sistemas auxiliares dos motores
DESCRIPTION
SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES. Sistema de válvulas Sistema de alimentação Sistema de arrefecimento Sistema de lubrificação Sistema elétrico. SISTEMA DE VÁLVULAS. Responsável pelo fechamento e abertura das válvulas nos motores de 4 tempos. Eixo de cames Tuchos Varetas Balancins Molas - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES
1. Sistema de válvulas2. Sistema de alimentação3. Sistema de arrefecimento4. Sistema de lubrificação5. Sistema elétrico
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SISTEMA DE VÁLVULAS
Responsável pelo fechamento e abertura das válvulas nos motores de 4 tempos.
1. Eixo de cames2. Tuchos3. Varetas4. Balancins5. Molas6. Válvulas
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1. eixo de cames; 2. tucho;3. vareta; 4. balancim; 5. mola;6. válvula
Comando indireto - tratores
Vista de cimaVista de lado
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Comando direto - automóveis1. eixo de cames; 2. tucho;3. mola; 4. válvula
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Abertura e fechamento das válvulasO ciclo se inicia antes do PMS com a abertura da válvula de admissão. O processo de admissão se encerra antes do PMI com o fechamento da válvula de admissão. Quando o pistão se aproxima do PMS durante a compressão o combustível é injetado, e depois de um pequeno intervalo de tempo (atraso do processo de ignição) , a mistura explode e força o pistão para baixo transformando a energia. A descarga se inicia com abertura da válvula de descarga antes do pistão atingir o PMI e fecha logo após o pistão atingir o PMS. Durante algum tempo ocorre uma sobreposição em que as duas válvulas permanecem abertas.
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Válvulas
• O motor convencional apresenta duas válvulas por cilindro;
• A válvula de admissão é maior que a válvula de descarga;
• Existem motores com mais de duas válvulas por cilindro.
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Variação da área de admissão em função do número de válvulas por cilindro
A maior área de admissão é obtida para cinco válvulas por cilindro, sendo três de admissão e duas de descarga
Válvulas por cilindro
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Eixo de cames
Engrenagem do eixo de cames
• Localizada em uma das extremidades do eixo
•O diâmetro é o dobro da engrenagem do virabrequim
• Pode estar localizado no bloco ou cabeçote do motor;
• Apresenta ressaltos que transformam movimento de rotação em movimento linear alternado das válvulas ;
• Fabricados em aço forjado ou ferro fundido.
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Tuchos
• Os tuchos ficam em contato direto com os ressaltos e transmitem o movimento do eixo de cames para as varetas ;
• São fabricados em aço forjado ou de fundição temperada e podem ser mecânicos ou hidráulicos
• O tucho hidráulico apresentam a vantagem prática de se ajustar automaticamente conforme ocorre o desgaste dos cames.
• Os tuchos são responsáveis por aproximadamente 20% da fricção total do motor ;
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Redução do torque de fricção em função do revestimento de carbono dos tuchos
Fonte: Ford / INA
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SISTEMA DE ALIMENTAÇÃODIESEL
Responsável pelo suprimento de ar e combustível ao motor
1.Circuito de ar2.Circuito de combustível
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Circuito de ArPRÉ-FILTRO
ABAFADOR
COLETOR DE DESCARGA
VÁLVULA DEDESCARGA
FILTRO
COLETORDE ADMISSÃO
VÁLVULA DE
ADMISSÃO
CILINDRO
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Pré-filtro de ar
Pré-filtro : está localizado antes do filtro de ar. Tem como objetivo reter partículas grandes contidas no ar.
Filtro de ar
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Filtro de ar
Tem como função reter partículas pequenas contidas no ar
Podem ser de dois tipos:1) em banho de óleo2) de papel
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Filtro de ar em banho de óleo
O ar passa por uma camada de óleo antes de atravessar o elemento filtrante. O elemento filtrante não é trocado, devendo ser limpo periodicamente.
Ar com impurezas
Ar filtrado
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Filtro de ar de papel
Nos filtros de papel, também conhecidos como ‘filtro de ar seco’ existem dois elementos filtrantes descartáveis:
1) filtro primário de papel2) filtro secundário de feltro
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Filtro de ar de papel
Ar com impurezasCentrifugação do ar
Ar filtrado
Válvula de descarga
Ciclonizador
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Filtro de ar seco Apresenta dois elementos filtrantes descartáveis:1) filtro primário de papel2) filtro secundário de feltro
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Coletor de admissão
A admissão do ar :1) por meio do vácuo criado pelo
movimento descendente do pistão: motor aspirado
2) sob pressão: motor turbinado
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Turbocompressor: o ar é admitido sob pressão. Mesma cilindrada com maior potência
turbocharger, turboalimentador ou turbo
Maior massa para mesmo volume de ar
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Intercooler: sistema de resfriamento de ar para motores turbinados.
