sensore Potenciômetro da borboleta aceleradora; Sensor de pressão absoluta ou medidor de fluxo de ar; Sensor de rotações e posição do ponto morto superior - PMS. 

Funcionamento em desaceleração desaceleração Esta fase é reconhecida pela central de controle quando o sinal oriundo do sen posição da borboleta aceleradora, de um valor de tensão elevado, passa para um mais baixo. Durante esta fase de utilização do motor, acontece a sobreposição d estratégias: Manutenção da mistura estequiométrica (mistura ideal que garante melhor queim determinação da quantidade de combustível fornecida ao motor; Controle da queda da rotação para reduzir emissões (estratégia de Dash Pot). Durante a desaceleração, o sistema busca diminuir a emissões de poluentes e trancos durante a desaceleração, tornando a queda de rotação gradual. 

Corte da injeção durante o freio motor (cut (cut off ) A estratégia de cut off (corte do combustível em desacelerações) é efetuada quand reconhecido alguns valores de rotação, velocidade, posição da borboleta de aceler temperatura do motor, a saber : Rotação – a rotação deve estar acima de 1.900 rpm (em média); Velocidade do veículo – o veículo deve estar a mais de 20 Km/h (aproximadamente Borboleta do acelerador – o sensor de posição da borboleta deve indicar bo fechada (abertura mínima); Temperatura do motor – a maioria dos modelos de Sistemas de controle do mot admite a estratégia de cut off com o motor fora da temperatura normal de funcionam  de O corte de combustível em freio motor, através do estabelecimento do tempo Sign up to vote on this title reduzido, pode não ser total, em especial nos motores mais modernos. As rígidas n  Useful  Not de controle de emissões determinam que os injetores continuem a useful injetar com um de injeção extremamente baixo, mas acima de zero. A quantidade de combustível penetra câmaras de combustão 

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Funcionamento em plena carga Durante o funcionamento em plena carga, a mistura é enriquecida para permitir motor forneça a potência máxima (que é alcançada fora da mistura ideal estequiométrica) e para impedir o aquecimento excessivo do catalisador. A condição de carga plena é detectada através dos valores fornecidos pelos senso posição da borboleta e de pressão absoluta. Nestas condições, a central eletrôn controle do motor não utiliza o sinal proveniente das condições dos gas escapamento (sonda lambda), dando prioridade à exigência de potência. 

Controle da marcha lenta O controle da marcha lenta é efetuado pela central através do respectivo atua marcha lenta que atua sobre um desvio de ar da borboleta ( bypass ), ), control quantidade de ar passante pela derivação. O controle da marcha lenta é efetuado para compensar a potência absorvida diversos acessórios, garantindo um regime o mais constante possível. O sistema se baseia em informações para estabelecer a rotação ideal de marcha le Temperatura do motor – motor frio exige rotação um pouco mais elevada bem mistura rica para que possa funcionar correta e suavemente; Velocidade do veículo – a rotação de marcha lenta com o veículo em movimento po ligeiramente maior, numa estratégia de preparação para retomadas de velocidade; Funcionamento do câmbio automático – uma vez selecionada uma marcha, o con de torque gera determinada carga no motor, que deve ser corrigida pelo sistema; Cargas de acessórios – direção hidráulica, compressor do ar condicionado e alte representam cargas ao motor que podem influenciar a marcha lenta. A central, caso, corrige a rotação para compensar essas cargas extras; Tensão da bateria – em caso de tensão muito baixa, a marcha lenta pode ser aum ligeiramente para permitir um melhor funcionamento f uncionamento do alternador. 

Proteção contra rotações excessivas Ao ser projetado um motor, leva-se em consideração o balanceamento de suas pe sua adequada lubrificação e a freqüência natural das molas de acionamento d válvulas para determinar o regime máximo de rotações. Exceder esse limite aume risco de quebra do motor. Aproveitando o recurso de controle do motor, está inserida no software de cont alguns modelos uma estratégia de corte para proteção contra rotações prejudic  Sign up to vote on this title motor. Useful de useful é drastica  Not Tão logo seja atingida a rotação programada, otempo injeção reduzido, provocando uma caraterística semelhante a uma falha, o que impede o superar o regime de giros máximo. Quando as rotações voltarem a um valor "não c 

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que o conversor de torque da transmissão gire a rotações excessivas sem movime do câmbio, o que provocaria redução de sua vida útil.

Correção barométrica A pressão atmosférica varia em função da altitude, determinando uma variação eficiência volumétrica, que é necessário corrigir a mistura (tempo base de injeção). A correção do tempo de injeção estará em função da variação de altitude atualizada automaticamente pelo sistema, cada vez que o motor for ligado determinadas condições de posição da borboleta e de número de rotações. 

Controle dos gases da combustão O sistema de controle Eletrônico do motor deve garantir uma dosagem da mist ar-combustível próxima à relação estequiométrica (mistura ideal) e a mantém assi maior tempo possível, para que o conversor catalítico funcione de maneira co duradoura. Para verificar as condições de queima do motor, um sensor denominado sonda L avalia a quantidade de oxigênio existente nos gases de escape. De posse informação é possível avaliar se a mistura queimada está rica ou pobre, podendo ser feitas pequenas correções para que o motor trabalhe a maior parte do temp mistura estequiométrica. 

Ligação com o sistema de climatização Existe uma interface com o sistema de climatização (quando instalado) a fim de est a marcha lenta para controlar as absorções de potência causadas pela ativaç compressor. Com informações tais como: carga do motor, temperatura do líquido de arrefeci ângulo da borboleta e pressão do refrigerante do sistema, o sistema é cap necessário, de desligar o compressor para garantir uma potência extra em ultrapassagem, ou para conter um superaquecimento do motor. 

Ligação com o sistema Imobilizador O sistema possui uma função de bloqueio de funcionamento do motor. Esta fu realizada graças à presença de um módulo imobilizador junto ao cilindro de igniçã é capaz de se comunicar com a central e com uma chave eletrônica, provida transmissor próprio para enviar um código de reconhecimento.  Sign up to vote on this title Toda vez que a chave de ignição for inserida no contato é verificado pelo m  Useful à central  Not useful imobilizador se a mesma é válida. Caso positivo é enviado de controle do um sinal de reconhecimento, autorizando a ativação do sistema de injeção. 

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Por sua vez, a central da transmissão encaminha solicitações de controle de durante a mudança de marchas. O controle de torque visa uma redução na potênc a realização de trocas suaves. A redução de potência se dá através do corte de in ou alteração no avanço da ignição tão logo ocorre a solicitação oriunda da transmiss

Fig. 11.15 - O sistema interage com o câmbio automático

1

Controle de sobrealimentação Em motores sobrecarregados, é realizado um controle da pressão de sobrealimen evitando que pressões excessivas excessivas possam a vir danificar o motor. Baseado nas informações da carga, rotação e temperatura do motor, determin atuação de uma válvula que irá pilotar a válvula de controle de sobrepressão ( wast que determina uma queda de rotação na turbina, com conseqüente contr sobrepressão. Estratégias de elevação da pressão controlada ( overboost ) permite pressão extra durante as ultrapassagens. 

