Comando de válvulas e ávore de manivelas

Quando falamos em sincronizar um motor ou pô-lo no ponto estes dois componentes são os principais. O sincronismo destes componentes garantirá a descida da válvula no momento correto evitando que a mesma se choque com o pistão quando em PMS.
Como todo componente do motor estas árvores também têm a sua razão de ser. O desempenho e vida útil do motor tem uma relação direta com a construção destes componentes.
A ligação destes dois compontos se dá pela extremidade do virabrequim(árvore de manivelas) e a a sua sincronização é feita mediante a marcações nas engrenagens e correntes que fazem a distribuiçao.
Dependendo do motor algum outro componente pode ser sincronizado(bomba injetora rotativa ou em linha- mecânicas, são exemplos) mas no geral os outros componentes só precisam receber o movimento rotativo do virabrequim e não executam trabalhos em fases e sim constantes , por isso podem ser tocados por correias, correntes ou engrenagens e não dependem de sincronização, alguns exemplos são: bomba de óleo, bomba d'água, alternador, compressor do ar condicionado. Todos esses tem o seu resultado na rotação e executam o seu trabalho independente do ângulo que suas engrenagens ou polias acionadoras estejam posicionadas.

A ávore de comando de válvulas é por definição uma árvore de cames descentralizados. Isto implica dizer que seus cames(ressaltos) são propositalmente construidos para fora do centro em relação ao comando afim de determinar a abertura de válvula em momento oportuno fazendo que o fluxo de ar aconteça de forma a otimizar a queima.
Quanto á disposição do comando de válvulas o motor terá uma classificação diferente. Vejamos:

>OHV- Over Head Valve, são aqueles motores que possuem o comando de válvulas no bloco do motor e faz o acionamento das válvulas mediante a varetas e tuchos.

>SOHC- overhead camshaft, quando o comando está posicionado no cabeçote e possue apenas um comando para todas as válvulas, tanto escape como admissão).

>DOHC- double overhead camshaft, é a mesma disposição do motor ohc(comando no cabeçote), as únicas diferenção são que possue dois comandos e cada um destes é responsável por um conjusnto de válvulas, ou seja, um comando para admisão e outro para escape).

Como vimos em postagens anteriores no diagrama de válvulas o tempo de duração(tempo que a válvula passa aberta) perdura mais do que o proprio tempo motor de admissão ou escape. Para auxiliar neste comportamento foi desenvolvido o comando variável.
Resumidamente falando, as características de desempenho do motor também passam pelo que é chamado de lobe center. O que nada mais é do que a distância dada em ângulos entre os topos dos cames dos mesmo cilindro. Quanto maior essa distância(lobe maior) maior é o ganho em baixar rotações, enquanto menor o lobe center melhor o desempenho em altas rotações.
Toda as características do comando e das válvulas sejam , duração(tempo de abertura), overlap, ou até mesmo os tipos de tuchos mecânicos(reguláveis) ou hidráulicos; tudo isso responderá diretamente pelas caracteristicas de funcionamento do motor.

A árvore de manivelas é a parte móvel mais "bruta" do motor. Deve ser resistente as vibrações e transmitir o torque gerado ao volante motor que está fixado em sua extremidade posterior. Na outra ponta está tocando as engrenagens (por corrente ou engrenamento direto). Isto significa que em ambas extremidades o virabrequim executa trabalho.
Como está sujeito a uma carga muito alta este componente deve ter uma distribuição de massa bem equilibrada. Para tanto os contrapesos presos ao virabrequim fazem o balanceamento com sua massa, e em casos de diferença são feitos furos nos contrapesos para balancear. Um outro cuidado com a árvore de manivelas é quanto as folgas. Tanto para fins de lubrificação como para exercer seu trabalho é necessário que haja folga. A chamada folga de trabalho de óleo entre o virabrequim o os casquilos dos mancais da biela são ajustados pelo torque e pela própria espessura do casquilho. Além disto também existe a folga do próprio eixo em sua fixação ou folga axial. Ela garante que o virabrequim tenha um leve deslocamento afim de minimizar os efeitos da carga sofrida. Todavia esta folga tem uma tolerância que muitas vezes é regulada por um casquilho de encosto que compensa a folga axial.
Como existi demasiada carga sobre o vira ele possue junto aos contrapesos uma vala chamada de raio de concordância. Este pequeno desnível minimizará a possibilidade de trincas no virabrequim.