Localizado no coletor de admissão;
Contribui para aumentar a massa de ar do volume de admissão
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Circuito de combustívelDIESEL
Armazenamento, transporte e filtragem de combustível;
Dosagem de combustível de acordo com a posição do acelerador;
Injeção de combustível atomizado, sob pressão, no interior da câmara de combustão de cada cilindro segundo a ordem de ignição do motor;
Pressão de injeção: 1600-2000 kgf.cm-2 = 1600-2000 atm.
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Componentes do sistema
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Tanque de combustível O tanque de combustível é fabricado de
polietileno de alta densidade; Deve apresentar capacidade suficiente para
autonomia de uma jornada de trabalho; Capacidade do tanque de combustível para
alguns modelos de tratores agrícolas;
Marca ModeloPotência ISO 1585 (cv-kw)
Capacidadedo tanque, L
John Deere5403 75-55 58
5705 85-63 105
Massey Ferguson
6360 220-162 500
265 Advanced 65-47,8 75
ValtraBM 100 100-73,2 106
900 4x4 86-63 79
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Copo de sedimentação
Está localizado antes da bomba alimentadora;
Decanta a água contida no combustível;Apresenta na parte inferior um parafuso
para drenagem.
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Bomba alimentadora
Bomba alimentadora: baixa pressão – bombeamento do combustível do tanque até a bomba injetora
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Filtro de combustível
Evita que partículas contidas no combustível atinjam a bomba injetora
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Filtro de combustível com sedimentador: filtra combustível e decanta água
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Tubulações Baixa pressão: entre o tanque a bomba injetora; Alta pressão: entre a bomba injetora e os bicos injetores.
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Bomba injetora:localizada entre os filtros e os bicos injetores.
Dosagem e controle da injeção de combustível sob pressão.
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Bicos injetores
Quando ocorre a pulverização do combustível na câmara a pressão é em torno de 1600 bar, ou seja, cerca de 1600 vezes o valor da pressão atmosférica.
Os motores diesel podem apresentar controle de injeção eletrônica.
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Unidades usuais de pressão
Unid. Pascal, Pa
Bar, barAtmosfera, atm
Torre, mmHg
Pound per square inch, psi
1 Pa ≡ 1 N.m-2 10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6
1 bar 100 000 ≡ 106 dyn/cm² 0,98692 750,06 14,504
1 at 98 066,5 0,980665 0,96784 735,56 14,223
1 atm 101 325 1,01325 ≡ 101 325 Pa 760 14,696
1 torr 133,322 1,3332×10−3 1,3158×10−3 ≡ 1 mmHg 19,337×10−3
1 psi 6 894,76 68,948×10−3 68,046×10−3 51,715 torr ≡ 1lbf/in²
1 kgf.cm-2 98 066,5 0,980665 0,96784 735,56 14,223
A unidade internacional é o Pascal, Pa;
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SISTEMA DE ARREFECIMENTO
O sistema de arrefecimento é um conjunto de dispositivos eletromecânicos que controla a temperatura dos motores de combustão interna.
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Sistema de arrefecimento
25-35% do calor é transformado em trabalho mecânico;
65-75% é liberado para o meio ambiente: por radiação direta, gases do escape e pelo sistema de arrefecimento.
MotorCALOR
Radiação direta
SISTEMA DE ARREFECIMENTO
Gases do escape
Trabalho útil
Trabalho paravencer
resistências
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Meios arrefecedores
Os meios arrefecedores usados são o ar e a água.
O meio arrefecedor entra em contato com as partes aquecidas do motor, absorver calor e transfere para o meio ambiente.
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Vantagens do ar
1. Torna mais simples o projeto e a construção do sistema;
2. É facilmente disponível e não requer reservatórios e tubulações fechadas para sua condução;
3. Não é corrosivo e não deixa incrustações;4. Não se evapora e não se congela para as
mais severas condições de funcionamento do motor.