Autodiagnose É possível efetuar o diagnóstico dos sinais de entrada/saída e da própria cen controle, verificando ciclicamente os sinais característicos e memorizando, em ca mau funcionamento os códigos de falha f alha respectivos.  É possível ativar, através de equipamento diagnóstico leitura dados Signeup to vote de on this title ( Scanner um dos atuadores, verificando a sua eficiência, assim Useful efetuar useful dos parâ como  Not leitura de funcionamento funcionamento e cancelamento de códigos de falha. O funcionamento anormal de alguns sensores / atuadores é avisado ao usuário atra 

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11.3.5 - Composição do Sistema

O sistema de controle eletrônico do motor é constituído de subsistemas: Sistema de alimentação de combustível;  Sistema de admissão do ar;  Sensores;  Atuadores;  Sistema de ignição. 

11.3.5.1 - Sistema de alimentação ali mentação de Combustível A alimentação do combustível no sistema é realizada através de uma eletro introduzida no tanque que aspira o combustível e o envia ao filtro e, daí, para os in de combustível, conforme se vê na Fig. 11.16. A pressão de fornecimento de combustível para os bicos injetores é mantida cons proporcional ao valor de pressão existente no coletor de admissão pelo regula pressão, o qual controla a vazão de combustível, mantendo constante o salto de p para os injetores. Dessa forma, a diferença de pressão entre a linha de combustív coletor de admissão permanece constante.


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À bomba cabe a tarefa de pressurizar todo o sistema, s istema, fornecendo combustível sob e pressão adequados ao funcionamento dos injetores de combustível. A bomba, que recebe corrente elétrica proveniente de um relê comandado pela opera através de palhetas ou roletes e possui duas válvulas: uma é limitadora de pr que funciona como uma válvula de segurança, a outra é a válvula de retençã impede o retorno do combustível quando desligada, garantindo assim a partida ráp qualquer instante – Fig. 11.17. A refrigeração e lubrificação da bomba bomba é realizada pelo próprio combustível. combustível.

Fig. 11.17 - Bomba elétrica de combustível 1

Filtro de combustível Responsável por reter as impurezas contidas no combustível, garantindo durabilidade a todo o sistema, o filtro de combustível é feito em carcaça especia resistir a alta pressão da bomba e possui um elemento de papel especial de grand possibilitando alta eficiência de filtragem - Fig. 11.18.


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provocado pelas pulsações das pressões. Essas pulsações têm origem nas mudan pressão do combustível durante o abrir e fechar dos injetores, no regulador de pre até mesmo na bomba elétrica de combustível.

Fig. 11.19 – Amortecedor de vibrações

1

Injetor de Combustível A finalidade do injetor de combustível ou válvula injetora de combustível, é a combustível dentro do coletor de admissão. O injetor abre a passagem de combustível de acordo com a intensidade da corren tensão recebida do módulo de controle eletrônico. Seu fechamento é feito pela a própria mola que existe no seu interior – – Fig. 11.20.


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1 Fig. 11.20 - Válvula Injetora Useful   Not useful

A abertura dos Injetores é feita intermitentemente, ele abre e injeta um certo volu

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Em sistemas com um injetor para cada cilindro, existe um tubo distribuidor fixa coletor de admissão que por sua vez, fixa os injetores. Nesse dispositivo é fixado a reguladora de pressão. A função do tubo distribuidor é armazenar o comb pressurizado e distribuí-lo uniformemente a todos os injetores.

Fig. 11.21 - Tubo distribuidor 1

Válvula reguladora de Pressão A válvula reguladora de pressão controla a pressão no tubo distribuidor à medi acelera ou desacelera o motor, devido à variação do vácuo no interior do cole admissão. Sua carcaça de metal tem duas câmaras separadas por membranas válvula integrada no seu centro, conforme se vê na Fig. 11.22.




1 useful Useful  de  Not Fig. 11.22 - Válvula reguladora pressão

A câmara inferior é de combustível, onde estão localizados o tubo de entra

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Os sistemas monoponto, por não sofrerem influência do vácuo no coletor, possue pressão estabilizada, com o bico injetor situado pouco acima da borboleta do acele Outros sistemas, mais sofisticados, incorporam estratégias de correção do tem injeção em função do vácuo no coletor. Nesse caso a pressão de combustível é s constante, regulada por um regulador de pressão de combustível situado no inte tanque.

11.3.5.2 - Sistema de admissão do ar É constituído por vários componentes que efetuam o transporte correto da quantid ar necessária para o motor, nas suas diferentes condições de funcionamento.

Corpo de Borboleta O corpo de borboleta de um motor com controle eletrônico incorpora alguns sens atuadores controlados pela central. Os motores equipados com um único inje combustível (monoponto) possuem um corpo de borboleta mais complexo que inc além dos componentes citados o injetor de combustível, conforme se vê na Fig. 11.2 11.

Fig. 11.23 – Corpo de borboleta monoponto

1

Corpo de Borboleta motorizado – drive by wire Sistema que garante maior suavidade na operação do veículo, evitando tran realizando o fechamento e abertura da borboleta de aceleração de maneira gra  Sign de up topoluentes. vote on this title suave, contribuindo também para a redução na emissão Nesse sistema (Fig. 11.24), não existe ligação mecânica entreoNot acelerador e o co useful  Useful borboleta, desaparecendo o cabo do acelerador. Acoplado ao acelerador existe potenciômetros para determinação da sua posição. A duplicidade de sensores aum

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Fig. 11.24 - Sistema drive by wire

No corpo de borboleta (Fig. 11.25), além de um motor para acioná-la, e potenciômetros responsáveis responsáveis pela informação da posição da borboleta. O controle da marcha lenta nesse sistema se dá pela própria borboleta do sistem assume uma posição que garanta um fornecimento ideal de ar ao motor.