Torque, Cavalo vapor, cilindrada.. Afinal de contas pra que serve isso?

 

É bem comum alguem se referir a um motor por seu torque, cavalaria(CV ou HP), pôtencia, cilindrada como parâmetros de desempenho afim de dizer que este ou aquele motor é melhor ou pior que o outro. Mas será que estes conceitos estão bem definidos para nós? Ou ainda, qual a aplicabilidade disto no dia á dia?
Quando se fala de um automóvel é importante destacar que estes números de torque, cilindrada e etc, não são os úncos números a serem considerados pois como o automóvel possui um trem de força e neste trem de força o motor não é o único componente esses números não refletirão o real exercício nas rodas. Toda a força gerada sofrerá redução ou multiplicação pelo conjunto de transmissão(com exceção a uma marcha direct driver, cujo o movimento de entrada e saída são iguais) e só ai será transmistida para as rodas em forma de tração.

Bem vamos as definições:
Cilindrada: Como o proprio nome indica deriva de cilindro. Isto já é uma indicação do que ao termo se refere. Se nós olharmos um cilindro observaremos que alguns êmbolos estão ocupando a parte inferior enquanto outros alcançaram o ponto máximo(PMS). Este espaço entre os pontos PMI e PMS é chamado volume útil, ou seja, é a parte do cilindro que de fato servirá para acumular ar para a queima. Pegamos essa medida e a medida do diâmetro do pistão. Esses valores bastarão para o cálculo da cilindrada. Agora basta inseri-los na fórmula e calcular.
CC= π x d2 x c
CC= cilindrada  d2= diametro do cilindro ao quadrado c= curso do pistão

 Este calculo indicará a cilindrada individual de cada cilindro. A soma dos cilindros será a cilindrada total do motor. A cilindrada exibida nos veículos é sempre um valor arredondado disto. É chamada cilindrada comercial.
Á nível prático a cilindrada é a capacidade em litros que o cilindro comporta. O enchimento total desta capacidade passa diretamente pela alimentação de ar/combustível.

Torque é um esforço torcional, a força que tende a criar um movimento de rotação. O cálculo de torque é mais famoso que a própria definição. T= Força x área.
Ninguém tem dúvida que o termo torque é bem usual nas montagens em geral mas a maioria das pessoas têem dificuldades para entender a aplicação disto no motor. Na verdade basta levar o mesmo concito de alavanca e multiplicação de força para o interior do motor.

A biela que está fazendo a união do pistão ao virabrequim e faz a função de alavanca no momento da expansão dos gases. O motor "explode" a mistura na cabeça do pistão gerando uma energia que empurra o pistão para baixo. Como o virabrequim tem um movimento giratório ele produz torque mediante a esta força exercida em sentido contra ele.
Mediante a isto fica evidente que tanto a força da expansão como o comprimento da biela influi numa maior geração de torque. Por isso motores com construções maiores de biela e com alta compressão geram maior torque.

Cavalo vapor, Horse power, quilowatt e potência do motor são nomenclatutas para o mesmo efeito. Colocando de um modo bem prático podemos dizer que a pôtencia do motor(HP, CV) nada mais é do que o exercício do torque em relação ao tempo. Da mesma maneira que o cavalo a beira das minas puxava um peso em determinado tempo assim também o motor é medido pela capacidade de mover uma carga em determinado tempo.
Um motor que consiga atingir 60mn de torque é submetido a um teste em que em diferentes rotações se observa o tempo para exercitar um determinado trabalho em relação a um peso aplicado. Neste teste observa-se os pontos máximos de torque e o pico de potência.

Essas grandezas do motor são medidas afim de monitoramento de desempenho e até para fins de galgar melhorias na preparação de motores. A relação entre torque, potência, cilindrada e taxa de compressão é que indicará qual a utilização do motor, se em circuito de velocidade ou para o exercício de muitas cargas.

