SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES 1 Sistema de vlvulas
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SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES 1. Sistema de válvulas 2. Sistema de alimentação 3. Sistema de arrefecimento 4. Sistema de lubrificação 5. Sistema elétrico
SISTEMA DE VÁLVULAS z Responsável pelo fechamento e abertura das válvulas nos motores de 4 tempos. 1. Eixo de cames 2. Tuchos 3. Varetas 4. Balancins 5. Molas 6. Válvulas
Comando indireto - tratores 1. eixo de cames; 2. tucho; 3. vareta; 4. balancim; 5. mola; 6. válvula Vista de lado Vista de cima
Comando direto - automóveis 1. eixo de cames; 2. tucho; 3. mola; 4. válvula
Abertura e fechamento das válvulas z. O 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. z. 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. z. 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. z. Durante algum tempo ocorre uma sobreposição em que as duas válvulas permanecem abertas.
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.
Variação da área de admissão em função do número de válvulas por cilindro Válvulas por cilindro z A maior área de admissão é obtida para cinco válvulas por cilindro, sendo três de admissão e duas de descarga
Eixo de cames • 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. Engrenagem do eixo de cames • Localizada em uma das extremidades do eixo • O diâmetro é o dobro da engrenagem do virabrequim
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 ;
Redução do torque de fricção em função do revestimento de carbono dos tuchos Fonte: Ford / INA
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DIESEL z Responsável pelo suprimento de ar e combustível ao motor 1. Circuito de ar 2. Circuito de combustível
Circuito de Ar
Pré-filtro de ar z Pré-filtro : está localizado antes do filtro de ar. Tem como objetivo reter partículas grandes contidas no ar. Filtro de ar
Filtro de ar z Tem como função reter partículas pequenas contidas no ar z Podem ser de dois tipos: 1) em banho de óleo 2) de papel
Filtro de ar em banho de óleo z 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
Filtro de ar de papel z Nos filtros de papel, também conhecidos como ‘filtro de ar seco’ existem dois elementos filtrantes descartáveis: 1) filtro primário de papel 2) filtro secundário de feltro
Filtro de ar de papel Ar com impurezas Centrifugação do ar Ar filtrado Ciclonizador Válvula de descarga
Filtro de ar seco z Apresenta dois elementos filtrantes descartáveis: 1) filtro primário de papel 2) filtro secundário de feltro
Coletor de admissão z A admissão do ar : 1) por meio do vácuo criado pelo movimento descendente do pistão: motor aspirado 2) sob pressão: motor turbinado
Turbocompressor: o ar é admitido sob pressão. Mesma cilindrada com maior potência zturbocharger, turboalimentador ou turbo z Maior massa para mesmo volume de ar
Intercooler: sistema de resfriamento de ar para motores turbinados. z Localizado no coletor de admissão; z Contribui para aumentar a massa de ar do volume de admissão
Circuito de combustível DIESEL z Armazenamento, transporte e filtragem de combustível; z Dosagem de combustível de acordo com a posição do acelerador; z Injeção de combustível atomizado, sob pressão, no interior da câmara de combustão de cada cilindro segundo a ordem de ignição do motor; z Pressão de injeção: 1600 -2000 kgf. cm-2 = 16002000 atm.
Componentes do sistema
Tanque de combustível z O tanque de combustível é fabricado de polietileno de alta densidade; z Deve apresentar capacidade suficiente para autonomia de uma jornada de trabalho; z Capacidade do tanque de combustível para alguns modelos de tratores agrícolas; Marca John Deere Massey Ferguson Valtra Modelo Potência ISO 1585 (cv-kw) Capacidade do tanque, L 5403 75 -55 58 5705 85 -63 105 6360 220 -162 500 265 Advanced 65 -47, 8 75 BM 100 -73, 2 106 900 4 x 4 86 -63 79
Copo de sedimentação z Está localizado antes da bomba alimentadora; z Decanta a água contida no combustível; z Apresenta na parte inferior um parafuso para drenagem.
Bomba alimentadora z Bomba alimentadora: baixa pressão – bombeamento do combustível do tanque até a bomba injetora
Filtro de combustível z Evita que partículas contidas no combustível atinjam a bomba injetora
Filtro de combustível com sedimentador: filtra combustível e decanta água
Tubulações z Baixa pressão: entre o tanque a bomba injetora; z Alta pressão: entre a bomba injetora e os bicos injetores.
Bomba injetora: localizada entre os filtros e os bicos injetores. z Dosagem e controle da injeção de combustível sob pressão.
Bicos injetores z 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. z Os motores diesel podem apresentar controle de injeção eletrônica.