1 drive by wire Fig. 11.25 – Borboleta motorizada Useful Not useful  

Sensor da posição da Borboleta de aceleração

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Sensor de temperatura do ar de admissão Informa ao módulo a temperatura do ar de admissão. Localizado na linha de admi composto de um termistor que varia a resistência em função da temperatura. informação da temperatura, o módulo pode controlar o tempo de abertura do injet que seja injetado o volume exato de combustível de acordo com a massa de ar ad uma vez que o ar varia sua densidade em função da temperatura. O sensor é um termistor do tipo NTC – negative temperature coeficient – coe negativo de temperatura, onde a resistência diminui com o aumento da temperatura

Controle eletrônico da marcha lenta A rotação ideal de marcha lenta é uma variável controlada pelo sistema eletrôn controle do motor. A central de controle controla a ignição e o atuador de marcha le acordo com a as informações recebidas dos sensores, de modo a identificar as situ que interferem na marcha, corrigindo o quanto antes. Motor frio – a mistura rica necessária ao funcionamento de um motor frio, aliada a resistência de funcionamento imposta pela baixa temperatura do óleo requer uma r de marcha lenta ligeiramente maior nessa situação. Ao identificar a elevação grad temperatura através do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, o sistem corrigindo gradualmente a rotação até o valor padrão para motor aquecido; Cargas de consumo ligadas – o uso de equipamento elétricos provoca uma carga no alternador, o que por sua vez provoca um maior exigência do motor. Em situaç consumo excessivo, a central de controle opera o motor em uma rotação ligeira superior à marcha lenta ideal para garantir um melhor funcionamento do alternador; Direção Hidráulica atuando e ar condicionado ligado – a carga extra desses compo têm que ser compensadas para evitar queda na rotação do motor. O sistema de c do motor, através através de sensores de de pressão,consegue pressão,consegue identificar o maior es sistema de direção hidráulica e a solicitação de acoplamento do compressor condicionado, feita ao se acioná-lo. Para controlar a marcha lenta do motor, o sistema conta com duas opções: Modificar o momento de disparo das centelhas das velas de ignição; Modificar a mistura ar/combustível, alterando a quantidade de ar admitida pelo m modificando o tempo de injeção dos injetores. Uma outra função importante do controle de marcha lenta é a sua atuação at estratégia de dash-pot , que estabelece reduções graduais na rotação, possibilita  Sign up to vote on this title redução na emissão de poluentes através da queima dos hidrocarbonetos restant  Useful  Not useful câmaras de combustão. Para o controle da rotação de marcha lenta em um motor monitorado eletronica utiliza-se um atuador que modifica a abertura de uma passagem de ar adicional à

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O atuador é alimentado em forma de pulsos pela central de controle, onde funcionamento é monitorado através da contagem de passos que é armazena memória da central. Em caso de perda da alimentação da bateria ou substituiç atuador poderão surgir instabilidades da marcha lenta, situação que pode ser co submetendo o veículo a diversas condições de condução ou zerando o posicioname sensor através de um Scanner de diagnóstico.

Fig. 11.26 – Motor de passo para controle de marcha lenta

1

Válvula de controle de ar da marcha lenta Trata-se de um motor elétrico acoplado a uma válvula de estrangulamento q situada em canal de derivação ( bypass ) da borboleta de aceleração – Fig. 11.27. Uma mola mantém uma posição que garante uma passagem mínima de ar para m motor funcionamento em caso de problemas com o atuador. A central, através d onda quadrada, onde a largura do pulso influencia na tensão média de alimenta motor, consegue manter a palheta em posições intermediárias, podendo abrir ou fe quanto for necessário a passagem de ar para atingir a rotação de marcha lenta idea


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Alguns sistemas possuem um motor que possibilita a abertura de alguns borboleta de aceleração, controlando a rotação de marcha lenta. Da mesma forma que na válvula de controle de ar da marcha lenta, uma mola m uma abertura mínima garantindo o funcionamento do motor em caso de falha no sis

Métodos de medição da massa de ar admitida pelo motor Para que o sistema de controle do motor consiga determinar com precisão a quan de combustível que deve ser fornecida a cada instante, é necessário que se s quantidade de ar que está sendo admitida, de forma que se possa formar a mis combustível ideal àquele instante. A depender do tipo de sistema, diversos tipos de sensores podem ser util Abrangem-se aqui os três métodos métodos mais comuns utilizados utilizados pela indústria automobil

Sensor de pressão absoluta do coletor de admissão (MAP – Manifold Absolute pres Este sensor avalia as alterações de pressão obtidas no coletor de admissão resu das variações de carga e rpm do motor, convertendo estas informações em sa voltagem. Uma borboleta de aceleração totalmente fechada (numa rápida desaceleração do produziria uma voltagem relativamente baixa no MAP, enquanto que uma borbo aceleração totalmente aberta produziria uma alta voltagem de saída no MAP. Es voltagem é produzida porque a pressão é a mesma dentro e fora do coletor, assim se 100% da pressão do ar exterior. A pressão absoluta no coletor (MAP) é o opos se mediria em um vacuômetro. Quando a pressão no coletor é alta, o vácuo está baixo. O sensor MAP é usado ta para medir a pressão barométrica sob determinadas condições, permitindo a realizar ajustes na mistura ar combustível a depender da altitude, corrigindo variaç densidade do ar. O sensor está alojado dentro do vão do motor e está fixado ao coletor de admis conectado a este através de uma mangueira de borracha. A central emite um sinal de referência de 5 volts ao sensor MAP. Quando a pres coletor varia, a voltagem do sensor MAP também varia. Monitorando a voltagem de do sensor, a central de controle conhece a pressão do coletor. Uma pressão elevada, vácuo baixo (alta voltagem) requer mais combustível, enquanto uma p mais baixa, vácuo mais elevado (baixa voltagem) requer menos combustível. O c do motor utiliza o sensor MAP para controlar a liberação de combustívele o po Sign up to vote on this title ignição. 

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Paleta móvel com potenciômetro Nesse sensor, a admissão de ar desloca uma paleta (flap) que está fisicamente con

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Fig. 11.28 - Sensor de fluxo de ar de paleta

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Sensor de vazão mássica com película aquecida Uma fina película aquecida pela corrente elétrica (Fig. 11.29) é submetida ao con fluxo de ar que o motor admite. O resfriamento dessa película provoca aume corrente para mantê-la na temperatura anterior, o que é detectado por um eletrônico através do desequilíbrio de uma ponte de resistores wheatstone. Esse tipo de sensor, mais moderno, fornece a vazão mássica de ar admitida pelo m


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11.3.5.3 - Outros sensores

Além dos sensores já descritos, dois sensores – o de temperatura do líqu arrefecimento e o de velocidade do veículo – são vitais ao correto funcioname sistema.

Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento do motor O sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, também denominado CTS – temperature sensor , está localizado na caixa da válvula termostática ou no cabeç motor. O seu funcionamento é similar ao sensor de temperatura do ar de admiss seja é um termistor sensível ao calor, do tipo NTC, cuja característica é aumen resistência elétrica quando a temperatura abaixa e diminuir a resistência qua temperatura aumenta – Fig. 11.30.

Fig. 11.30 - Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento

1

A temperatura t emperatura do motor é informação importante para que a central calcule as seg variáveis: Tempo de injeção; Controle da marcha lenta; Definição do mapa de ignição ideal; Acionamento dos eletroventiladores do radiador (em alguns veículos, o acionamen eletroventiladores é realizado independentemente da central eletrônica); Inibição do acoplamento do compressor do ar condicionado em  cas Sign up to vote on this title superaquecimento; Not useful em mod  Useful Acionamento do combustível auxiliar durante a partida a frio(gasolina) álcool.

