SUBSISTEMA DE CONJUNTO MÓVEL
Os componentes deste sistema se conjugam entre si para transformar a
energia calorífica, resultante da queima da mistura, em energia mecânica capaz de
efetuar trabalho.
Os componentes que fazem parte deste sistema são:
3.1- ÊMBOLOS
O êmbolo é o componente responsável por transmitir a força da expansão dos
gases no cilindro para a árvore de manivelas através da biela.
Possui as seguintes características:
• baixo peso para se mover com facilidade;
• alta resistência;
• rápida dissipação de calor.
3.1- Constituição
O êmbolo é fabricado em liga de alumínio e tem forma cilíndrica, sua parte
superior é fechada e a inferior é aberta. Suas partes principais são:
A cabeça do êmbolo é a região que mais se aquece e recebe a força de
expansão dos gases da combustão. Pode ter superfície plana, côncava ou convexa.
Na lateral, ficam as canaletas que alojam os anéis, chamada zona de anéis.
Já na parte inferior, fica a saia que serve de equilíbrio para o êmbolo no seu
movimento de subida e descida. Em seu interior, possui um anel chamado de
autotérmico, que tem a função de controlar a dilatação do êmbolo, quando o mesmo
se aquece com o funcionamento do motor.
O êmbolo tem a propriedade de ser cônico para que, quando for aquecido, se
torne cilíndrico e sua lateral totalmente reta, causando a vedação da mistura
ar/combustível.
No caso do pino, este é fabricado em aço especial, tratado para garantir alta
resistência ao desgaste. Este pino é descentralizado para eliminar a possibilidade de
que a saia do êmbolo bata contra o cilindro do bloco.
Existem vários tipos de fixação do pino no pistão:
Em alguns motores, os pistões trazem em sua saia uma camada de grafite
que proporciona um menor desgaste, durante a fase de aquecimento, e um menor
nível de atrito e ruído.
3.1.2- Anéis de segmento
Os anéis de segmento são instalados na cabeça do êmbolo, possuem forma
circular e são fabricados em ferro fundido ou aços especiais.
Os anéis cumprem as seguintes funções:
• vedação, impedindo a saída da mistura na compressão e dos gases na combustão;
• dissipação do calor, fazendo-o passar dos êmbolos para os cilindros e, daí, para o
sistema de arrefecimento.
3.1.2.1- Tipos de anéis de segmento
Existem dois tipos de anéis de segmento:
• de compressão (vedação);
• raspadores e recolhedores de óleo.
Os anéis de compressão são revestidos de cromo ou molibdênio, que lhes
confere maior resistência ao atrito e à abrasão, principalmente no período de
amaciamento do motor.
Estes anéis são instalados nas duas primeiras canaletas superiores do
êmbolo. Causam a vedação entre êmbolos e cilindros, o que garante a compressão
da mistura, e evitam a passagem de gases das câmaras de combustão para o cárter
e do óleo do cárter para as câmaras.
Os anéis raspadores e recolhedores de óleo têm como principal função raspar
o excesso de óleo da parede do cilindro e drená-lo, em direção ao cárter do motor.
Desta forma, asseguram uma película de óleo adequada, suficiente para lubrificar os
anéis de compressão.
Estes componentes não requerem manutenção, somente a troca no
recondicionamento do motor.
3.2- BIELAS
Componente do motor, construído de aço-liga, que transmite os movimentos
retilíneos alternativos dos êmbolos às manivelas da árvore de manivelas.
A biela é composta por:
No pé da biela é preso o pino, que também é ligado ao êmbolo. Nele é
colocada uma bucha de bronze que se ajusta ao pino quando o conjunto é montado.
Quando da manutenção da biela, a bucha é sempre inspecionada.
A cabeça da biela é dividida em duas partes e se acopla ao moente da árvore
de manivelas. Em ambas as partes, são montados casquilhos para o assentamento
do moente.