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Desvantagens do ar
1. Baixa densidade, havendo necessidade de um volume muito maior de ar do que de água para retirar 1 caloria do motor;
2. Baixo calor específico, isto é, baixa capacidade de transferir calor entre um sistema e sua vizinhança.
3. Temperatura não é uniforme no motor e ocorre a formação de “pontos quentes”;
4. Não existe um dispositivo para controlar a temperatura do motor nas diversas rotações.
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O ar possui menor calor específico do que a água
Quadro 1. Quantidades de ar e água para retirar 1 caloria do motor
Meio arrefecedor Calorespecífico, cal.oC-1 Quantidade, g
Ar 0,2380 4,2
Água 1,0043 1,0
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TIPOS DE SISTEMAS DE ARREFECIMENTO
1. Sistema ar de circulação livre ou forçada;2. Sistema água de camisa aberta ou por
evaporação, de circulação fechada com torre de arrefecimento ou de circulação aberta com reservatório.
3. Sistema ar e água de termossifão ou de Circulação Forçada (tipo comumente usado nos motores de tratores acima de 45 cv).
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Sistema ar de arrefecimento
Componentes: Aletas, ventoinha, dutos e defletores.
1. Aletas: localizadas no cabeçote e nas partes externas dos cilindros com a finalidade de aumentar a superfície de contato entre o motor e o meio arrefecedor, o ar.
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Sistema ar
2. Ventoinha: produção de corrente de ar entre o meio ambiente e o motor ;
3. Dutos e defletores: condução e orientação da corrente de ar na direção das aletas de arrefecimento.
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Vantagens do sistema ar
1. Construção Simples2. Menor peso por CV3. Manutenção simples
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Desvantagens do sistema ar
1. Difícil controle de temperatura;2. Desuniformidade de temperatura
do motor;3. São facilmente susceptíveis de
superaquecimento;4. Exigem constante limpeza das
aletas, principalmente em trabalhos agrícolas.
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Sistema ar-água de arrefecimento
Usa AR e ÁGUA como meios arrefecedores. A água absorve o calor dos cilindros e transfere para o ar através de um radiador.
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Tipos de sistemas ar-água
1. Termossifão2. Circulação forçada
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Termossifão
A vantagem do termossifão é a simplicidade. As desvantagens são:
Exige camisas e tubulações mais amplas para facilitar a circulação da água.
Se a água se encontrar abaixo do nível normal haverá formação de bolsões de ar acarretando superaquecimento.
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Termossifão
Ventoinha Cabeçote
Bloco
Cárter
Radiador
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Circulação forçada
Usa bomba centrífuga que promove a circulação forçada do meio arrefecedor;
Possui válvula termostática entre o cabeçote do motor e o radiador para o controle da temperatura;
A quantidade de água do sistema pode ser reduzida consideravelmente, pois neste sistema a água está sob pressão e circula com maior velocidade que no termossifão
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Circulação forçada
Depósito superior
Válvula termostática
Camisa d`água
Bomba d`água
Depósito inferior
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Circulação forçada
1- Radiador 4- Ventilador
2- Bomba d´água 5- Termostato
3- Galerias 6- Indicador de temperatura
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RadiadorTrocador de calor entre a água e o ar.
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Válvula termostática
Controla a temperatura através do fluxo de água do motor para o radiador.
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Fluxo da água no sistema de arrefecimento de circulação forçada ar-água
MOTOR FRIOT<70-80OCVÁLVULATERMOSTÁTICAFECHADA
DEPÓSITOINFERIOR
BOMBAD’ÁGUA
BLOCODO MOTOR
DEPÓSITOSUPERIOR
COLMÉIA
MOTOR QUENTE T>70-80OCVÁLVULA TERMOSTÁTICA ABERTA
TROCADORDECALOR
Ar
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Sistema ar-água de circulação forçada
Usado nos tratores agrícolas
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SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES
1. Sistema de válvulas2. Sistema de alimentação3. Sistema de arrefecimento4. Sistema de lubrificação5. Sistema elétrico
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SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO
O sistema de lubrificação tem como objetivo distribuir o óleo lubrificante entre as partes móveis do motor para diminuir o desgaste, o ruído e auxiliar no arrefecimento do motor.
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Sistema de lubrificação
Nos motores de quatro tempos o óleo lubrificante é armazenado no cárter e o fluxo de óleo é feito sob pressão através de galerias existentes no motor.
Nos motores de dois tempos do ciclo Otto o óleo lubrificante fica misturado com o combustível no tanque.