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Enriquecimento da mistura durante a aceleração – uma aceleração vigorosa a elevação da velocidade representa para a central uma estratégia de enriquec momentâneo da mistura; Corte de combustível durante a desaceleração (cut-off em freio motor) – a qu velocidade do veículo é identificada pela central para que seja retomada a in evitando que o motor apague; Controle da rotação de marcha lenta – a marcha lenta com o veículo em moviment ser ligeiramente maior, como forma de preparação para uma retomada de velocidad Fornecimento de sinal para o velocímetro e odômetro digital; Registro interno da quilometragem percorrida pelo veículo (restrito a alguns mod permite inibir fraudes ao odômetro do painel de instrumentos.

11.3.6 - Fasagem da Injeção / Ignição

Para que seja determinado o momento exato em que os injetores serão acionad momento que as centelhas serão geradas, é necessário a fasagem do sistema. A identificação desse momento se dá baseado na informação do sensor de rot referência do PMS (ponto morto superior). Alguns sistemas mais sofisticados incor o sensor de fase da admissão, para que se efetue a fasagem da injeção de acordo admissão de cada cilindro. Esse sistema é utilizado nos motores que possuem i multiponto seqüencial e/ou possuem bobinas de ignição individuais.

Sensor de rotação e referência do PMS O sensor é composto por dois elementos: o sensor propriamente dito e um segmentado semelhante a uma roda dentada, denominado roda fônica. A roda fônica é montada no eixo de manivelas ou em sua polia. O sensor, por fica fixado na sua proximidade de forma a poder captar por indução os segmen roda. Os dentes se movem além da bobina indutiva de pulso (Fig. 11.31) e induzem alteração de voltagem (sinal analógico) que é convertido em sinal digital retangu estágio de conversão de sinais da central de controle.


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Fig. 11.32 - Sinal do sensor de rotação e referência

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Alguns modelos possuem dois sensores – um para rotação e outro para a referên Ponto morto superior do primeiro cilindro. Nesse caso não existe a falha nos den sensor de rotação, e o de referência possui um único dente. Esse sistema foi utiliz Fiat Mille Electronic, que apesar de ser alimentado por carburador, possuía um siste ignição mapeada com bobina dupla DIS de centelha perdida.

Sensor de fase O sensor de fase tem a função f unção de identificar a ignição do cilindro 1 para que a parti informação, a central estabeleça todo o mapeamento da injeção e ignição do mo forma seqüencial fasada, ou seja, o combustível é fornecido ao cilindro que está e de admissão.


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corrente, gera em suas extremidades uma tensão denominada ―tensão Hall‖. Sheet Music

aspecto interno é mostrado na Fig. 11.34.

Fig. 11.34 - Operação do sensor de fase de efeito hall

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Se a corrente permanecer constante, a tensão gerada dependerá unicamente do magnético. Nesse caso, um defletor solidário à polia do comando cobre e desc sensor alternadamente, modificando o campo magnético, de forma a gerar um pu forma de onda quadrada que é interpretado pela central de controle do motor.


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Após detectar a falha na roda r oda fônica do sensor de rotação (referência do PMS), começa a contar o tempo para disparo da ignição conforme o avanço já determinad aquele momento. O sinal do sensor de fase identifica o momento e ordem de injeção de combustí forma que a mesma seja seqüencial – Fig. 11.35 e 11.36.

Fig. 11.36 – Sequenciamento da Injeção / Ignição

1

Detecção da fase via software Alguns modelos estabelecem estabelecem o sequenciamento da injeção sem a utilização de um específico para essa tarefa. Nesse caso, uma estratégia específica é realizad central de controle com o intuito de identificar a fase correta de injeção durante a ou em desacelerações. desacelerações. Para que a estratégia seja viável, o motor deve possuir bobinas de ignição (Sistema DIS com centelha perdida) e número par de cilindros.  Sign up to vote on this title A fasagem é determinada da seguinte maneira: Um sequenciamento teste é iniciado logo após a partida motor. Como a cen Not useful  Usefuldo gerada aos pares pelo sensor de rotação e PMS na estratégia de centelha perdid ocorrerá nenhuma alteração na ignição, portanto o motor funcionará;

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Baseada na avaliação desse momento, a central poderá optar por cor sequenciamento dos injetores ou manter o mesmo. A avaliação do sequenciamento é feito quando ocorre queda de rotação, ou seja, q soltamos o acelerador, ou então logo após a partida do motor. O sistema de sequenciamento via estratégia de central é realizado nos motores FIA

Fig. 11.37 – Identificação do sensor de fase via software no in stante em que o injetor 1 é cortado 3 vezes consecutivas logo após partida do motor

11.3.7 - Circuito Eletroeletrônico

Tem a função de acionar e alimentar eletricamente todos os componentes do siste injeção / ignição. É constituído principalmente por uma central de controle  elet Sign up to vote on this title

pelos sensores, que geram os sinais de entrada, e atuadores ( que executam as ―o  Useful  Not useful do módulo de controle).

Para melhor visualizarmos o circuito de injeção / ignição faremos uma descrição res dos sinais de entrada (sensores) e sinais de saída (atuadores).

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Fig. 11.38 - A central eletrônica é o cérebro de todo o sistema

11.3.7.2 - Memória Existem quatro tipos de memória armazenadas no interior da central: ROM, RAM, e EEPROM. ROM - A memória de Leitura única (ROM - read-only memory ) é uma m  permanente que é soldada fisicamente às placas de circuito impresso do c dentro da central eletrônica. A ROM contém os algoritmos de controle gera vez programada, não pode ser mudada. A memória ROM é permanente, necessita de alimentação para ser retida;  RAM - A Memória de Acesso Aleatório (RAM - random access memory ) é o de rascunho‖ do microprocessador. O processador pode armazenar ou rec dados dessa memória como quiser. Esta memória é volátil e necessita d fonte constante de alimentação para ser retida. Se a voltagem for interro todos os códigos armazenados e valores gravados serão apagados;  PROM - A memória de leitura única programável (PROM - programmable re memory ) é a parte da central eletrônica de controle do motor que con informações sobre calibração do motor que é específica ao ano, ao model emissões. A PROM é uma memória permanente que é lida soment processador. Ela está localizada dentro do conjunto de calibração da m Sign up to vote on this title substituiç (MEM-CAL) e, em alguns casos, pode ser removível para memor y); reprogramável – (EPROM - erasable programmable y); Not useful  Usefulread only  EPROM – é uma memória que é uma memoria EPROM que pode ser apa regravada eletricamente.

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11.3.7.4 - Processador Processador Tal como em um computador, o processador é o componente da central responsáv execução das instruções contidas nos programas. A ele cabe processar os executar os cálculos, comandar os estágios de saída e manejar as memó dispositivos a ele conectados.