A biela tem um corpo, que é sua parte média, com perfil em l, para aumentar
sua rigidez e diminuir o peso. Em alguns tipos existe um orifício interno para
conduzir o óleo lubrificante.
Existem dois tipos de biela quanto à maneira de fabricação:
3.2.1- Vantagens do craqueamento:
• Produz-se uma superfície de fratura inconfundível. Dessa forma, a biela e sua
capa somente se encaixam caso pertençam ao mesmo conjunto;
• Método de fabricação mais barato;
• Ajuste perfeito das folgas.
3.3- CASQUILHOS
Os casquilhos servem de guia e apoio para os órgãos giratórios em regime de
velocidade e cargas elevadas. Estes componentes possuem na sua superfície um
material especial antifricção, para reduzir o atrito, desgaste das peças e possíveis
grimpamentos.
O casquilho é constituído basicamente de:
Nos motores, estes componentes são empregados na árvore de manivelas e,
em alguns modelos, nas árvores de comando de válvulas.
O ressalto de localização evita que o casquilho se desloque lateralmente,
quando o órgão apoiado nele gira. Na parte central está o canal de lubrificação de
óleo, onde o óleo é distribuído mais rapidamente pelo casquilho. Junto do canal
existe um orifício que serve de passagem para que o óleo atinja o elemento móvel
apoiado no casquilho.
Os casquilhos são vendidos em jogos e só são removidos quando o motor
apresenta irregularidade, como batida interna ou lubrificação deficiente.
3.3.1-Tipos de Casquilhos
• Casquilhos para assentamento das bielas aos moentes da árvore de manivelas;
• Casquilhos para assentamento da árvore de comando de válvulas;
• Casquilhos com flange de encosto para ajustar a folga axial da árvore de
manivelas;
• Casquilhos inteiriços, também conhecidos como bucha;
• Casquilhos do munhão da árvore de manivelas.
3.4- ÁRVORE DE MANIVELAS
É um dispositivo mecânico que permite fazer a rotação de um eixo usando
menor esforço através de uma alavanca. A árvore possui diversas manivelas,
dispostas em ângulos diferentes, para que possa manter o equilíbrio do componente
quando está em rotação.
A árvore de manivelas é assentada em casquilhos, para possibilitar o mínimo
possível de desgaste na mesma.
Os munhões são os locais onde a árvore se apóia ao bloco do motor e os
moentes são os locais onde as bielas são presas.
O rolamento de agulha, ou bucha, é localizado na parte traseira da árvore e
serve de apoio à árvore primária da caixa de mudanças. Já o flange traseiro serve
de apoio e encosto para o volante, que é fixado à árvore de manivela com
parafusos.
No interior da árvore, temos orifícios de lubrificação que permitem a
passagem de óleo para lubrificação dos munhões e moentes.
A árvore de manivelas tem uma série de características para possibilitar um
funcionamento correto:
• deve ser feita de aços especiais que garantam uma resistência, de acordo
com a potência do motor;
• não deve ter cantos vivos onde possam aparecer trincas, elas são prejudiciais
para o motor, com o tempo poderiam causar a ruptura da árvore. Assim, deve
apresentar raios de concordância adequados, que provoquem um
arredondamento nos cantos e garantam maior resistência.
3.4.1- Tipos da Árvore de Manivelas
A manutenção deste componente é feita pela retífica no momento em que se
faz uma reforma no motor. Os munhões e moentes possuem medidas padrões e, a
partir delas, serão feitas as retíficas da árvore.
3.5- BLOCO DO MOTOR
É um dos principais componentes do motor, tem a função de alojar a maioria
dos componentes e dar sustentação ao motor. Os blocos são fabricados em ferro
fundido e ligas ou em alumínio e ligas.
Os cilindros podem ser usinados diretamente no bloco do motor, ou
separados. Quando são usinados no bloco são chamados de cilindros e quando
são separados são chamados de camisas.
Quando são usadas camisas elas podem ser molhadas ou secas.
