Motores De Combustão Interna - Álcool E Gasolina
Serviço Nacional de Aprendizagem IndustrialCEP SENAI Roberto Barbosa RibasMecânica de AutomóveisMotores de Combustão Interna- Álcool e Gasolina
SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIALDEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO SULCONSELHO REGIONALPresidente NatoFrancisco Renan O. Proença – Presidente do Sistema FIERGSConselheiros Delegados das Atividades Industriais – FIERGSTitularesManfredo Frederico KoehlerAstor Milton SchmittValayr Hélio WosiackSuplentesDeomedes Roque TaliniArlindo PaludoPedro Antônio G. Leivas LeiteRepresentantes do Ministério da EducaçãoTitularEdelbert KrügerSuplenteAldo Antonello RositoRepresentantes do Ministério do Trabalho e EmpregoTitularNeusa Maria de AzevedoSuplenteElisete RamosDiretor do departamento Regional do SENAI – RSJosé ZortéaDIRETORIA REGIONAL DO SENAI - RSJosé Zortéa – Diretor RegionalPaulo Fernando Presser - Diretor de Educação e TecnologiaSílvio S. Andriotti - Diretor Administrativo Financeiro2
Serviço Nacional de Aprendizagem IndustrialCEP SENAI Roberto Barbosa RibasCarlos Alexandre de OliveiraAndrea da RosaMecânica de AutomóveisMotores de Combustão Interna- Álcool e GasolinaSanta Marianovembro de 20033
MECÂNICA DE AUTOMÓVEISMotores de Combustão Interna – Álcool e Gasolina 2003. SENAI-RSTrabalho elaborado por técnico do CEP SENAI Roberto Barbosa Ribas, sob acoordenação, orientação e supervisão da Unidade de Negócios em EducaçãoProfissional de Nível Básico e da Diretoria de Educação e Tecnologia doDepartamento Regional do SENAI-RS.Coordenação GeralPaulo Fernando PresserCoordenação TécnicaJaures de OliveiraCoordenação LocalÁlvaro Borges SoaresEquipe de ElaboraçãoCarlos Alexandre de OliveiraAndrea da RosaS491OLIVEIRA, Carlos Alexandre de; ROSA, Andrea da.Motores de combustão interna – álcool e gasolina.Santa Maria, CEP SENAI Roberto Barbosa Ribas,2003. 116 p. il. (Mecânica de Automóveis).1. Mecânica do Automóvel 2. Motor de CombustãoInterna I. TítuloCDU – 629.331.083 : 621.431SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional do Rio Grande do SulAv. Assis Brasil, 8787 – Bairro Sarandi –91140-001 – Porto Alegre, RSTel.: (51) 3347-8697SENAI – Instituição mantida e administrada pela IndústriaA reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, sejaeletrônico, mecânico, de fotocópia, de gravação ou outros, somente será4 permitida com prévia autorização, por escrito, deste Departamento Regional.