11.3.7.5 - Estágios de Saída São semicondutores responsáveis pelo acionamento de dispositivos tais como: inj bobinas de ignição, relés da bomba de combustível, compressor do ar condicionado Os estágios de saída recebem o comando de ativação do processador e execu chaveamento dos dispositivos que controlam, conduzindo assim a corrente necessá funcionamento dos mesmos. Alguns dispositivos de maior consumo de corrente, de combustível por exemplo, são acionados por relés que por sua vez são acio pelos estágios de potência correspondentes. correspondentes. Por conduzirem corrente, os transistores dos estágios de potência possuem dissip de calor, sendo muitas vezes a própria caixa do módulo de comando. Alguns sistem controle de motores, possuem os estágios de potência das bobinas externos à unid controle, com o intuito de reduzir o tamanho e melhor dissipação de calor.

11.3.7.6 - Sinais de entrada A central eletrônica está conectada a diversos sensores, muitos dos quais já come Esses sensores representam os sinais de entrada do sistema e sim assim composto Voltagem da Bateria – alimenta todo o sistema e informa ao sistema queda de ten sobretensão para que este corrija o tempo de injeção; Sensor de rotação – permite a central realizar os cálculos de injeção e ignição; Sensor de velocidade do veículo (VSS – Vehicle Speed Sensor ) ; Sensor de pressão absoluta no coletor (MAP – Manifold Absolute Pressure ); ); Sensor da posição da Borboleta de aceleração; Sensor de oxigênio ( sonda lambda ); Sensor de temperatura do ar de admissão; Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento; Sensor de pressão do condicionador de ar – permite compatibilizar a marcha lenta carga adicional do compressor, além de verificar a necessidade de acioname ventilador do radiador e corte do compressor, visando a proteção deste contra pre inadequadas;  Sign up to vote on this title de aciona Interruptor de solicitação do condicionador de ar – informa a solicitação Usefulmodo,  Not do ar condicionado por parte do condutor do veículo.Deste é useful possível o cont marcha lenta e monitorar o acionamento do compressor do sistema.

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Atuador de marcha lenta – controla o fornecimento de ar em situações de marcha freio motor através deste atuador; Ventiladores de arrefecimento do motor – em função da temperatura de trabalho do e da solicitação do sistema de ar condicionado, o MCE determina o funcionamen ventiladores; Relé compressor do ar condicionado – o MCE comanda o momento em que o comp deve ser ligado e desligado, em função da solicitação de funcionamento, press sistema e carga do motor; Sinal de rotação – é enviado ao painel de instrumentos um sinal de rotação do moto a operação do tacômetro (conta giros); Lâmpada de verificação do motor – instalada no painel de instrumentos, é aciona caso de detecção de alguma anomalia no sistema de injeção/ignição, alertando o co quanto à necessidade de manutenção do sistema; Conector de diagnóstico – estabelece a comunicação entre a central de controle do e um equipamento de diagnóstico (Scanner) para permitir detecção de falhas e leitu sistema.

11.3.7.8 - Interfaces A central de controle do motor possui interfaces com outras centrais compartilhamento e recebimento de informações. Painel de instrumentos – recebe informações de rotação do motor e velocida veículo; Transmissão automática – existe uma comunicação bastante intensa entre as cent motor e da transmissão. O momento de troca de marchas é definido com bas informações fornecidas pela central do motor, tais como rotação do motor e posi borboleta. Durante as trocas a central da transmissão solicita controle de torque no para suavizar a operação e evitar trancos durante a mudança; Alarme e imobilizador – impedem a partida do motor em caso de uso de chav autorizada ou arrombamento do veículo; Computador de bordo – Recebe as informações a cerca de velocidade e quantid combustível injetado para efetuar cálculos de consumo, velocidade média e autonom Controle de tração e estabilidade – interfere no motor, através do controle de torqu evitar e corrigir derrapagens.

11.3.8 - Sistema de Ignição Sign up to vote on this title

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Ao sistema de ignição cabe a importante tarefa de inflamar a mistura ar-combus  Useful funcionar  Not usefulo motor. momento correto, gerando a combustão que irá efetivamente ef etivamente Em um motor composto por vários cilindros, a queima ocorre de acordo a uma ord queima estabelecido no projeto, durante o desenvolvimento do motor.

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Bobina de ignição – é um transformador que eleva uma tensão contínua pu permitindo transformar uma corrente contínua em pulsos de alta tensão que conduzidos às velas de ignição – Fig. 11.39;

Fig. 11.39 – Bobinas de ignição 1 Distribuidor – como o próprio nome indica, realiza a distribuição da alta tensão pela bobina às respectivas velas de cada cilindro, segundo a ordem de queima do Uma peça denominada rotor gira internamente ao distribuidor, fazendo a distribui corrente elétrica. Não existe contato físico entre as partes, a alta tensão con transpor a pequena distância existente entre os contatos. O rotor (Fig. 11.40) possui resistência elétrica com o intuito de s interferências provocadas pelas faíscas nas velas.


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tais como: rádio, unidade de comando da injeção eletrônica, etc. O supressor, que resistência, está incorporado ao cabo de ignição e se apresenta de duas formas: Cabo supressivo (CS) - possui o supressor instalado ao longo do próprio cabo resistividade depende do seu comprimento. O valor indicado pela norma NBR 6880 a 10 K por metro. Terminal supressivo (TS) - possui resistor (resistência) instalado dentro dos termina vão sobre as velas, tampa do distribuidor e bobina.

Vela de ignição - a função da vela de ignição é conduzir a alta voltagem elétrica interior da câmara de combustão, convertendo-a em faísca para inflamar a m ar/combustível. Apesar de sua aparência simples (Fig. 11.41), o seu perfeito desempenh diretamente ligado ao rendimento do motor, os níveis de consumo de comb a maior ou menor carga de poluentes nos gases expelidos pelo escape, etc.


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Fig. 11.41 - Partes de uma vela de ignição

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Tipo Quente - é a vela de ignição que trabalha quente o suficiente para queimar dep de carvão quando o veiculo está em baixa velocidade. Possui um longo percu dissipação de calor, o que permite manter alta temperatura na ponta do isolador. Tipo Frio - é a vela de ignição que trabalha fria, porém o suficiente para e carbonização quando o veículo está em baixa velocidade. Possui um percurso mai permitindo a rápida dissipação de calor. É adequada aos regimes de alta solicita motor. A vela de ignição no motor de ignição por centelha, seja a gasolina, álcool ou GNV trabalhar numa faixa de temperatura entre 450º C a 850º C nas condições normais d Portanto a vela deve ser escolhida para cada tipo de motor de tal forma que alc temperatura de 450º C (temperatura de autolimpeza) na ponta ignífera em velocidade e não ultrapassar 850º C em velocidade máxima – Fig. 11.42.