Tempo de escape

Se o tempo de compressão é momento de elevação de pressão no cilindro e o tempo de expansão é o ponto de elevação  máxima de temperatura, o tempo de escape é o momento da liberação do cilindro para renovação do ciclo. É o momento de acentuada queda de pressão e temperatura.
Este trecho acima é uma definição convencial e apropriada para este tempo/motor, todavia eu seria reducionista se deixasse de considerar o que está acontecendo a fundo neste momento.
Para entendermos melhor devemos recapitular. O motor usou a mistura ar/combustível para  produção de energia cinética. Estima-se que que o aproveitamneto dessa mistura foi em torno de 35%, ou seja, considerando perda de materiais por atrito, entalpia de combustão*(detalhamento adiante) e até qualidade da mistura comburente e carburante, tudo isto implica em perda de eficiência, apenas o restante é de fato torque.
Temos uma perda significativa no ciclo. E esta perda existe desde a admissão. Em todo o ciclo há um consumo de energia para o proprio funcionamento do motor. Os gases da queima também fazem parte desta soma de perda, eles representam um número significado(porém variavel de acordo com a qualidade da mistura) que "escapará" para fora do motor.

PERDA POR CALOR- A parcela mais significativa do motor se dá pela entalpia. Entalpia de combustão é a designação para a energia liberada em calor resultante da combustão. Como pode ser visto no motor uma parte da energia vira torque, outra parte é energia gasta no funcionamento do proprio motor e uma boa parcela é calor dissipado no processo.

 De acordo com o exemplo de diagrama de válvulas que vimos em outra postagem a abertura da válvula de escape é adiantadada para bem antes do PMI. Isto indica que já existe a ejeção dos gases, entretanto a pressão contra essas gases afim de empurrá-los é baixa pois o pistão foi empurrado pela"explosão" na câmara para baixo. Quando o pistão inicia sua subida a situação se modifica pois ai passa a haver pressão contra os gases. Isto resultaria num novo tempo de compressão, mas como a válvula de escape está aberta os gases são jogados para os dutos de descarga (coletor, descarga, etc).
Ainda considerando o diagrama de válvulas somos lembrados de que o escape perdura ainda até o tempo de admissão. É ai que ocorre o overlap(cruzamento de válvulas). Com as duas válvulas abertas, sendo que há pressão positiva vindo da admissão e pressão negativa no escape(causado pelo turbo) os gases são forçados a sair aceleradamente.
Temos ainda que considerar que num sistema convencional sem turbocompressor esses gases são lançados na atmosfera sem ou com tratamento, mas num veículo com um turbocompressor esses gases servem acelerar o eixo da turbina que é preso a parte fria do turboalimentador. Isto garantirá a maior sucção de ar para um novo ciclo.

Tempo de expansão: o tempo útil.

 

Observe esta imagem.

Se eu lhe pedir para apontar o tempo de expansão você com certeza chutaria. 

Na verdade é impossivel determinar o tempo de expansão pois falta algo imprescíndivel para a expansão, a explosão, o fogo, "o BOOM!", ou como chamaremos, aqui falta a autoignição.

Digo isto porque sem autoignição todo o ciclo do motor seria um ciclo inútil, sem conversão de energia química em cinética(ou força motriz). É por isso que o tempo de expansão é chamado de tempo útil do motor. Com exceção a ele o restante dos movimentos do virabrequim são considerados trabalhos inúteis porque não convertem energia em trabalho 

O tempo de expansão se inicia no topo do PMS. A câmara esta aquecida devido a pré-injeção, o ar aquecido por causa da sua compactação. O turbolhionamento fez com que a pré-injeção se misturasse perfeitamente com ar e quando o pistão atinge o PMS a injeção determina o débito de combustível.

Isto é o que ocorre. Sem faisca, sem centelhamento, apenas por pressão e temperatura.

