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Comando de válvulas

A distribuição, ou seja, o sistema de comando das válvulas é concebido para que cada uma delas abra e feche no momento apropriado do ciclo de 4 tempos, se mantenha aberta o período de tempo necessário para possibilitar uma boa admissão da mistura gasosa, a completa expulsão dos produtos da combustão e funcione suave e eficientemente nos mais variados regimes de rotação do motor.

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Há vários processos para atingir estes objetivos. No sistema de balancins acionados por hastes impulsoras os tuchos recebem movimento de uma árvore de comando de válvulas situada no interior do bloco. O virabrequim aciona a árvore de comando de válvulas por intermédio de uma corrente, ou por um conjunto de engrenagens ou ainda por correia dentada, numa relação 2:1, ou seja, enquanto o virabrequim dá duas voltas, a árvore de comando das válvulas completa uma. Para um bom funcionamento, as válvulas devem, ao fechar, ajustar-se perfeitamente às suas sedes.

Para tal, deve existir uma folga entre a válvula fechada e o seu balancin. Esta folga, que normalmente é maior na válvula de escapamento do que na de admissão, tem em conta a dilatação da válvula quando aquecida. O sistema de ignição deve soltar uma faísca em cada vela no momento preciso, de acordo com a distribuição que faz abrir e fechar as válvulas no momento exato. O distribuidor, que funciona sincronizado com as válvulas, tem por função distribuir a corrente de alta tensão até às velas e é normalmente acionado por engrenagens a partir da árvore de comando ou do vilabrequim.

Os motores mais modernos não possuem distribuidores e esse sistema se faz eletronicamente. A árvore de comando das válvulas está assentada no bloco sobre três ou cinco apoios. Os excêntricos da árvore de comando das válvulas estão dispostos de modo a assegurar a ordem de ignição.

Os projetistas de motores buscam a redução do peso dos componentes da distribuição, a fim de obter um aumento de duração e rendimento em motores funcionando a elevados regimes de rotação. Com este objetivo, utilizam uma ou duas árvores de comando de válvulas no cabeçote. Nas versões mais modernas com 16 e24 válvulas pode-se utilizar até mais comandos.

A ação destas árvores de comando das válvulas sobre as válvulas é logicamente mais direta, dado que nela intervêm menos peças do que no sistema de árvore de comando das válvulas no bloco. Um processo simples de transmitir o movimento do virabrequim à árvore de comando das válvulas no cabeçote consiste na utilização de uma corrente, contudo, uma corrente comprida terá tendência a vibrar, a não ser que apresente um dispositivo para mante-la tensa. Na maior parte das transmissões por corrente utiliza-se, como tensor (esticador), uma tira de aço comprida ligeiramente curva, por vezes revestida de borracha.

Uma mola helicoidal mantém o tensor de encontro à corrente. Um outro tipo de tensor consiste num calço de borracha sintética ligado a um pequeno pistão sujeito a uma ação de uma mola acionada por pressão de óleo. Também se utiliza um braço em cuja extremidade se encontra uma engrenagem dentada livre (ou “louca”) que engrena na corrente, mantendo-a esticada por uma mola. Alguns automóveis de competição apresentam transmissões por engrenagens entre a árvore de comando de válvulas e o virabrequim. Estes tipos de transmissão são, contudo, muito ruidosos.

Uma das transmissões mais recentes para árvores de comando de válvulas no cabeçote utiliza uma correia exterior dentada de borracha. Este tipo de correia, normalmente isento de lubrificação, é fabricado com borracha resistente ao óleo. Embora tenha sido usual o emprego de balancins junto à árvore de comando para acionar as válvulas, é tendência atual eliminar os balancins e colocar as válvulas diretamente sob a ação dos eixos excêntricos.