Fig. 11.42 - Temperatura de trabalho das velas de ignição

11.3.8.2 - Avanço da ignição Existe um tempo entre a geração da centelha na vela até a queima completa  da m Sign up to vote on this title Para que seja aproveitada ao máximo a elevação da pressão no interior dos cilind useful  Useful  Notmorto imperativo que a centelha seja lançada antecipadamente ao ponto superior. O momento ideal para geração da centelha é bastante variável, dependendo de d fatores entre os quais:

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Avanço centrífugo Proporciona o avanço do ponto de ignição à medida em que a rotação do motor se Com o aumento da rotação há o movimento dos contrapesos, provocando uma rota prato do distribuidor de acordo ao ângulo de avanço correspondente – Fig. 11.43.

Fig. 11.43 – Avanço centrífugo 1

Avanço a vácuo Proporciona adequar o ponto de ignição à carga do motor. Baseia-se no fato que maior a carga do motor, menor o vácuo no coletor de admissão e vice-versa – Fig. 1


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Fig. 11.44 – Avanço a vácuo

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Fig. 11.45 – Mapas de avanço mecânico x eletrônico

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Para possibilitar essa tarefa, o sistema dispõe de sensores que medem as va envolvidas. A bobina de ignição é acionada através desse controle eletrônico, elimina contatos mecânicos para acionamento e corte da bobina, garantindo e durabilidade e baixa manutenção.

11.3.8.3 - Tipos de sistemas de ignição Atualmente existem sistemas de ignição com controles mecânicos, eletrônic integrados à injeção eletrônica (controle eletrônico do motor).

Sistema de ignição convencional com platinado Abolido dos automóveis na década de 80, o sistema de ignição convencional (Fig. é composto pelos seguintes componentes: Bateria; Bobina de ignição;  Distribuidor de ignição; Sign up to vote on this title Cabos de vela; useful  Useful  Notgarantindo Platinado – tem como função ligar e desligar a bobina de ignição, o pu alta tensão gerado pela mesma. Fica situado internamente ao distribuidor. O fecha e abertura de seus contatos é realizado através de um came que gira solidário ao e

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Velas de ignição. Sheet Music

Fig. 11.46 - Ignição convencional com platinado

Ignição eletrônica Esse sistema, introduzido na década de 80, veio eliminar o platinado e condensado que requeriam manutenção freqüente. No sistema eletrônico, o acionamento do primário da bobina de ignição é realizado de semicondutores da central eletrônica de ignição (Fig. 11.47), eliminando co mecânicos no interior do distribuidor.


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Ao distribuidor ficou f icou a tarefa de distribuir dist ribuir a faísca f aísca entre os cilindros e realizar o vácuo. O avanço centrífugo, determinado pela rotação do motor, passou a ser re eletronicamente pela central. Para determinação da rotação e referência do PMS, foi inserido no interior do distri um sensor que pode ser uma bobina impulsora ou um sensor de efeito hall.

Fig. 11.48 - Distribuidor com sensor de efeito Hall

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Ignição estática Também denominado sistema de Ignição Direta – DIS (direct ignition system ), ), tem principal característica a ausência de distribuidor. São utilizadas bobinas individu Sign up todenominada vote on this titlecentelha p bobinas para cada dois cilindros (Fig. 11.49), na estratégia useful O sistema de ignição direta, por não possuir peças móveis, também é denom  Useful  Not sistema de ignição estática. As bobinas DIS enviam a corrente de alta tensão diretamente às velas através dos

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Alta precisão no ponto de ignição, característica importante para um bom rendime sistema e um baixo nível de emissões; Grande isolação do sistema, o que determina alta resistência a umidade; Baixa manutenção, uma vez que não necessita de ajuste do ponto de ignição possui rotor.

Fig. 11.49 - Bobinas de ignição direta – Individual e dupla (centelha perdida)

Centelha perdida Esse sistema de ignição direta tem cada bobina alimentando dois cilindros (Fig. Nesse caso, as duas centelhas são geradas em cilindros gêmeos, ou seja, enquan encontra-se ao final da compressão necessitando efetivamente da faísca, o outro ao final do escapamento, onde ocorrerá a centelha perdida, e vice-versa. A di razão dielétrica dos gases determina uma centelha com maior intensidade do cilind efetivamente estiver necessitando da centelha (final da compressão). Esse sistema garante uma boa eficiência com um menor custo em relação ao sistem possui bobinas individuais. Sign up to vote on this title

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Twin Spark – duas velas por cilindro Sistema de ignição que adota duas velas por cilindro. Cada uma das velas emit faísca dando origem a uma frente de chama. Havendo duas frentes de chama (em apenas uma) o processo de combustão realiza-se mais rapidamente aumentando modo a eficiência do ciclo termodinâmico. Sendo a queima mais rápida, os motores Twin Spark (Fig. 11.51) apresentam uma tendência para detonar o que possibilita a utilização de taxas de compressão elevadas. Esse sistema é utilizado notadamente em alguns veículos da italian Romeo. Nessa montadora, o sistema possui 4 bobinas duplas, sendo que cada uma aliment velas – uma de cada cilindro gêmeo. Assim sendo, cada cilindro possui centelha por duas bobinas diferentes, através das duas velas existentes. Desse modo, o s possui alta confiabilidade, uma vez que na falha de uma bobina todos os c continuarão funcionando, sendo que dois com apenas uma centelha.

Fig. 11.51 - Sistema Alfa Romeo Twin Spark

Ignição integrada à injeção eletrônica É o sistema utilizado nos veículos atuais. Um modelo eletrônico, denominado mód controle do motor, integra o controle de injeção de combustível e de ignição.  Atra Sign up to vote on this title mapas compostos de tabelas permanentemente armazenadas na m emória, é determ Useful  de  Not useful condições o ponto de ignição de acordo às diferentes condições funcionamento, determinadas com auxílios de sensores, tais como: pressão no coletor de adm rotação do motor e temperatura do líquido de arrefecimento e do ar.

