Baixe Revisão de Motores Convencionais: Componentes, Funcionamento e Válvulas e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
Revisão de motores convencionais. Os componentes dos motores convencionais, quanto a sua característica de funcionamento se dividem em três partes:
- Componentes fixos;
- Componentes móveis e;
- Componentes auxiliares. Os principais componentes fixos são:
- Bloco;
- Cilindro;
- Cárter;
- Cabeçote. Os principais componentes móveis são:
- Pistão;
- Biela;
- Girabrequim (árvore de manivelas);
- Volante;
- Válvula;
- Eixo do comando de válvulas, etc. Os principais componentes móveis são:
- Pistão;
- Biela;
- Girabrequim (árvore de manivelas);
- Volante;
- Válvula;
- Eixo do comando de válvulas, etc. Os componentes auxiliares são essenciais para o funcionamento do motor. Os principais são: velas, coletores de admissão e de escape, motor de arranque, alternador, carburador, bicos injetores, filtros de ar, de óleo e de combustível, bombas de água e de combustível, distribuidor, etc. Bloco: é a peça que aloja os principais componentes do motor convencional a quatro tempos e também serve de suporte ao crankshaft (“virabrequim”). O bloco serve ainda de suporte para alguns componentes auxiliares como a bomba de água, alternador, distribuidor, etc. No interior do bloco existem diversas passagens para circulação de água e óleo. Quando os cilindros são fixos no bloco, formando uma só peça, dizemos que o bloco é do tipo integral, ou também chamado de monobloco. Em casos extremos, quando o bloco integral não suportar mais retíficas, pode- se efetuar o encamisamento, isto é, o bloco é retificado e um cilindro de menor diâmetro é prensado dentro dele, como se fosse um cilindro substituível.
As bielas são elos que transmitem forças entre o pistão e o eixo de manivelas. Caixa de acessórios: é o alojamento no qual são instalados os principais acessórios do motor. Os eixos de acionamento de acessórios: Esses eixos se prolongam pela seção traseira e são ligados a engrenagens, das quais se tira potência, ou a arranjos de acionamento que são ligados aos adaptadores de acessórios. O braço da manivela conecta o moente ao munhão principal. Em todos os casos, o tipo de eixo de manivelas e o número de moentes deve corresponder à montagem do cilindro do motor. Um eixo de manivelas está estaticamente balanceado quando o peso de todo o conjunto de moentes, braço da manivela e contrapesos, está balanceado em volta do eixo de rotação. Um eixo de manivelas está dinamicamente balanceado, quando todas as forças criadas pela sua rotação e impulsões estão balanceados entre si, de maneira que pouca ou nenhuma vibração é produzida quando o motor está funcionando. Conforme o pistão se move para baixo no cilindro, ele aspira a mistura ar/combustível. Na medida em que ele se move para cima, comprime a carga, ocorre a ignição e os gases em expansão forçam o pistão para baixo. Essa força é transmitida para o eixo de manivelas através da biela. No golpe de retorno, o pistão força os gases de escapamento para fora do cilindro. Pistões Ranhuras podem ser usinadas em volta do pistão para acomodar os anéis de compressão e de óleo. Os anéis de compressão estão instalados nas três ranhuras superiores. Os anéis de controle de óleo estão instalados imediatamente acima do pino do pistão. CILINDROS O cilindro é a parte do motor na qual a potência é desenvolvida. O cilindro provê a câmara de combustão onde ocorrem a queima e a expansão dos gases, e aloja o pistão e a biela. CILINDROS O tipo semi-esférico tem sido satisfatório porque é mais forte, e ajuda numa expulsão mais rápida e mais completa dos gases de escapamento. Cada cilindro é um conjunto de duas partes principais: (1) a cabeça do cilindro, e
Nos motores radiais, a ordem de fogo tem que seguir um padrão especial, uma vez que os impulsos provocados pela explosão têm que seguir o movimento do braço de manivelas durante sua rotação. Nos motores em linha, as ordens de fogo podem variar fazendo existir diferentes arranjos de ordem de fogo, de forma que a força das explosões nos cilindros seja igualmente distribuída ao longo do eixo de manivelas. Os motores em linha de seis cilindros, geralmente têm a ordem de fogo 1-5-3- 6-2-4. A ordem de fogo dos motores opostos, pode geralmente, ser listada em pares de cilindros, conforme cada par queime de um lado e do outro do rolamento principal. A ordem de fogo dos motores opostos de 6 cilindros é 1-4-5-2-3-6. A ordem de fogo de um modelo oposto de 4 cilindros é 1-4-2-3, porém em outro modelo é 1-3-2- 4. Nos motores radiais de uma