- secas - molhadas
A operação de acoplamento da camisa no bloco chama-se encamisamento.
As camisas podem ser retificadas até uma certa tolerância, passando a receber
êmbolos e anéis sob medida, os chamados kits.
No caso dos cilindros, a partir da retífica também passam a receber êmbolos
e anéis sob medida.
3.5.1- Tipos de Bloco
• em linha;
• em v;
• radial;
• com cilindros opostos.
A manutenção do bloco também é feita com a retífica do motor.
3.6- VOLANTE DO MOTOR
Este componente é preso ao flange traseiro da árvore de manivelas. Possui
em sua superfície uma cremalheira de aço, onde se engrena o pinhão impulsor do
motor de partida nas primeiras rotações.
Tem as seguintes funções:
• acoplar a embreagem;
• dar impulso ao motor para partida;
• compensar os tempos improdutivos do motor.
platô de embreagem é fixado ao volante, onde mantém o disco de
embreagem pressionado ao mesmo. Com o giro do motor, o volante adquire uma
energia, chamada cinética, no tempo produtivo (combustão), a qual é utilizada nos
momentos improdutivos para manter o motor com uma rotação constante. Devido a
isso é uma das peças mais pesadas do motor e leva alguns rebaixos para
balanceamento.
Uma das preocupações constantes dos fabricantes são as oscilações geradas
pelas combustões pulsantes sobre a árvore de manivelas que, devido a ligação com
a transmissão através da embreagem, leva essas vibrações para a transmissão, que
resultarão em ruídos e desgastes a longo prazo dos componentes do motor,
embreagem e transmissão.
Pensando em evitar que estas oscilações sejam transmitidas, foi incorporado
junto do volante um conjunto amortecedor de vibrações, onde o volante passa a ser
chamado de “volante bi-massa”.
Com a estrutura tradicional, todas as vibrações produzidas pelo motor são
transmitidas para o conjunto.
Com o uso do volante bi-massa, quase toda oscilação do motor é absorvida e
não transmitida ao conjunto.
As vantagens do volante bi-massa são:
• elevado conforto de condução;
• absorção de vibrações do conjunto moto-propulsor;
• absorção de ruídos;
• redução do consumo de combustível por suavizar a utilização do motor nos
regimes mais baixos de rotação;
• menor desgaste nos sincronizadores.
3.7- CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DO MOTOR
O motor pode ser descrito pelas suas diversas características de construção e
desempenho, que não devem sofrer grandes alterações após seu
recondicionamento.
Essas características são:
3.7.1- Cilindrada
É o volume do cilindro compreendido entre o PMS e o PMI. Nos motores a
gasolina e a álcool é o volume máximo de mistura que entra no cilindro. A unidade
de medida é o cm3, l ( 1l = 1000 cm3)
V = π . r2 . h . n
3.7.2- Relação de Compressão (Taxa)
É a razão entre o volume do cilindro situado acima do PMI e aquele que fica
acima do PMS.
Rc = V + v
v
A relação de compressão (RC) indica quantas vezes a mistura é comprimida
quando o êmbolo passa do PMI ao PMS. Quanto maior a RC, maior a potência do
motor. Os motores a álcool possuem uma relação de compressão maior que os a
gasolina, devido às características do combustível.
A unidade de medida é uma relação entre volumes e é dada por um número.
Exemplo: 8:1
3.7.3- Torque
A palavra torque quer dizer torção. O torque depende não só da força que é
aplicada, como da distância que funciona como braço de alavanca dessa força.
Torque = força x distância
As unidades de medida são:
mkgf = metro-quilograma-força
Nm = Newton metro
3.7.4- Potência
É a medida do trabalho realizado em uma unidade de tempo. Como o trabalho
é o resultado do produto da força pelo deslocamento de seu ponto de aplicação,
temos:
Potência = força x distância
Tempo
A potência de um motor indica que trabalho ele pode executar na unidade de
tempo.