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Fig. 11.52 - Componentes de um sistema de Ignição por descarga capacitiva

Essa gera sinais correspondentes ao momento de disparo da centelha. Nesse mom unidade de controle CDI inicia a contagem para descarregar o capacitor na bob ignição (Fig. 11.53), conforme a curva de avanço ideal para aquela rotação do moto

Fig. 11.53 – Ignição por descarga capacitiva (CDI)

Ignição por magneto Sistema de ignição que equipa motores de pequeno porte. Reúne em um só dispo todos os elementos da ignição por bateria – Fig. 11.54. Sign up to vote on this title

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12 – Controle da detonação

Os fabricantes, com o objetivo de atingir melhores rendimentos em seus motores, b elevar a taxa de compressão ao máximo admissível pelo combustível, antes que oc detonação. Para que o motor funcione adequadamente, sem riscos de ocorrência de detonaçã utilizados dispositivos de detecção e controle de detonação, que atuam de forma a que o fenômeno ocorra, garantindo o funcionamento do motor com altas tax compressão. O sistema basicamente atrasa o ponto de ignição ao menor si detonação, fazendo com que a pressão interna no cilindro esteja ligeiramente me instante da combustão, o que inibe a formação de uma nova frente de chama, perc da detonação. Para detecção da detonação, são utilizados sensores de detonação que detec fenômeno através da vibração causada ao bloco do motor (Fig. 12.1). A vi detectada é analisada através de um algoritmo e confrontada com o momento e ocorre a combustão, dessa forma vibrações oriundas de outros componentes n consideradas. O circuito consegue através desse artifício identificar qual cilindr detonando, podendo atrasar o ponto de ignição apenas nos cilindros em que ocorrendo o problema. Uma vez atrasado o ponto de ignição, o sistema passa a adiantar lentamente ponto que garanta um funcionamento seguro e com alto rendimento. O siste controle do motor permite, através da adaptabilidade, modificar o mapa de igniç forma a trabalhar com avanços que impeçam a detonação. Isso é especialmen quando o desgaste e carbonização do motor aumentam a ocorrência de detonação. O sensor de detonação está normalmente parafusado no bloco do motor e tem elemento sensor um cristal piezo-elétrico. Esse material quando é subme deformações mecânicas, gera tensões elétricas em sua superfície. Dessa forma, o é capaz de captar as vibrações provocadas pelo fenômeno da detonação, transform as em sinal elétrico o qual é enviado a unidade de comando eletrônico do motor.


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13 - Controle de emissões

Para atender às severas disposições legislativas sobre as emissões de resíduos n dos motores de combustão interna, além de uma dosagem sempre precisa da mist combustível, o veículo está equipado com os seguintes dispositivos : Sonda lambda para monitoramento da concentração de oxigênio nos gases de esca Conversor catalítico ( catalisador ); Circuito anti-evaporação do combustível; Recirculação dos gases provenientes do cárter do motor.

13.1 - Sensor de Oxigênio dos Gases de Escape ( Sonda Lambda ) Fixado no coletor de escapamento, o sensor de oxigênio ou sensor lambda (Fig. 1 responsável pela medição da relação dos gases de escape, enviando esses s central de controle do motor que concluirá se a mistura está rica ou pobre. O sensor consiste de um eletrólito de zircônio entre duas placas de platina (Fig. Esses elementos têm propriedade de gerar uma diferença de potencial (manifestad medição de uma voltagem correspondente) quando existe variação entre a propor oxigênio medida e uma usada como referência, que corresponde ao ar atmosférico.

Fig. 13.1 - Típicos T ípicos sensores de oxigênio – Sonda lambda


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Quando a mistura ar/combustível está rica, a voltagem do sensor de oxigênio é alta mistura ar/combustível estiver pobre, a voltagem do sensor será baixa. A voltagem aproximadamente entre 50 milivolts (mistura pobre) e 900 milivolts (mistura conforme o conteúdo de oxigênio no escapamento. Para determinar se a m ar/combustível está rica ou pobre, o módulo mede a voltagem da sonda. Para que ocorra uma diferença de potencial no sensor, é necessário que o mesmo aquecido. Somente acima da temperatura de 360 C é que o sensor é ativado e p trabalhar em circuito fechado (Fig. 13.3), para que o módulo atue quando e necessário, processando uma seqüência em circuito fechado de regulagem ( Loop).


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Closed Fig. 13.3 - Circuito fechado ( ) useful Useful Loop  Not

Se a voltagem do sensor estiver abaixo de 500 milivolts, evidência de mistura

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Fig. 13.4 – Componentes internos de um sensor de oxigênio com pré aquecimen

13.2 - Recirculação dos gases do cárter O motor em funcionamento gera gases internamente. Para manter o seu funcionamento, estes gases devem ser expulsos e isto é feit o através do respiro do Uma parte destes gases é tóxica e por isso deve ser queimada para não ser diretamente no ambiente. Além dos vapores de lubrificantes, gases de escapamento constituídos por mistu ar-combustível e pelos gases queimados que passam pela vedação dos anéis dos são gerados na região do cárter. Torna-se necessário um sistema que ef recirculação dos gases, para impedir que atinjam a atmosfera e elevem a pressão do motor demasiadamente, o que poderia determinar vazamentos. Um sistema de chicanas ou um filtro recuperam o óleo que poderia ser arr juntamente com os vapores. No interior da tubulação é montado um corta-chama prevenir fenômenos de combustão devido ao retorno da chama ao corpo de borbole


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Válvula PCV (positive crankcase ventilation ) ou ventilação positiva do cárter válvula tem a função de impedir que um volume acentuado de lubrificante venha arrastado junto com os gases do cárter para admissão, o que determinaria um co exagerado de lubrificante. No caso de elevada diferença de pressão entre a admissão e o (desacelerações, por exemplo) a válvula fecha, impedindo momentaneam recirculação dos gases. Tão logo a diferença de pressão pr essão se suavize, o sistem a operar normalmente – veja Fig. 13.5.

13.3 - Conversor Catalítico (Catalisador) O conversor catalítico, ou simplesmente catalisador, é uma peça formada por um cerâmico ou metálico que transforma grande parte dos gases tóxicos do motor em inofensivos, através de reações químicas ocorridas dentro deste componente – O catalisador não é um filtro, e sim um dispositivo que realiza reações químicas a da catálise por intermédio de metais nobres que o compõe. O conversor catalítico acelera uma reação química sem alterar a sua proprieda presença de oxigênio e utilizando-se de oxidantes como platina e paladium eles adi oxigênio aos hidrocarbonetos e ao monóxido de carbono, transformando a mistu vapor de água e dióxido de carbono. Para que isto ocorra, o sistema de injeção fornecer uma relação ar-combustível de 13,8 (razão estequiométrica) ou mais po isso não acontecer acontecer a eficiência eficiência da oxidação oxidação dos hidrocarbonetos e do monóx carbono ficará comprometida – Fig. 13.6. Para os óxidos de nitrogênio o catalisador também possui um elemento redutor - o - que remove o oxigênio do óxido de nitrogênio transformando-o em nitrogênio. Pa haja a transformação o sistema de injeção terá que fornecer uma relação combustível de 13,8: ou mais rica. Essa relação ar-combustível diferente de 13,8:1, reduz muito a eficiência de um ou tipo de reação química do conversor catalítico, daí a necessidade de um siste monitoramento, de modo a manter a mistura a maior parte do tempo possível próx mistura ideal. Esse sistema, explicado anteriormente, é monitorado pela sonda lamb


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Fig. 13.7 – Gases de entrada e saída do catalisador