Se o virabrequim tem 4 movimentos de 180°e apenas 1 destes movimentos produz conversão de energia este tempo é chamado tempo útil. Portanto podemos colocar assim: o motor tem um aproveitamento de 25% do seu ciclo. Isso torna o motor com intervalo entre as queimas e com uma distribuição de torque espaçada, para resolver este problema utiliza-se o volante do motor que acumula energia cinética entre as queimas.
A produção de torque do motor está diretamente ligada  ao tempo de expansão.
Não bastará ao motor ter uma relação de compressão elevada,nem uma grande alavanca de torque(neste caso o comprimento da biela). Ee a explosão por quaisquer motivos for imperfeita quanto a sua expansão afetará diretamente a produção de torque no motor.
Para concluir podemos colocar que o tempo de expansão é a soma do tempo/admissão junta com a compressão e injeção, isto resulta no apse do funcionamento de um conversor de enrgia química em energia cinética, este apse é a geração de torque mediante a uma explosão.

Tempo de compressão

                                           

Compressão!
Num motor á diesel esta é a palavra chave. A capacidade de compactação do ar no interior do cilindro até um tamanho mínimo é talvez a característica mais significativa neste tipo de motor.
 Como vimos no diagrama de válvulas no ínicio de compressão a válvula de admissão está prestes a se fechar. Quando ocorre este fechamento o cilindro torna uma "panela de pressão sem válvula de alívio". Devido ao tipo de construção das válvulas e o seu assentamento nas sedes ocorre a vedação total do cilindro. Então o ar fica dentro dentro do cilindro, mas não em repouso pois o virabrequim iniciou a sua subida.
Tenho que lembrar o fato de que neste tipo de motor esta fase o cilindro só está cheio de ar. Este comburente será reduzido  a um volume muitas vezes menor e só no fim de compressão e ínicio de expansão receberá o diesel em alta pressão. Este momento é chamado de ponto de injeção ou no caso de sistemas eletrônicos de injeção principal. Cabe uma ressalva aqui. A injeção em muitos casos é adiantada para o tempo de compressão e atrasado para o tempo de expansão fazendo assim que haja pré e pós injeções. Mas esta injeção também pode ser involutariamente atrasada ou antecipada por gotejamento dos injetores.

• Principais ganhos das múltiplas injeções(pré injeção e injeção principal): Ocorre uma pequena injeção de combustível antes da injeção principal que melhoras as condições para a queima principal elevando a compressão.
• Principais perdas da pré injeção(gotejamento do cilindro): Enxarcamento do cilindro e queima ruim
• Principais perdas da pós injeção(pós detonação): Criação de ruídos.
• Isto conclui que a injeção fora do tempo só é proveitosa quando controlada pelo módulo em outros casos causa perda de combustível e ruído de pós detonação.

Se na postagem anterior vimos que para a admissão é imprescindível condições externa como filtragem e turboalimentadores. Nesta postagem vemos que no tempo de compressão o motor depende unicamente de fatores internos como a vedação da câmara feita pelas válvulas que estão fechadas e a vedação pistão junto as paredes feita pelos anéis.

A má vedação se torna o maior problema para este tempo/motor. A quebra ou alinhamento dos áneis, ou até mesmo o assentamento das válvulas junto as sedes causa perda de compressão e consequentemente perda de pôtencia para o motor. 

Quando o pistão está em ascedência em tempo de compressão inicia-se a compactação da massa de ar até ao tamanho de câmara. Esta câmara é chamada de câmara de compressão ou combustão. Em motores disel esta câmara é posta na cabeça do pistão. Mas colocando de uma forma mais clara, câmara de combustão é todo o espaço no interior do cilindro que sobra quando o pistão atinge o PMS. Este espaço pode ser no cabeçote, no pistão, na junta do cabeçote ou a soma destes espaços.
A definição de câmara de combustão é importante para obtenção da taxa de compressão. Uma definição bem satisfatória de taxa de compressão é a seguinte: a quantidade de vezes que a mistura admitida no cilindro é reduzida ao tamanho da câmara.

Conforme vemos nesta imagem o volume admitido(cilindrada) é reduzido ao tamanho da câmara.
Em motores diesel esta taxa pode atingir até 25:1, ou seja a massa captada pela cilindrada(entre PMI a PMS) foi reduzida a uma tamanho 25 vezes menor dento da câmara.

Tempo de admissão e real admissão.