Por exemplo, se sua potência é de 52 HP, temos:
a) 1HP é a potência que permite deslocar por 1 metro, um corpo submetido a uma
força de 76kgf no tempo de 1 segundo.
1 HP = 76kgf . 1m
1s
b) 52 HP = 52 . 76kgf . 1m
1s
52 HP = 3952kgf . 1m
1s
Portanto, um motor igual a 52 HP é capaz de deslocar um objeto, utilizando
uma força de 3952kgf, por uma distância de 1 metro em 1 segundo.
As unidades de medida do torque são:
- HP = 76kgf . 1m Horse Power
1s
- CV = 75kgf . 1m Cavalo Vapor
1s
- W = 1N . 1m Watt
1s
Os componentes deste sistema se conjugam entre si para transformar a
energia calorífica, resultante da queima da mistura, em energia mecânica capaz de
efetuar trabalho.
Os componentes que fazem parte deste sistema são:
3.1- ÊMBOLOS
O êmbolo é o componente responsável por transmitir a força da expansão dos
gases no cilindro para a árvore de manivelas através da biela.
Possui as seguintes características:
• baixo peso para se mover com facilidade;
• alta resistência;
• rápida dissipação de calor.
3.1- Constituição
O êmbolo é fabricado em liga de alumínio e tem forma cilíndrica, sua parte
superior é fechada e a inferior é aberta. Suas partes principais são:
expansão dos gases da combustão. Pode ter superfície plana, côncava ou convexa.
Na lateral, ficam as canaletas que alojam os anéis, chamada zona de anéis.
Já na parte inferior, fica a saia que serve de equilíbrio para o êmbolo no seu
movimento de subida e descida. Em seu interior, possui um anel chamado de
autotérmico, que tem a função de controlar a dilatação do êmbolo, quando o mesmo
se aquece com o funcionamento do motor.
O êmbolo tem a propriedade de ser cônico para que, quando for aquecido, se
torne cilíndrico e sua lateral totalmente reta, causando a vedação da mistura
ar/combustível.
resistência ao desgaste. Este pino é descentralizado para eliminar a possibilidade de
que a saia do êmbolo bata contra o cilindro do bloco.
Existem vários tipos de fixação do pino no pistão:
que proporciona um menor desgaste, durante a fase de aquecimento, e um menor
nível de atrito e ruído.
Os anéis de segmento são instalados na cabeça do êmbolo, possuem forma
circular e são fabricados em ferro fundido ou aços especiais.
• vedação, impedindo a saída da mistura na compressão e dos gases na combustão;
• dissipação do calor, fazendo-o passar dos êmbolos para os cilindros e, daí, para o
sistema de arrefecimento.
3.1.2.1- Tipos de anéis de segmento
Existem dois tipos de anéis de segmento:
• de compressão (vedação);
• raspadores e recolhedores de óleo.
Os anéis de compressão são revestidos de cromo ou molibdênio, que lhes
confere maior resistência ao atrito e à abrasão, principalmente no período de
amaciamento do motor.
Estes anéis são instalados nas duas primeiras canaletas superiores do
êmbolo. Causam a vedação entre êmbolos e cilindros, o que garante a compressão
da mistura, e evitam a passagem de gases das câmaras de combustão para o cárter
e do óleo do cárter para as câmaras.
Os anéis raspadores e recolhedores de óleo têm como principal função raspar
o excesso de óleo da parede do cilindro e drená-lo, em direção ao cárter do motor.
Desta forma, asseguram uma película de óleo adequada, suficiente para lubrificar os
anéis de compressão.
Estes componentes não requerem manutenção, somente a troca no
recondicionamento do motor.
3.2- BIELAS
Componente do motor, construído de aço-liga, que transmite os movimentos
retilíneos alternativos dos êmbolos às manivelas da árvore de manivelas.
A biela é composta por:
colocada uma bucha de bronze que se ajusta ao pino quando o conjunto é montado.
Quando da manutenção da biela, a bucha é sempre inspecionada.