O catalisador, para que funcione bem, necessita estar aquecido a temperaturas ac 400 graus, o que faz com que não tenha ação efetiva quando o veículo está frio. aquecimento é decorrente da proximidade do motor, do calor dos gases de combu devido ao calor gerado pelas reações químicas em seu interior. Para evitar q superaquecimento funda o catalisador, um controle eficiente sobre o sistem alimentação de combustível é necessário. Combustível em excesso ou em falta pro significativa queda no rendimento do equipamento, além de provocarem dan superaquecimento. Esse fato faz com que fazer um veículo com catalisador pegar no tranco sej operação perigosa. Caso o motor esteja afogado (com excesso de combustível) de insistentes partidas com a bateria, esse excesso irá queimar no interior do catal danificando-o.  Sign up to vote on this title

 Useful  Not useful 13.4 - Controle de emissões evaporativas evaporativas A temperatura atingida pelo combustível no interior do tanque provoca vapor contém Hidrocarbonetos, e como poluentes, são controlados pela legislação de emi

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através da purga do canister, que é quando os vapores são sugados pelo motor queima. Uma válvula controla a purga de vapores de modo a garantir uma mínima influên controle da mistura (Fig. 13.8). Para se ter uma idéia, uma purga de 1% com pre elevada de vapores, pode provocar um enriquecimento de até 30% na mistura, ao que a purga de somente ar provoca um empobrecimento de apenas 1%, uma vez densidade dos vapores de combustível é significativamente maior que o ar. A válvula de purga, que controla a ligação entre o canister e o coletor de admissão ser: 13.4.1 – Purga Mecânica – controlada pelo vácuo no coletor, onde altas cargas do acionam a purga; 13.4.2 – Purga Elétrica – controlada pela central de controle do motor. Nesse ca controle mais eficiente é realizado, onde a purga do canister ocorre segundo parâmetros: A purga só iniciará com o motor aquecido, aquecido, evitando que a entrada entrada de vapores preju controle da mistura durante o período de aquecimento do propulsor; A abertura da válvula segue uma rampa de acionamento, onde até 40% do comb consumido pelo motor pode vir dos vapores do tanque t anque de combustível; Em caso de corte de injeção (durante freio motor ou rotações excessivas), a p interrompida, para evitar danos ao catalisador com a presença de vapores comb não queimados nos gases de escape; Enquanto não for iniciado o controle da mistura por circuito fechado (controle via lambda) a purga é mínima ou inexistente, uma vez que não é possível moni alteração na mistura devido à purga dos vapores; Esporadicamente durante o funcionamento do motor a purga é interrompida pa melhor controle da mistura; Para evitar irregularidade no funcionamento e vibração no motor, a purga é e enquanto o motor estiver em marcha lenta.


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13.4.3 - Canister O canister, como já foi dito, é constituído por um reservatório que possui carvão a atuando como filtro dos vapores oriundos do tanque de combustível (Fig. 13.9). O c possui normalmente três conexões: Ventilação do tanque – uma mangueira conectada à parte superior do  conduz os vapores até o filtro; Purga – faz a ligação do canister ao coletor de admissão para enviar os vap  serem queimados durante a purga; Atmosfera – promove o contato do canister com o ar atmosférico. 

Fig. 13.9 – Canister 1

Os vapores são conduzidos à parte inferior do filtro onde sobem sendo filtrado carvão ativado em forma de pequenas esferas. Na parte superior, uma espuma atua filtro, impedindo que o carvão ativado penetre na linha de purga. Sign up to vote on this title

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13.4.4 - Válvula de purga  Useful  Not useful A válvula que controla o fluxo de vapores de combustível do canister para o col admissão pode ser mecânica ou eletricamente comandada pela central de contr motor.

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13.4.6 - Abastecimento O posicionamento do canister varia a depender do modelo de veículo, mas muit vezes pode ficar em uma altura inferior à tampa de enchimento do tanque. Em caso de enchimento excessivo, o combustível tenderá a, por gravidade, atingir de carvão ativado. Uma vez contaminado com combustível, o carvão ativado tend dissolver e quando acionada a purga, ocorrerá contaminação do coletor de admi cilindros do motor, provocando carbonização com conseqüente redução da sua vida Para evitar problemas dessa natureza, abastecer até o desligamento automático d da bomba, evitando encher o gargalo. Agindo assim protege-se não só o canis motor, como evita-se que combustível transborde e danifique a pintura.

13.5 - Recirculação de gases do escapamento As altas temperaturas da câmara de combustão propiciam a formação dos óxi Nitrogênio, que são poluentes. Para conter essa emissão reduz-se a temperat câmara. Isso pode ser feito recirculando parte dos gases de escapamento – Fig. 13 O cruzamento de válvulas por si só faz com que parte dos gases resultantes da q voltem à admissão, auxiliando na tarefa de conter as emissões. Para um control efetivo torna-se necessário o uso de mecanismos que façam a recirculação de controlada e em momentos que não prejudiquem o consumo e o desempenho do m


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a quantidade de ar admitida é mínima e a recirculação provocaria perda do ox necessário a queima do combustível sob essas condições. A válvula EGR deve permanecer fechada durante solicitações de cargas elevada impedir influência nessa situação onde elevada potência é exigida.

Válvula EGR A válvula EGR é acionada eletricamente através de pulsos pela central de contro pode abrir diretamente o canal de recirculação dos gases ou pode pilotar, atra vácuo, um atuador pneumático que realiza a tarefa – Fig. 13.11.

Fig. 13.11 – Funcionamento Funcionamento da válvula EGR

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A central eletrônica de controle consegue modula modula o trabalho da válvula de forma a p uma recirculação maior ou menor, a depender da carga e a que o motor está subm de acordo com o gráfico da Fig. 13.12.


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13.6 - Injeção secundária de ar Com o intuito de complementar a queima de Hidrocarbonetos não queimados e au a eficiência do conversor catalítico, especialmente nos primeiros moment funcionamento, alguns motores incorporam um sistema de injeção secundária de ar Nesse sistema uma quantidade de ar é injetada no sistema de escape através d bomba – Figs. 13.13 e 13.14.

Fig. 13.13 – Sistema de injeção secundária de ar


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Referências Gasoline-engine MAnagement – 1st edition – Bosch Introduction to Internal Combustion Engines – Richard Stone Advanced engine engine Technology – Heinz Heisler Nissan N-Step Series – Engine systems O motor e seus acessórios – H.M. Chollet Sistemas de Ignição Eletrônica – Ford Treinamento de serviço Motores de combustão interna – Treinamento de Assistência técnica t écnica Volkswagem Injeção e Ignição Eletrônica – Treinamento Assistencial FIAT Controle Eletrônico de emissões – FORD Treinamento de serviço Fundamentos da Termodinâmica Clássica – Gordon VAn Wylen Lubrificação e lubrificantes Shell


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