"não necessariamente o movimento de subida e descida do pistão vai retratar o que de fato está acontecendo no interior do cilindro."
Fiz esta afirmação em minha última postagem e me comprometi a explica-lá. Pois bem, vamos a explicação.
Teoricamente cada tempo(admissão, compressão, expansão e descarga) é retratado pelo movimento de subida ou descida do êmbolo, entretanto a abertura das válvulas não respeita o movimeto dos pistões. Esta abertura e fechamento podem ser antecipado e atrasado respectivamente afim de melhor aproveitamento da queima e limpeza da câmara. Pode-se concluir disto que o motor pode estar admitindo sem estar em tempo de admissão.
Esta postagem se reporta ao tempo de admissão e a admissão real, não só aos 180° do virabrequim.
Para maior compreensão deste evento é importante entender que abertura e fechamento de válvulas não são só definidas por tempos do motor, mas por duração. Duração é o período(medido em graus) em que as válvulas permanecem abertas.

(diagrama de válvulas)

Neste exemplo observamos que:

Início de admissão 10°APMS
Fim da admissão 35° DPMI
Início de escape 40° APMI
Fim do escape 10° DPMS

Se somarmos o tempo de abertura e fechamento da válvula de admissão APMS e DPMI somado aos 180° correspondente ao tempo de admissão veremos que o tempo da duração de abertura da admissão ultrapassa o proprio tempo de admissão no controlado pelo virabrequim.


Admissão é...

Admissão pode ser entendido como tempo do motor, ou como duração de abertura das válvulas ou ainda mais. Admissão é um circuito que faz parte da alimentação do veículo e vai desde a captação do ar atmosferico até o interior dos cilindros.
Esta massa de ar admitida passa pelo filtro de ar que o separará de particulas sólidas maiores que podem vir a danificar os turboalimentadores(supercharger ou turbocharger), radiadores de ar(intercooler), ou até mesmo as partes internas de cabeçote e motor como válvulas ou parades dos cilindros.
Como este blog foca nos motores de combustão interna de autoignição por alta compressão, ou seja, motores diesel,não podemos desprezar que neste fluxo os turboalimentadores desempenham papel fundamental. No caso do turbocharger(turbocompressor, popular turbina) em série com um intercooler garantirá uma captação maior de ar e uma compactação do ar admitido. Esta compactação de volume garantirá um aumento de massa(quantidade) captada e assim o preenchimento do cilindro em sua cilindrada total. Isto significa dizer que um motor de altas cilindradas só pode atingir o preenchimento mais pleno do seu  interior com o auxílio de um turboalimentador.

(animação referete ao fluxo de ar no cilindro)

No momento da admissão a vávulas/válvulas de admissão se abrem a entrada do ar para o cilindro. Como vimos esta inalaçao de ar feito pelo motor é antes do PMS(ponto morto superior) o que garante que o ar frio empurre o gás resultante da combustão para fora do cilindro, executando assim a limpeza e o resfriamento da câmara. Quando o pistão incia sua descida e a válvula de escape fecha-se vedando completamente o cilindro cria-se se uma pressão negativa no interior que auxilia o turboalimentador a encher o cilindro de um ar novo e filtrado.

Outro ponto a ser considerado é o cruzamento de válvulas, também chamado de OVERLAP, ou seja, o tempo em que válvulas de admissão e escape estão abertas juntas. O cruzamento de válvulas é dado em graus e pode ser observado no diagrama de válvulas.
Outra informação importante é que em um motor diesel esta fase ainda não ocorreu a injeção ou pré-injeção de combustível e o cilindro está na sua fase mais fria em relação aos outros tempos do motor

Ciclo teórico (Introdução)

Quero iniciar uma série(bem curta) sobre os quatro tempos dos motores diesel.
 Dentro das minhas expectativas pretendo esclarecer sobre cada tempo e a ação da mistura comburente/carburante(ar/combustível), comportamento térmico em relação a dilatação e aquecimento dos componentes do conjunto.
Como pode ser observado na figura acima em um motor 4 tempos cada tempo é dividido em 180°(meia volta). Estes graus referem-se ao movimento giratório da árvore de manivelas.
Se Condirarmos os graus percorridos pela árvore de comando de válvulas a relação será sempre a metade em relação a árvore de manivelas(virabrequim), ou seja, uma relação 2:1
A soma total dos quatro tempos deve sempre ser concluido em duas voltas do virabrequim, totalizando 720°do mesmo.