A cabeça da biela é dividida em duas partes e se acopla ao moente da árvore
de manivelas. Em ambas as partes, são montados casquilhos para o assentamento
do moente.
A biela tem um corpo, que é sua parte média, com perfil em l, para aumentar
sua rigidez e diminuir o peso. Em alguns tipos existe um orifício interno para
conduzir o óleo lubrificante.
• Produz-se uma superfície de fratura inconfundível. Dessa forma, a biela e sua
capa somente se encaixam caso pertençam ao mesmo conjunto;
• Método de fabricação mais barato;
• Ajuste perfeito das folgas.
3.3- CASQUILHOS
Os casquilhos servem de guia e apoio para os órgãos giratórios em regime de
velocidade e cargas elevadas. Estes componentes possuem na sua superfície um
material especial antifricção, para reduzir o atrito, desgaste das peças e possíveis
grimpamentos.
O casquilho é constituído basicamente de:
em alguns modelos, nas árvores de comando de válvulas.
O ressalto de localização evita que o casquilho se desloque lateralmente,
quando o órgão apoiado nele gira. Na parte central está o canal de lubrificação de
óleo, onde o óleo é distribuído mais rapidamente pelo casquilho. Junto do canal
existe um orifício que serve de passagem para que o óleo atinja o elemento móvel
apoiado no casquilho.
Os casquilhos são vendidos em jogos e só são removidos quando o motor
apresenta irregularidade, como batida interna ou lubrificação deficiente.
3.3.1-Tipos de Casquilhos
• Casquilhos para assentamento das bielas aos moentes da árvore de manivelas;
• Casquilhos para assentamento da árvore de comando de válvulas;
• Casquilhos com flange de encosto para ajustar a folga axial da árvore de
manivelas;
• Casquilhos inteiriços, também conhecidos como bucha;
• Casquilhos do munhão da árvore de manivelas.
3.4- ÁRVORE DE MANIVELAS
É um dispositivo mecânico que permite fazer a rotação de um eixo usando
menor esforço através de uma alavanca. A árvore possui diversas manivelas,
dispostas em ângulos diferentes, para que possa manter o equilíbrio do componente
quando está em rotação.
A árvore de manivelas é assentada em casquilhos, para possibilitar o mínimo
possível de desgaste na mesma.
moentes são os locais onde as bielas são presas.
O rolamento de agulha, ou bucha, é localizado na parte traseira da árvore e
serve de apoio à árvore primária da caixa de mudanças. Já o flange traseiro serve
de apoio e encosto para o volante, que é fixado à árvore de manivela com
parafusos.
No interior da árvore, temos orifícios de lubrificação que permitem a
passagem de óleo para lubrificação dos munhões e moentes.
A árvore de manivelas tem uma série de características para possibilitar um
funcionamento correto:
• deve ser feita de aços especiais que garantam uma resistência, de acordo
com a potência do motor;
• não deve ter cantos vivos onde possam aparecer trincas, elas são prejudiciais
para o motor, com o tempo poderiam causar a ruptura da árvore. Assim, deve
apresentar raios de concordância adequados, que provoquem um
arredondamento nos cantos e garantam maior resistência.
3.4.1- Tipos da Árvore de Manivelas
faz uma reforma no motor. Os munhões e moentes possuem medidas padrões e, a
partir delas, serão feitas as retíficas da árvore.
3.5- BLOCO DO MOTOR
É um dos principais componentes do motor, tem a função de alojar a maioria
dos componentes e dar sustentação ao motor. Os blocos são fabricados em ferro
fundido e ligas ou em alumínio e ligas.
Os cilindros podem ser usinados diretamente no bloco do motor, ou
separados. Quando são usinados no bloco são chamados de cilindros e quando
são separados são chamados de camisas.
Quando são usadas camisas elas podem ser molhadas ou secas.
- secas - molhadas
As camisas podem ser retificadas até uma certa tolerância, passando a receber
êmbolos e anéis sob medida, os chamados kits.