Unidades usuais de pressão z A unidade internacional é o Pascal, Pa; Pound per square inch, psi Unid. Pascal, Pa Bar, bar Atmosfera, atm Torre, mm. Hg 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 mm. Hg 19, 337× 10− 3 1 psi 6 894, 76 68, 948× 10− 3 68, 046× 10− 3 51, 715 torr ≡ 1 lbf/in² 0, 980665 0, 96784 735, 56 14, 223 1 kgf. cm-2 98 066, 5
SISTEMA DE ARREFECIMENTO z O sistema de arrefecimento é um conjunto de dispositivos eletromecânicos que controla a temperatura dos motores de combustão interna.
Sistema de arrefecimento z 25 -35% do calor é transformado em trabalho mecânico; z 65 -75% é liberado para o meio ambiente: por radiação direta, gases do escape e pelo sistema de arrefecimento. Radiação direta Trabalho útil Motor CALOR Trabalho para vencer resistências SISTEMA DE ARREFECIMENTO Gases do escape
Meios arrefecedores z Os meios arrefecedores usados são o ar e a água. z O meio arrefecedor entra em contato com as partes aquecidas do motor, absorver calor e transfere para o meio ambiente.
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.
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.
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. o. C-1 Quantidade, g Ar 0, 2380 4, 2 Água 1, 0043 1, 0
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).
Sistema ar de arrefecimento z 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.
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.
Vantagens do sistema ar 1. Construção Simples 2. Menor peso por CV 3. Manutenção simples
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.
Sistema ar-água de arrefecimento z Usa AR e ÁGUA como meios arrefecedores. A água absorve o calor dos cilindros e transfere para o ar através de um radiador.
Tipos de sistemas ar-água 1. Termossifão 2. Circulação forçada
Termossifão z A vantagem do termossifão é a simplicidade. As desvantagens são: z Exige camisas e tubulações mais amplas para facilitar a circulação da água. z Se a água se encontrar abaixo do nível normal haverá formação de bolsões de ar acarretando superaquecimento.
Termossifão Ventoinha Cabeçote Bloco Cárter Radiador
Circulação forçada z Usa bomba centrífuga que promove a circulação forçada do meio arrefecedor; z Possui válvula termostática entre o cabeçote do motor e o radiador para o controle da temperatura; z 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
Circulação forçada Depósito superior Válvula termostática Camisa d`água Depósito inferior Bomba d`água
Circulação forçada 1 - Radiador 4 - Ventilador 2 - Bomba d´água 5 - Termostato 3 - Galerias 6 - Indicador de temperatura
Radiador z. Trocador de calor entre a água e o ar.
Válvula termostática z Controla a temperatura através do fluxo de água do motor para o radiador.
Fluxo da água no sistema de arrefecimento de circulação forçada ar-água z DEPÓSITO SUPERIOR COLMÉIA Ar DEPÓSITO INFERIOR MOTOR QUENTE T>70 -80 OC VÁLVULA TERMOSTÁTICA ABERTA TROCADOR DE CALOR BLOCO DO MOTOR BOMBA D’ÁGUA MOTOR FRIO T<70 -80 OC VÁLVULA TERMOSTÁTICA FECHADA
Sistema ar-água de circulação forçada z Usado nos tratores agrícolas
SISTEMAS AUXILIARES DOS MOTORES 1. Sistema de válvulas 2. Sistema de alimentação 3. Sistema de arrefecimento 4. Sistema de lubrificação 5. Sistema elétrico
SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO z 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.
Sistema de lubrificação z 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. z Nos motores de dois tempos do ciclo Otto o óleo lubrificante fica misturado combustível no tanque. Óleo lubrificante 4 tempos OTTO/DIESEL 2 tempos OTTO Cárter do motor Tanque de combustível
Óleos lubrificantes z. São fluidos utilizados na lubrificação de motores e sistemas de transmissão. Sistema de válvulas Sistema de transmissão
Funções dos óleos lubrificantes 1. 2. 3. 4. 5. Diminuir atrito: com conseqüente diminuição do desgaste das partes em contato; Atuar como agente de limpeza: retirando carvões e partículas de metais que se formam durante o funcionamento do motor; Resfriamento auxiliar: nos motores de 4 tempos; Vedação: entre os anéis do pistão e a parede do cilindro; Redução de ruído: amortece os choques e as cargas entre os mancais.
Especificações do óleo lubrificante 1. VISCOSIDADE: classificação SAE 2. QUALIDADE: classificação API SAE- Society of Automotive Engineers API- American Petroleum Institute
Viscosidade do óleo lubrificante z. Usa o padrão da SAE; zÉ medida em função da resistência ao escoamento do óleo; zÉ o tempo em segundos, para que uma certa quantidade de óleo, numa dada temperatura, escoe através de um orifício de formato e dimensões padronizados
Viscosímetro Saybolt Universal TERMÔMETRO BANHO DE ÓLEO ORIFÍCIO AQUECEDOR ÓLEO P/ TESTE
Classificação SAE Cárter Transmissão SAE 5 W SAE 75 W SAE 10 W SAE 80 SAE 20 SAE 90 SAE 30 SAE 140 SAE 250 SAE 50
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 15 W-40.