Este raciocínio deve ser estendido aos motores de mais quantidades de cilindros.

 Neste caso em um motor 6 cilindros o ciclo, ou seja, os quatros tempos continuam sendo realizados em 720°, a diferença será que ao invés de haver uma detonação a cada 90° do comando de válvulas como num motor 4 cilindros, ela se dará a cada 60° do comando de válvulas.


Ciclo teórico: É dado esse nome ao exercício de execução de 4 tempos num cilindro, considerando que cada tempo dure 180°. Mas na verdade isso existe apenas para fins de ilustração, porque não necessariamente o movimento de subida e descida do pistão vai retratar o que de fato está acontecendo no interior do cilindro. (posteriormente falaremos detalhadamente sobre o porque desta afirmação)
Todavia para fins de ilustração e até mesmo raciocínio a compreensão do ciclo teórico ajudará a entender e até diagnosticar avarias.

"SAE, API" e outras informações sobre lubrificação

Todo conjunto móvel depende de lubrificação afim de reduzir os atritos e arrefecer as superfícies dos materias. 

Esta afirmativa é uma incontestável verdade da mecânica. Todavia para aplicação de um fluido lubrificante deve ser considerado algumas características do óleo a ser empregado. 

Para fim de classificação dos lubrificantes foram instituidas algumas organizações que classificam os fluidos. Estas classificações são estampadas nas embalagens dos lubrificantes, dando assim a entender o tipo e aplicação de cada fluido. Vejamos alguns exemplos:

SAE: Society of Automotive Engineers(Sociedade Americana de Automotores). A classificação SAE se reporta unicamente a capacidade de viscosidade de cada óleo. 

Viscosidade pode ser definido como resistência ao escoamento. Ou seja, quanto maior o tempo de demora de um óleo para escoar mais viscoso ele é. 

Dentro da classificação SAE há uma característica principal a ser considerada. O comportamento do fluido em relação a temperatura.Se um óleo se comporta de modo variado em relação a diferentetes faixas de temperaturas este é um óleo multiviscoso. Se ele mantém a sua faixa de viscosidade independente da temperatura ele é um óleo monoviscoso.

 Pondo de forma bem prática em um óleo multiviscoso 15w40 o primeiro número(15w) indica a viscosidade do óleo no frio ou motor parado(w, indica winter = inverno). Quanto menor esse número mais facilidade o óleo terá de vencer a inercia do motor e garantir uma lubrificação mais rápida.

Em contra partida se ao atingir a temperatura de trabalho o óleo manter esses valores de viscosidade o motor perderá em lubrificação pois a velocidade e temperatura de trabalho do motor demandam um óleo com características diferentes. Por isso estes óleos multiviscosos atendem uma faixa bem ampla de temperturas.

API: American Petroleum Institute (Instituto Americano de Petróleo)

Se o SAE é classificação do óleo quanto a sua viscosidade, a API é a classificação a qualidade de acordo com a aditivação.

O desempenho do fluido lubrificante é segundo a sua classificação API. 

Para efetuar a classificação é primeiro determinado o tipo de motor a combustão interna que será empregado o óleo. Se for um motor a diesel(que é o nosso foco neste blog) a sigla API será seguida da letra "c" que indica compression(compressão em inglês).

A classificação API não determina só o tipo de motor, mas também sua utilização de acordo com a necessidade de cada motor á diesel. 

Com o avanço tecnológico dos motores os fabricantes de lubrificantes atualizam seus óleos com aditivações diferentes garantindo um fluido que atenda a necessidade de cada motor. Este melhoramento do lubrificante de acordo com sua aditivação é representado pela letra seguinte ao "c" na classificação API, por exemplo: CF, CH.

A aditivação do lubrificante é muito importante pois podem garantir a limpeza, amplitude de viscosidade, controle da produção de espuma, anticongelamento, evitar a oxidação e por consequência evitar a corrosão.

Outras informações sobre lubricação:

Existem diversos tipos de lubricação, São eles: sistema de circulação sob pressão, sistema por salpico e sistema de circulação e salpico.