SUMÁRIOAPRESENTAÇÃO . 91- MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.111.1-CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA .131.2-MOTOR DE QUATRO TEMPOS.142- SUBSISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO .172.1- CABEÇOTE.172.1.1- Guias de válvulas .192.1.2- Sedes de válvulas.192.1.3- Comando de válvulas.232.1.4- Varetas e balancins de válvulas.252.1.5- Tuchos.252.1.5.1- Posições de trabalho .272.1.6- Válvulas.292.1.6.1- Válvulas de admissão.292.1.6.2- Válvulas de escapamento .292.1.6.3- Constituição da válvula.302.1.6.4- Dispositivos de montagem .313-SUBSISTEMA DE CONJUNTO MÓVEL .333.1- ÊMBOLOS.333.1.1- Constituição.333.1.2- Anéis de segmento.353.1.2.1- Tipos de anéis de segmento .363.2- BIELAS.363.2.1- Vantagens do craqueamento .383.3- CASQUILHOS .383.3.1- Tipos de casquilhos .383.4- ÁRVORE DE MANIVELAS.393.4.1- Tipos de árvore de manivelas .403.5- BLOCO DO MOTOR .403.5.1- Tipos de bloco .415
3.6- VOLANTE DO MOTOR .413.7- CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DO MOTOR .433.7.1- Cilindrada.443.7.2- Relação de compressão (taxa) .443.7.3- Torque.453.7.4- Potência.454-SUBSISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO.474.1- CÁRTER.474.2- BOMBA DE ÓLEO.494.3- FILTRO DE ÓLEO.514.4- GALERIAS DE ÓLEO.534.5- INTERRUPTOR DE ÓLEO.534.6- ÓLEO LUBRIFICANTE.544.6.1- Funções básicas dos óleos lubrificantes.544.6.2- Classificação quanto à viscosidade .564.6.3- Classificação quanto ao serviço .564.7- TABELA DE ÓLEO PARA MOTORES .574.7.1- Tabela FIAT .574.7.2- Tabela de lubrificantes FORD.584.7.3- Tabela de lubrificantes GM.584.7.4- Tabela de lubrificantes VW .595- SUBSISTEMA DE ARREFECIMENTO.615.1- SISTEMA DE ARREFECIMENTO A AR .615.2- SISTEMA DE ARREFECIMENTO POR FLUÍDO .635.3- FLUÍDO DE ARREFECIMENTO .675.4- FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE ARREFECIMENTO.685.5-DEFEITOS E CAUSAS MAIS COMUNS DE PROBLEMAS NO SISTEMADE ARREFECIMENTO.696- SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO.716.1-TANQUE DE COMBUSTÍVEL .716.2-TUBULAÇÕES .726.3-FILTRO DE COMBUSTÍVEL .726.4-BOMBA DE COMBUSTÍVEL.736.5- COLETOR DE ADMISSÃO .736.6- FILTRO DE AR.746.7- CARBURADOR .766.7.1-Sistema de nível constante .776.7.2-Sistema de partida a frio.776.7.3-Sistema de marcha lenta .806.7.4-Sistema de progressão .816.7.5-Sistema de aceleração rápida .816.7.6-Sistema principal.826
6.7.7-Sistema suplementar ou potência .836.8- SISTEMA DE ESCAPAMENTO .856.9- CONTROLE DE EMISSÕES E POLUENTES.856.10-DEFEITOS E CAUSAS MAIS COMUNS DE PROBLEMAS NO SISTEMA DEALIMENTAÇÃO.947- SUBSISTEMA DE IGNIÇÃO.957.1- SISTEMA DE IGNIÇÃO CONVENCIONAL .967.1.1- Bateria .967.1.2- Chave de ignição .967.1.3- Bobina de ignição.977.1.4- Distribuidor .987.1.4.1-Ângulo de permanência.1017.1.4.2- Avanço de ignição .1017.1.5- Cabos de vela .1047.1.6- Vela de ignição .1057.2- SISTEMA DE IGNIÇÃO ELETRÔNICA TRANSISTORIZADA .1077.2.1- Emissor de impulsos indutivos– TSZ-i.1097.2.2- Ignição eletrônica transistorizada– TSZ-h .112REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .1157
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APRESENTAÇÃOO presente material didático aborda os temas: Motores de Combustão Interna(Álcool e Gasolina) e Sistemas de Lubrificação, Arrefecimento, Alimentação eIgnição, visando o aprimoramento da formação dos aprendizes do Curso deMecânica do SENAI.Através de informações atualizadas e detalhadas sobre o funcionamento de cadasistema, este material pretende ser fonte de consulta não somente durante o curso,mas também por toda a vida profissional destes aprendizes.Assim, há ampla exemplificação, grande aporte de figuras para facilitar oentendimento e explicações teóricas em linguagem simples e funcional. Com isto,espera-se que o aluno egresso do Curso de Mecânica do SENAI encontre-sepreparado para o mercado de trabalho e seguro de seus conhecimentos.9