Algumas árvores de comando de válvulas no cabeçote utilizam tuchos hidráulicos, que são auto reguláveis e funcionam sem folga, sendo assim eliminado o ruído característico de batimento de válvulas. Um tucho hidráulico compõe-se de duas partes, umas das quais desliza no interior da outra; o óleo, sob pressão, faz com que a haste aumente o comprimento e anule a folga quando o motor se encontra em funcionamento.

MAIS DE DUAS VÁLVULAS POR CILINDRO

O que há de mais moderno em sistemas de distribuição do comando de válvulas, consiste na utilização de 3, 4 e até 5 válvulas por cilindro.

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Quase sempre acionadas diretamente pelos próprios excêntricos da árvore do comando de válvulas, sem intervenção dos balancins. Esta técnica permite um abastecimento perfeito dos cilindros, especialmente em altas rotações, o que se traduz em rendimento e baixo consumo.

Disposições

Um motor com um só cilindro é a solução mais simples de um motor a 4 tempos. Essa solução não é, contudo, adequada para um automóvel, devido à irregularidade do torque resultante de um só tempo de explosão em cada duas rotações do virabrequim, o que provocaria vibrações. A irregularidade do torque pode ser compensada pela energia armazenada num volume pesado; tal solução, porém, é insuficiente para permitir que um motor a 4 tempos trabalhe suavemente a baixa rotação.

Não existe nenhum processo simples de contrabalançar o movimento alternativo de um motor de cilindro único (monocilíndrico). Para funcionar com maior suavidade, o motor deve possuir, no mínimo, 2 cilindros, ocorrendo assim uma explosão em cada rotação do virabrequim. Quase todos os automóveis têm, pelo menos, 4 cilindros para que nos seus motores ocorra um tempo de explosão em cada meia rotação do virabrequim. Torque (binário-motor) e equilíbrio – num motor de 4 cilindros em linha os tempos de explosão são igualmente espaçados entre si, o que origina um binário razoavelmente suave.

A vibração produzida é, em grande parte, eliminada pelos apoios do motor, que são elásticos. O torque de um motor de 4 cilindros em V pode ser tão regular como o de um motor de 4 cilindros em linha. Aquela disposição, porém, não permite um equilíbrio tão eficaz, seja qual for o ângulo formado pelos grupos de cilindros. Assim o motor de 4 cilindros em V produz vibrações que tem de ser reduzidas mediante a incorporação de um eixo suplementar provido de contra peso, destinado a eliminar vibrações do conjunto.

O motor de 4 cilindros horizontais opostos é mais compacto e mais equilibrado que o motor em linha. Em certos modelos de automóveis, contudo, as vantagens desta disposição são anuladas pelos problemas que ela levanta quanto à dificuldade de acesso, em caso de reparações. Os motores de 6 cilindros em linha proporcionam melhor equilíbrio.

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

Motor de 6 cilindros em linha

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O motor de 6 cilindros em linha, apesar de mais comprido e ligeiramente mais pesados que o motor de 4 cilindros em linha, apresenta duas vantagens principais: um binário-motor que é consideravelmente mais uniforme, devido à sobreposição dos sucessivos tempos de explosão, e um melhor equilíbrio mecânico, que reduz ao mínimo as vibrações. Este tipo de motor tem o virabrequim apoiado em 4 ou 7 mancais , o que proporciona grande resistência e evita a flexão.

Disposição de cilindros horizontais opostos

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Neste tipo de motor, os cilindros estão dispostos em duas filas, uma de cada lado do virabrequim Esta disposição permite montar um virabrequim mais curto que a de um motor de 4 cilindros em linha, bastando 3 pontos de apoio para a mesma. Um motor de 4 cilindros horizontais opostos é mais aconselhável, devido às suas formas e dimensões, para a traseira do automóvel.

Em qualquer motor de 4 cilindros com esta disposição, a uniformidade do torque é aceitável, quer nos motores de 4 cilindros, quer nos de 6. Esta disposição permite um equilíbrio mecânico excelente; o movimento de um componente num sentido é equilibrado pelo movimento do componente homólogo em sentido contrário.

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