4tempos
OTTO/DIESEL
Óleo lubrificante
Tanque de combustível
Cárter do motor
2tempos OTTO
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Óleos lubrificantes
São fluidos utilizados na lubrificação de motores e sistemas de transmissão.
Sistema de válvulas Sistema de transmissão
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Funções dos óleos lubrificantes
1. Diminuir atrito: com conseqüente diminuição do desgaste das partes em contato;
2. Atuar como agente de limpeza: retirando carvões e partículas de metais que se formam durante o funcionamento do motor;
3. Resfriamento auxiliar: nos motores de 4 tempos;
4. Vedação: entre os anéis do pistão e a parede do cilindro;
5. Redução de ruído: amortece os choques e as cargas entre os mancais.
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Especificações do óleo lubrificante
1. VISCOSIDADE: classificação SAE2. QUALIDADE: classificação API
SAE- Society of Automotive EngineersAPI- American Petroleum Institute
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Viscosidade do óleo lubrificante
Usa o padrão da SAE;É medida em função da resistência ao
escoamento do óleo;É o tempo em segundos, para que uma
certa quantidade de óleo, numa dada temperatura, escoe através de um orifício de formato e dimensões padronizados
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Viscosímetro Saybolt Universal
TERMÔMETRO AQUECEDOR
ÓLEOP/ TESTE
BANHO DE ÓLEO
ORIFÍCIO
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Classificação SAE
Cárter Transmissão
SAE 5W SAE 75W
SAE 10W SAE 80
SAE 20 SAE 90
SAE 30 SAE 140
SAE 40 SAE 250
SAE 50
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A viscosidade do óleo lubrificante vem estampada na lata. Quanto maior o número mais alta é a viscosidade do óleo.
• Para motores turbinados ou aspirados;
• Óleo lubrificante multiviscoso:
SAE 15W-40.
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Qualidade do óleo lubrificante
Com base na CLASSIFICAÇÃO API do Instituo Americano de Petróleo;
Função das condições em que o óleo deve ser usado;
Define os aditivos.
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Classificação API
Em função do ciclo do motor Motores do ciclo OTTO Motores do ciclo DIESEL
Em função do uso do trator Leve Médio Pesado e intermitente Pesado e contínuo Muito pesado e velocidades elevadas e contínuas Extremamente pesados em grandes velocidades
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API para motores OTTO
1. SA - Serviços leves2. SB - Serviços médios3. SC - Serviços pesados e intermitentes4. SD - Serviços pesados e contínuos5. SE - Serviços muito pesados e
velocidades elevadas e contínuas6. SF - Serviços extremamente pesados
em grandes velocidades
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API para motores DIESEL-Tratores
1. CA - Serviços leves2. CB - Serviços médios3. CC – Motor aspirado serviço normal 4. CD – Motor aspirado serviço pesado5. CE – Motor turbinado serviço normal6. CF – Turbinado serviço pesado
Seguir recomendações do fabricante do trator
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Óleos para motores de tratores
Ultramo Turbo• Para motores turbinados ou aspirados operando em condições normais;• Óleo lubrificante monoviscoso, SAE 10W, 20W, 30, 40 e 50. Classificação: API CF
• Para motores aspirados operando em condições normais;• Óleo lubrificante monoviscoso, SAE 10W, 30 e 40. •Classificação: API CC
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Tipos de aditivos
1. Anti-oxidante2. Anti-corrosivo3. Ampliador de viscosidade4. Detergentes5. Anti-espumante
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Tipos de sistemas de lubrificação
1. sistema de mistura com o combustível;
2. sistema por salpico;3. sistema de circulação e salpico;4. sistema de circulação sob
pressão.
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Sistema de mistura com o combustível
Utilizado nos motores de 2 tempos do ciclo OTTO;
O óleo é misturado no combustível na proporção de 1:20 a 1:40.
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SISTEMA POR SALPICO
Utilizado em motores estacionários monocilíndricos de uso agrícola;
Neste sistema o pé da biela apresenta um prolongamento afilado denominado pescador;
Uma bomba alimenta com óleo o pescador;Ao girar o motor o óleo é borrifado pelo
pescador nas paredes dos cilindros e nas demais partes móveis no interior do bloco.