só fileira de cilindros, primeiramente todos os cilindros ímpares queimam em sucessão numérica, depois queimam em sucessão numérica, os cilindros pares. Construção das válvulas Algumas válvulas de admissão e de escapamento são ocas e, parcialmente, cheias com sódio metálico. Esse material é utilizado porque é um excelente condutor de calor. O sódio irá fundir a aproximadamente 110ºC, e o movimento alternativo da válvula faz circular o sódio líquido, facilitando a retirada de calor da cabeça da válvula para a haste, onde é dissipado através da guia da cabeça do cilindro e das aletas de refrigeração. Então, a temperatura de operação da válvula pode ser reduzida tanto a 167ºC como a 230ºC. Sob nenhuma circunstância deve uma válvula cheia de sódio ser cortada, ou sujeita a tratamento, o qual possa causar ruptura. A exposição do sódio, dessas válvulas ao ar exterior, irá resultar em fogo ou explosão com possíveis ferimentos no pessoal. Construção das válvulas As válvulas de admissão comumente mais utilizadas, têm haste sólida, e as cabeças são na forma plana ou de tulipa. Válvulas de admissão, para motores de baixa potência, são geralmente de cabeça plana. Em alguns motores, a válvula de admissão pode ser do tipo tulipa, e ter uma haste menor que a haste da válvula de escapamento, ou pode ser similar à da válvula de escapamento, mas ter hastes e cabeça sólidas. Muito embora essas válvulas sejam similares, elas não são intercambiáveis, uma vez que as suas faces são construídas de materiais diferentes. A válvula de admissão tem, geralmente, um serrilhado na extremidade para identificá-la. Mecanismo de operação da válvula Para que um motor alternativo funcione de forma apropriada, cada válvula deve abrir no tempo certo, permanecer aberta pelo espaço de tempo requerido e fechar no tempo requerido. As válvulas de admissão são abertas antes do êmbolo ou pistão atingir o ponto morto superior, e as válvulas de escapamento permanecem abertas após o ponto morto superior. Em um instante particular, contudo, ambas as válvulas são abertas ao mesmo tempo (fim do escapamento e início da admissão).
Esse claro da válvula permite melhor eficiência volumétrica e mais baixas temperaturas de operação de cilindros. Esse sincronismo das válvulas é controlado pelo seu mecanismo de operação. Mecanismo de operação da válvula O curso da válvula (distância que a válvula é desalojada de sua sede), e a duração (tempo que a válvula permanece aberta) são determinados pela forma do ressalto de came. Ressaltos típicos estão ilustrados na figura. A parte do ressalto que pouco a pouco dá início ao mecanismo de operação da válvula é chamada rampa ou degrau. O mecanismo de operação da válvula consiste de um anel ou eixo, equipado com ressaltos, os quais trabalham contra um rolete do tucho. O tucho, aciona uma haste impulsora que, por sua vez, atua no balancim que abre a válvula. O mecanismo da válvula de um motor radial é operado por meio de um ou dois anéis de Ressaltos dependendo do número de carreiras de cilindros. O tempo de operação das válvulas, é determinado pelo espaçamento desses lóbulos e pela velocidade e direção, na qual os anéis de ressaltos são acionados em relação à velocidade e direção do eixo de manivelas. Anel de ressaltos Se as engrenagens de redução engrenam-se com a parte externa do anel, ele irá girar na direção de rotação do eixo de manivelas. Se o disco for acionado pelo lado interno, o anel de ressaltos irá girar na direção oposta a do eixo de manivelas. Esse método está ilustrado na figura. Conjunto de tuchos A função do conjunto de tuchos, é converter o movimento de rotação do lóbulo do anel de ressaltos em movimento alternativo, e transmitir esse movimento para a haste impulsora, e balancim, e então para a extremidade da válvula, abrindo esta no tempo apropriado. Mancais Um mancal é qualquer superfície que suporta, ou é suportada, por outra superfície. Um bom mancal deve ser composto de material que seja suficientemente forte para resistir às pressões impostas a eles, e deve permitir que a outra superfície se movimente com um mínimo de atrito e desgaste. As peças têm que ser montadas dentro de pequenas tolerâncias, para proporcionar um funcionamento eficiente e silencioso, e ainda, permitir liberdade de movimento. Existem dois meios, pelos quais as superfícies dos mancais se movem, uma em relação à outra. Um é pelo movimento de deslizamento de um metal contra o outro e, o segundo, é pelo rolamento de uma superfície sobre outra. Os três diferentes tipos de mancais, em uso geral, são lisos, de rolete e de esfera