O tipo de lubrificação empregado é de acordo com a necessidade. Em um motor a diesel 4 tempos cheio de galerias, ranhuras, canaletas e que trabalhe com uma faixa de giro diversa faz-se necessário o emprego de um sistema de lubrificação sob pressão com uma bomba de óleo de engrenagens.

As funções do óleo de motor não se restringem simplesmente a tarefa de garantir o deslocamento suave do êmbolo e evitar atrito. Basta observar um pistão dentro do cilindro. Se considerarmos que o pistão atinge temperaturas de trabalho altissímas, principalmente em sua cabeça, podemos ver que o lubrificante que está numa temperatura inferior, devido ao intercambiador(radiador de óleo) serve de assistente no arrefecimento do pistão, seja pelos jet's oil(injetores de óleo) ou pelo próprio óleo preso as paredes nos brunimentos(ranhuras de 120°que direcionam o óleo na sua lubrificação). Isso conclui que o óleo garantirá não só a vida útil do material por criar uma película protetora, mas também evitará o engripamento do pistão a parede do cilindro por arrefecer o pistão no seu interior pelos jet's e nas sua saia(laterais do pistão). Todavia isso só funcionará se o sistema convencional de arrefecimento estiver em pleno funcionamento.

Outra função do lubrificante(ainda falando do pistão em deslocamento dentro do cilindro) é a de vedação entre os anéis do pistão e a parede do cilindro. 

Os anéis de segmento tem a sua dilatação natural, mas esta dilatação não pode ser igual ao diâmetro interno do cilindro pois haveria engripamento do pistão. Nesse intervalo(espaço muito pequeno) o lubrificante veda as paredes do cilindro afim de que a compressão não escape para a parte inferior do motor. Entretanto este óleo não pode subir para o interior da câmara de combustão por isso o anel trabalha raspando o anel das paredes do cilindro. Por isso a folga de trabalho de óleo e a dilatação do anel deve ser milimetricamente precisa.

O lubrificante ainda possue outras finalidades secundárias como a de redução de ruídos e a de limpeza do motor, amortecimento de impacto e outras mais.

É fundamental a lubrificação do conjunto. Se considerarmos que no momento da partida as partes superiores do motor estão praticamente secas e a marcha lenta convencional de motor a diesel de caminhão é de 700rpm nos podemos calcular que: a cada um minuto o motor da 700 giros, ou seja 700(giros) divididos por 60(segundos) é igual a 11,666; ou seja, a cada segundo o motor da 11,666 voltas (na marcha lenta). Se um óleo demorar 9 segundos para atingir as partes superiores do motor, este motor terá dado 105 voltas sem uma lubrificação adequada. Isto é bem mais grave se nós nos repotarmos a um turbocompressor que gira no mínimo 4 vezes mais que o motor.

A suma disso é que a lubrificação deve ser feita por um óleo adequado segundo a classificação SAE(viscosidades) e a classificação API(tipo de motor e aditivação). Sempre respeitando a vida útil do lubrificante dentro do motor e suas condições de uso.

Sistema SCR

Redução catalítica seletiva, ou simplismente SCR.
Esta é a mais "nova" providência tomada pelas montadoras de motores diesel no Brasil para atender a fase VII do Proconve((Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores) que corresponde ao Euro V(regulamentação na europa).
Os gases da combustão passam pelo agente catalisador depois de receber uma injeção de solução de uréia(diferentes nomes comerciais são dados a esta substância). A amônia produzida pela injeção da uréia reage dentro do catalisador com os gases queimados produzir uma mistura significativemente menos agressiva ao meio ambiente.
O sistema de redução catalítica seletiva não é uma novidade a nível mundial. Já se utilizava em larga escala desde os idos da década de 1980 nos EUA. O Brasil todavia só adotou o SCR para automotores em 2012.
Existem outros métodos  de controles de emissões usados no Brasil em caminhões que atendem ao proconve VII como o sistema de recirculação de gases do escape(EGR). Em poucas palavras: você força a passagem de ar mais de uma vez pela câmara repetindo a queima.