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Sistema de lubrificação por salpico
FILTRO BOMBA
SUPRIMENTO DE ÓLEO P/A BANDEJA DE SALPICO
MANCAIS FIXOS
MANCAIS EXCÊNTRICOS
EIXO DE COMANDO DE VÁLVULAS
PESCADOR CALHA DE SALPICO
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SISTEMA DE CIRCULAÇÃO E SALPICO
Neste sistema uma bomba força a passagem do óleo através de uma galeria principal contida no bloco do motor, ao mesmo tempo que abastece as calhas de lubrificação por salpico.
Da galeria principal o óleo, sob pressão, é direcionado a passar através do eixo de manivelas, do eixo de comando de válvulas e do eixo dos balancins.
O óleo que escapa dos eixos é pulverizado na parte superior das paredes dos cilindros, nos pistões e nos pinos das bilelas.
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SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO
Utilizado nos motores de tratores agrícolas; Óleo sob pressão; Passa através dos eixos (manivelas, comando de válvulas e
balancins); A parte superior dos cilindros e dos pistões é lubrificada pelo
óleo que escapa de furos existentes nas conexões das bielas com os pinos dos pistões;
A parte inferior das paredes dos cilindros e dos pistões é lubrificada pelo óleo pulverizado de furos existentes nas conexões da árvore de manivelas com as bielas.
Devido a longa distância e diversas galerias percorridas pelo óleo neste sistema, o requerimento de pressão na maioria dos motores dos tratores varia de 15 a 40 psi, podendo em alguns casos chegar até 65 psi.
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SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO
EIXO DOS BALANCINS
PINO DO PISTÃO
GALERIAPRINCIPALDE ÓLEO
EIXO DE CAMES
VÁLVULA DE ALÍVIO
BOMBA E FILTROÁRV.MANIVELAS
GALERIAPRINCIPALDE ÓLEO
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Bomba de óleo lubrificante
Localizada no cárter;Acionada pelo movimento do eixo de
manivelas ou pelo eixo pelo eixo de comando de válvulas;
Sua função é suprir óleo lubrificante sob determinada pressão as diversas partes do motor;
As bombas de óleo na sua maioria são do tipo de engrenagens.
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Bomba de engrenagens São constituídas por um par de engrenagens encerradas
em uma caixa fechada; O óleo entra por uma das extremidades da caixa e é
forçado a passar entre as engrenagens; A medida que as engrenagens giram é obtido o aumento
de pressão.
ENTRADA DE ÓLEO
SAÍDA DE ÓLEOSOB PRESSÃO
ÓLEO SOBALTA PRESSÃO
ÓLEO SOBBAIXA PRESSÃO
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Filtro de óleo lubrificante
Localizado na parte externa do bloco do motor;Tem como função reter partículas indesejáveis
visando promover a limpeza do óleo lubrificante;
As impurezas reduzem significativamente a vida dos motores, desta forma os filtros devem sempre ser trocados de acordo com a recomendação do fabricante do trator.
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Filtro de óleo lubrificanteFILTRO
ALÍVIO
ÓLEOFILTRADO
ÓLEO NÃO FILTRADO
BOMBA DE ÓLEO
DEPÓSITO DE ÓLEO
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Componentes
1. Reservatório de óleo2. Bomba de óleo3. Galerias4. Filtro de óleo5. Válvula de alívio6. Manômetro7. Radiador de óleo ( em alguns
sistemas)
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SISTEMA ELÉTRICO DIESEL
O sistema elétrico tem como função auxiliar na partida do motor e controlar a iluminação do trator.
Não faz parte do funcionamento do motor.
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Componentes básicos
Bateria
Motor de partida
Alternador
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Bateria
Tem como principal função acumular energia elétrica suficiente para assegurar a partida do motor.
1. Pasta de vedação;2. Pino polar negativo;3. Barra de acoplamento dos
elementos do acumulador;4. Ponto polar (de montagem das
placas de sinal idêntico);5. Bujão;6. Pino polar positivo;7. Tampa da bateria;8. Cuba;9. Calço de madeira (separador);10. Placa positiva;11. Suporte;12. Placa negativa.
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Motor de partida
Tem como função acionar o volante para dar início ao funcionamento do motor
São motores elétricos que recebem energia da bateria
Entra em contato com o volante, girando o virabrequim até que haja a combustão em um dos cilindros do motor
A mistura é queimada e o motor entra em funcionamento.
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Motor de partida
Volante
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Alternador
Gerador de energia elétrica. Transforma a energia mecânica em energia elétrica Suprir a bateria para a partida do motor e
iluminação do trator.
Alternador
Virabrequim
Ventoinha