Qualidade do óleo lubrificante z. Com base na CLASSIFICAÇÃO API do Instituo Americano de Petróleo; z. Função das condições em que o óleo deve ser usado; z. Define os aditivos.
Classificação API Em função do ciclo do motor z Motores do ciclo OTTO z Motores do ciclo DIESEL Em função do uso do trator z Leve z Médio z Pesado e intermitente z Pesado e contínuo z Muito pesado e velocidades elevadas e contínuas z Extremamente pesados em grandes velocidades
API para motores OTTO 1. 2. 3. 4. 5. SA - Serviços leves SB - Serviços médios SC - Serviços pesados e intermitentes SD - Serviços pesados e contínuos SE - Serviços muito pesados e velocidades elevadas e contínuas 6. SF - Serviços extremamente pesados em grandes velocidades
API para motores DIESEL-Tratores 1. 2. 3. 4. 5. 6. CA - Serviços leves CB - Serviços médios CC – Motor aspirado serviço normal CD – Motor aspirado serviço pesado CE – Motor turbinado serviço normal CF – Turbinado serviço pesado z Seguir recomendações do fabricante do trator
Óleos para motores de tratores Ultramo Turbo • Para motores turbinados ou aspirados operando em condições normais; • Óleo lubrificante monoviscoso, SAE 10 W, 20 W, 30, 40 e 50. Classificação: API CF • Para motores aspirados operando em condições normais; • Óleo lubrificante monoviscoso, SAE 10 W, 30 e 40. • Classificação: API CC
Tipos de aditivos 1. 2. 3. 4. 5. Anti-oxidante Anti-corrosivo Ampliador de viscosidade Detergentes Anti-espumante
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.
Sistema de mistura com o combustível z. Utilizado nos motores de 2 tempos do ciclo OTTO; z. O óleo é misturado no combustível na proporção de 1: 20 a 1: 40.
SISTEMA POR SALPICO z Utilizado em motores estacionários monocilíndricos de uso agrícola; z Neste sistema o pé da biela apresenta um prolongamento afilado denominado pescador; z Uma bomba alimenta com óleo o pescador; z Ao girar o motor o óleo é borrifado pelo pescador nas paredes dos cilindros e nas demais partes móveis no interior do bloco.
Sistema de lubrificação por salpico
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO E SALPICO z 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. z 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. z O óleo que escapa dos eixos é pulverizado na parte superior das paredes dos cilindros, nos pistões e nos pinos das bilelas.
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO z Utilizado nos motores de tratores agrícolas; z Óleo sob pressão; z Passa através dos eixos (manivelas, comando de válvulas e balancins); z 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; z 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. z 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.
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO SOB PRESSÃO PINO DO PISTÃO EIXO DOS BALANCINS EIXO DE CAMES GALERIA PRINCIPAL DE ÓLEO VÁLVULA DE ALÍVIO ÁRV. MANIVELAS BOMBA E FILTRO
Bomba de óleo lubrificante z Localizada no cárter; z Acionada pelo movimento do eixo de manivelas ou pelo eixo de comando de válvulas; z Sua função é suprir óleo lubrificante sob determinada pressão as diversas partes do motor; z As bombas de óleo na sua maioria são do tipo de engrenagens.
Bomba de engrenagens z São constituídas por um par de engrenagens encerradas em uma caixa fechada; z O óleo entra por uma das extremidades da caixa e é forçado a passar entre as engrenagens; z A medida que as engrenagens giram é obtido o aumento de pressão. ENTRADA DE ÓLEO SOB BAIXA PRESSÃO ÓLEO SOB ALTA PRESSÃO SAÍDA DE ÓLEO SOB PRESSÃO
Filtro de óleo lubrificante z Localizado na parte externa do bloco do motor; z Tem como função reter partículas indesejáveis visando promover a limpeza do óleo lubrificante; z 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.
Filtro de óleo lubrificante FILTRO ÓLEO FILTRADO ALÍVIO ÓLEO NÃO FILTRADO BOMBA DE ÓLEO DEPÓSITO DE ÓLEO
Componentes 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Reservatório de óleo Bomba de óleo Galerias Filtro de óleo Válvula de alívio Manômetro Radiador de óleo ( em alguns sistemas)
SISTEMA ELÉTRICO DIESEL z O sistema elétrico tem como função auxiliar na partida do motor e controlar a iluminação do trator. z Não faz parte do funcionamento do motor.
Componentes básicos Bateria Alternador Motor de partida
Bateria z 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.
Motor de partida z Tem como função acionar o volante para dar início ao funcionamento do motor z São motores elétricos que recebem energia da bateria z Entra em contato com o volante, girando o virabrequim até que haja a combustão em um dos cilindros do motor z A mistura é queimada e o motor entra em funcionamento.
Motor de partida Volante
Alternador z Gerador de energia elétrica. z Transforma a energia mecânica em energia elétrica z Suprir a bateria para a partida do motor e iluminação do trator. Ventoinha Alternador Virabrequim
- Caracteristicas
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