Esta outra imagem demonstra o fluxo dos gases e a reação dentro do catalisador

Não quero avaliar o ganho e prejuízo de cada sistema pois há vários pontos a serem considerados, como: valor de manutenção, custo da uréia, vida útil do motor. Entretanto uma coisa fica evidente, por mais que tenha havido dificuldades de algumas montadoras para implementação e adaptação do sistema SCR, ainda assim ele cumpre com mais folga as exigências do Euro V, fazendo-o o menos agressivo ao ambiente.
Posteriormente falaremos sobre o controle de emissões monitorado pelo ECM das diferentes montadoras.


Encontrei informações muito utéis no site http://www.cumminsfiltration.com.br/pdfs/product_lit/americas_brochures/MB10033-PT.pdf

"É TUDO QUESTÃO DE ESTEQUIOMETRIA"

"É TUDO QUESTÃO DE ESTEQUIOMETRIA"

Este quadro exemplica o funcionamento de uma injeção eletrônica diesel convencional. Tanto o fluxo do combustível como o monitoramento dos sensores e acionamento dos atuadores tudo é eletrônicamente gerenciado pelo unidade de controle eletrônico, vulgarmente conhecida como módulo do motor(ainda que nem sempre esteja no motor). 

Todavia quero repitir a afirmação: "É tudo questão de estequiometria". Nunca existiu um defeito de força que não fosse um problema de estequiometria(até em motores com ECM). 

Vejamos: Filtro de ar obstruido causa restrição de massa de ar e logo mistura rica. Ou num caso de mistura pobre com filtro de combustível obstruído temos perda de força causada pelo mistura incorreta. 

Até ai é tudo muito obvio, mas se levarmos este raciocício para motores eletrônicos. 

Comentarei apenas um exemplo(sem citar nomes) mas o raciocínio pode ser estentido a todo motor eletrônico diesel. É muito comum em veículos diesel o sistema de recirculação de gases do escape(valvula EGR). Comum em vans de diversas montadoras. Só que que até pouco tempo no Brasil não tinhamos um combustível diesel de qualidade satisfatória. Resultava que um diesel de queima imperfeita(ou seja, aquele que produz um teor alto de materiais particulados e poluentes) tornava-se em gases aquecidos, todavia carregados de substâncias prejudicias ao interior do motor. Mas os problemas não se limitavam ao interior do veículo, mas a toda a admissão de ar. E neste percurso encontra-se o sensor T-Map((Sensor de Pressão e Temperatura do ar). A carbonização entope o seu orifício impedindo-o de ler corretamente. Logo o módulo é enganado pois o valor lido não corresponde a pressão nem temperatura de ar admitido(nem isto significa que o sensor está com avaria) O débito de injeção é diferente do ideal para a massa de ar realemte succionado para o cilindro. Ou seja, estequiometria! 

Ainda que a real causa seja um sensor lendo incorretamente, ou um atuador executando errôneamente seu papel, ainda assim isto resultará numa mistura incorreta . 

Ciências á nível prático e com resultados imediatos

Foi-se o tempo em que conceitos basilares da física se restringiam apenas a construção de um motor, nos cálculos de relação de um câmbio, ou na engenharia de construção inicial de um equipamento. Hoje em dia se tornou essencial a formação e informação do técnico de reparo de motores para que se tenha sucesso no reparo ou garantia de longevidade do equipamento na manutenção.

Termodinâmica, inglês técnico, interpretação de manuais, matemática aplicada, metrologia e por ai vai. Cada vez mais cresce a grade curricular de um curso técnico de mecânica. Mas será que tudo está em conformidade com o dia a dia do profissional ou cai em desuso logo depois da sua formação. Não quero ser hipócrita e dizer que estamos todos os dias calculando cilindrada cúbicas de cada motor que reparamos, mas quando nos deparamos com uma motor aberto e vemos o pistão travado a parede um cilindro entendemos a importância de sua troca de calor(seja pelos "jet's" ou pelo liquido de arrefecimento). O que pretendo dizer com isso é que nós lidamos com a físico prática diariamente e quando entendemos o seu caminho nartual é mais fácil explicar e aplicar seus conceitos em diagnósticos e reparos.

Minha ambição com este blog é fazer um ponto de encontro pra quem pensa a profissão de mecânico de um jeito diferente. O profissional não pode ser reduzido a um simples trocador de peças.

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