No caso dos cilindros, a partir da retífica também passam a receber êmbolos
e anéis sob medida.
3.5.1- Tipos de Bloco
• em linha;
• em v;
• radial;
• com cilindros opostos.
A manutenção do bloco também é feita com a retífica do motor.
3.6- VOLANTE DO MOTOR
Este componente é preso ao flange traseiro da árvore de manivelas. Possui
em sua superfície uma cremalheira de aço, onde se engrena o pinhão impulsor do
motor de partida nas primeiras rotações.
Tem as seguintes funções:
• acoplar a embreagem;
• dar impulso ao motor para partida;
• compensar os tempos improdutivos do motor.
embreagem pressionado ao mesmo. Com o giro do motor, o volante adquire uma
energia, chamada cinética, no tempo produtivo (combustão), a qual é utilizada nos
momentos improdutivos para manter o motor com uma rotação constante. Devido a
isso é uma das peças mais pesadas do motor e leva alguns rebaixos para
balanceamento.
Uma das preocupações constantes dos fabricantes são as oscilações geradas
pelas combustões pulsantes sobre a árvore de manivelas que, devido a ligação com
a transmissão através da embreagem, leva essas vibrações para a transmissão, que
resultarão em ruídos e desgastes a longo prazo dos componentes do motor,
embreagem e transmissão.
Pensando em evitar que estas oscilações sejam transmitidas, foi incorporado
junto do volante um conjunto amortecedor de vibrações, onde o volante passa a ser
chamado de “volante bi-massa”.
transmitidas para o conjunto.
não transmitida ao conjunto.
• elevado conforto de condução;
• absorção de vibrações do conjunto moto-propulsor;
• absorção de ruídos;
• redução do consumo de combustível por suavizar a utilização do motor nos
regimes mais baixos de rotação;
• menor desgaste nos sincronizadores.
3.7- CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DO MOTOR
O motor pode ser descrito pelas suas diversas características de construção e
desempenho, que não devem sofrer grandes alterações após seu
recondicionamento.
Essas características são:
3.7.1- Cilindrada
É o volume do cilindro compreendido entre o PMS e o PMI. Nos motores a
gasolina e a álcool é o volume máximo de mistura que entra no cilindro. A unidade
de medida é o cm3, l ( 1l = 1000 cm3)
V = π . r2 . h . n
É a razão entre o volume do cilindro situado acima do PMI e aquele que fica
acima do PMS.
Rc = V + v
v
quando o êmbolo passa do PMI ao PMS. Quanto maior a RC, maior a potência do
motor. Os motores a álcool possuem uma relação de compressão maior que os a
gasolina, devido às características do combustível.
A unidade de medida é uma relação entre volumes e é dada por um número.
Exemplo: 8:1
3.7.3- Torque
A palavra torque quer dizer torção. O torque depende não só da força que é
aplicada, como da distância que funciona como braço de alavanca dessa força.
mkgf = metro-quilograma-força
Nm = Newton metro
3.7.4- Potência
É a medida do trabalho realizado em uma unidade de tempo. Como o trabalho
é o resultado do produto da força pelo deslocamento de seu ponto de aplicação,
temos:
Tempo
A potência de um motor indica que trabalho ele pode executar na unidade de
tempo.
Por exemplo, se sua potência é de 52 HP, temos:
a) 1HP é a potência que permite deslocar por 1 metro, um corpo submetido a uma
força de 76kgf no tempo de 1 segundo.
1 HP = 76kgf . 1m
1s
b) 52 HP = 52 . 76kgf . 1m
1s
52 HP = 3952kgf . 1m
1s
Portanto, um motor igual a 52 HP é capaz de deslocar um objeto, utilizando
uma força de 3952kgf, por uma distância de 1 metro em 1 segundo.
As unidades de medida do torque são:
- HP = 76kgf . 1m Horse Power
1s
- CV = 75kgf . 1m Cavalo Vapor
1s
- W = 1N . 1m Watt
1s