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1 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNAA combustão, ou queima, é um processo químico que exige três componentesque se combinam:Figura 1 – Triângulo do fogoFonte: Manual de Motores SENAINa locomotiva a vapor, o combustível é o carvão ou a lenha. O calorproduzido é utilizado para aquecer água em uma caldeira, transformando-a emvapor.Figura 2 – Vapor em expansãoFonte: Transparências de Motores FIATO vapor se expande e, com sua pressão, vai movimentar os êmbolos queacionam as rodas motrizes da locomotiva.11
Figura 3 – Movimento da máquina a vaporFonte: Transparências de Motores FIATA locomotiva a vapor é movida por um motor de combustão externa, pois aqueima do combustível ocorre fora dos compartimentos que produzem o movimento(cilindros).Seguindo o princípio de funcionamento da locomotiva a vapor, foramdesenvolvidos os primeiros triciclos a vapor.Figura 4 – Triciclo a vaporFonte: Transparências de Motores FIATO motor de combustão interna é um conjunto de peças mecânicas eelétricas, cuja finalidade é produzir trabalho pela força de expansão resultante daqueima da mistura de ar com combustível, no interior de cilindros fechados.Para atender às mais variadas necessidades do atual estado dedesenvolvimento tecnológico, os fabricantes constroem motores de todos os tipos.Assim, encontram-se motores a gás, gasolina, óleo diesel, querosene, álcool emovidos com outras misturas dos vários combustíveis existentes.Normalmente, os motores podem ser construídos com um ou mais cilindros.Motores monocilíndricos são empregados em implementos agrícolas, motonetas epequenas lanchas. Os policilíndricos, com 4, 6, 8, 10, 12 ou até mais cilindros,destinam-se a automóveis, locomotivas, navios e aviões.Os cilindros podem ser agrupados de várias formas, dando origem a motores:12
em linhaem VFigura 5 – Motores em linha e em Vradialcilindros opostosFigura 6 – Motores radial e com cilindros opostosFonte: Transparências de Motores FIAT1.1- CONSTITUIÇÃO DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNAO motor de combustão interna produz movimentos de rotação por meio decombustões dentro de cilindros fechados. Suas partes principais são:Figura 6 – Partes do motorFonte: Transparências de Motores FIATNo cabeçote estão as câmaras de combustão, onde é feita a queima damistura ar/combustível.O bloco é a estrutura principal do motor, onde estão agregados, entre outros,os seguintes elementos: Cilindros e êmbolos; Árvore de manivelas; Cabeçote.O conjunto móvel é formado pelas bielas, êmbolos, anéis e árvore demanivelas e transforma os movimentos retilíneos alternados dos êmbolos emrotação da própria árvore de manivelas.Para explicar o funcionamento do motor, abordaremos o funcionamento deum cilindro. Cada um deles tem, no mínimo, duas válvulas: Admissão: permite a entrada da mistura de ar/combustível;13
Escapamento: permite a passagem dos gases queimados para a descarga.A abertura e o fechamento dessas válvulas são feitos de forma sincronizadacom os movimentos dos êmbolos, que se repetem em uma ordem determinada.Cada movimento do êmbolo é chamado de tempo e corresponde a meia volta daárvore de manivelas.Há motores que completam seu ciclo de trabalho com dois movimentos dosêmbolos, ou seja, uma volta da árvore de manivelas: são os motores de doistempos. Outros motores são de quatro tempos, ou seja, completam seu ciclo detrabalho com quatro tempos, ou a cada duas voltas da árvore de manivelas.1.2- MOTOR DE QUATRO TEMPOSO motor de 4 tempos funciona pela repetição ordenada de quatromovimentos.1º Tempo: AdmissãoA válvula de escapamento está fechada e a deadmissão se abre progressivamente. O êmbolo deslocase de PMS (ponto morto superior) ao PMI (pontomorto inferior), aspirando a mistura ar/combustível.Figura 7 – Tempo de admissãoFonte: Transparências de Motores FIAT2º Tempo: CompressãoA válvula de admissão se fecha e a deescapamento continua fechada. O êmbolo inverte seumovimento do PMS ao PMI, comprimindo a mistura nacâmara de combustãoFigura 8 – Tempo de compressãoFonte: Transparências de Motores FIAT14
3º Tempo: CombustãoAs válvulas continuam fechadas. A misturacomprimida é inflamada por uma centelha que salta davela de ignição. Com a queima, formam-se gases que seexpandem, impulsionando o êmbolo de volta para o PMI.Figura 9 – Tempo de combustãoFonte: Transparências de Motores FIAT4º Tempo: EscapamentoA válvula de admissão fica fechada e a deescapamento se abre, progressivamente, à medida que oêmbolo vai do PMI ao PMS, expelindo os gasesresultantes da combustão.Figura 10 – Tempo de escapamentoFonte: Transparências de Motores FIATCom isso concluímos que dos quatro tempos apenas um é produtivo. Otempo de combustão é o único que produz trabalho. Um volante instalado na partetraseira da árvore de manivelas regulariza o funcionamento do motor.Os cilindros trabalham dentro de uma determinada ordem de combustão e ovolante, por ter movimentos de inércia, transforma os impulsos que recebe em ummovimento contínuo. Esse ciclo de quatro tempos, com a combustão provocada pelacentelha na vela de ignição, é chamado Ciclo Otto. Existem outros tipos de motores,do ciclo Diesel e ainda motores de dois tempos.Nesta apostila, trataremos especificamente de motores do ciclo Otto,sabendo que motores do ciclo diesel possuem um funcionamento semelhante.15
Neste funcionamento podemos esclarecer que os tempos praticamente nuncaacontecem ao mesmo tempo em dois cilindros, ou seja, no mesmo momento nuncateremos, em cilindros diferentes, dois tempos iguais.Este exemplo demonstra um momento do funcionamento de um motor cicloOtto de 4 tempos comum, ciclo completo com combustível álcool ou gasolina.Figura 11 – Momento de funcionamento do motor de 4 temposFonte: Autor do TextoUm motor de combustão interna pode ser dividido em alguns subsistemaspara o melhor entendimento: Subsistema de Distribuição Subsistema de Conjunto Móvel Subsistema de Lubrificação Subsistema de Arrefecimento Subsistema de Alimentação Subsistema de Ignição16
2 SUBSISTEMA DE DISTRIBUIÇÃOEste subsistema tem a função de realizar os tempos de funcionamento domotor, sincronizado com o subsistema de conjunto móvel. É constituído por várioscomponentes que são:- Cabeçote- Válvulas de Admissão e Escape- Comando de Válvulas- Tuchos2.1- CABEÇOTEO cabeçote é fabricado em ferro fundido, para os veículos antigos, e ligasleves de alumínio, para a maioria dos veículos. Ao ser instalado no bloco, o cabeçoteforma a câmara de combustão em cada cilindro do motor.Dependendo da marca e do tipo, o motor funciona com um ou maiscabeçotes, instalados na posição vertical ou inclinada.O cabeçote é constituído de:Figura 12 – Componentes do cabeçoteFonte: Transparências de Motores FIATO cabeçote serve de fixação para as velas de ignição, guias de válvulas,válvulas e mancais de apoio do conjunto dos balancins ou comando de válvulas.17
Figura 13 – Guias e sedes de válvulasFonte: Transparências de Motores FIATA face
Fonte: Transparências de Motores FIAT 2º Tempo: Compressão Figura 8 – Tempo de compressão Fonte: Transparências de Motores FIAT A válvula de escapamento está fechada e a de admissão se abre progressivamente. O êmbolo desloca-se de PMS (ponto morto superior) ao PMI (ponto morto inferior), aspirando a mistura ar/combustível.
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