Transcript EPM - CEFAQ-E - AULA

MOTORES
MÁQUINAS DE COMBUSTÃO
A obtenção de energia mecânica
através da conversão de energia
química do combustível é realizada nas
chamadas máquinas térmicas ou de
combustão. Elas são divididas em
máquinas de combustão externa
(sistema de caldeira e turbina a vapor) e
interna - MCI (Motores).
COMBUSTÃO EXTERNA = O
combustível é queimado na fornalha
da caldeira e a energia mecânica é
obtida na turbina.
COMBUSTÃO INTERNA = Aspiram
o ar atmosférico, misturam esse ar
com o combustível (líquido ou gás) e,
no interior da própria máquina,
convertem a energia química do
combustível em trabalho no eixo.
PRINCIPAIS COMPONENTES DE UM MOTOR
BLOCO DO MOTOR É a peça mais pesada e
mais volumosa do motor.
É nele que ficam os
orifícios
denominados
cilindros, dentro dos quais
trabalham os êmbolos. O
bloco também possui
espaços ocos em volta
dos
cilindros
denominados
jaquetas,
destinados à passagem
da água de resfriamento
CILINDRO E CAMISA DE CILINDRO
É uma câmara localizada no bloco do
motor e é onde ocorre a queima do
combustível. É no cilindro que: Os
êmbolos se movimentam, o ar
atmosférico é admitido e comprimido,
os gases da queima do combustível
entram em combustão e expansão.
Em alguns motores, os cilindros são
usinados diretamente no bloco, sendo
neste caso do mesmo material que
constitui o bloco, ou pode ser uma
camisa (camisa de cilindro) adaptada
ao espaço existente no bloco, presa
na parte superior, por uma gola.
Há três anéis de borracha na parte inferior da
camisa que permite melhor vedação entre o bloco
e o cárter, no sentido longitudinal da camisa.
Entre os dois anéis inferiores há um canal para
fora do bloco: vazamentos de óleo ou água, pelo
canal, indicam vedação imperfeita, sendo
necessário substituir os anéis.
- ÊMBOLO OU PISTÃO - Age como se fosse um
fundo móvel do cilindro, desloca-se em
movimentos retilíneos e alternados, entre o Ponto
Morto Superior (PMS) e o Ponto Morto Inferior
(PMI).
Trabalham em temperaturas muito elevadas,
havendo necessidade de resfriamento que é feito,
em alguns motores, pelos jatos de óleo lubrificante
do próprio motor, através de bicos ligados à
galeria de lubrificação.
Em outros motores esse resfriamento é feito
através dos furos existentes nos êmbolos onde
são alojadas as molas de óleo.
Na maioria dos motores a parte superior do
êmbolo tem uma cavidade onde se dá a
combustão: é a Câmara de combustão
ANÉIS OU MOLAS DO ÊMBOLO - São alojados
em ranhuras existentes em volta do êmbolo.
 Os anéis de compressão, aumentam a vedação
entre o êmbolo e o cilindro evitando passagem
dos gases para o cárter.
 Os anéis de óleo não deixam que o óleo que
lubrifica as paredes do cilindro chegue até a
câmara de combustão.
Pino do êmbolo = Liga o êmbolo à conectora e
transmite, ao eixo de manivelas, o impulso
provocado pelos movimentos alternados do
êmbolo.
Conectora ou Biela = Transfere para o eixo de
manivelas, os movimentos do êmbolo, que são
alternados e retilíneos.
☼ Transforma o movimento retilíneo alternativo
dos êmbolos em movimento circular contínuo
do eixo de manivelas.
Cabeça ou cabeçote = Fica na parte superior do
motor. É a peça que fecha o cilindro. A vedação
entre o cabeçote e o bloco é feita por uma junta
de cobre, amianto ou aço.
►Nele
ficam
montadas
as
válvulas de admissão e descarga,
válvula
de
injeção
de
combustível, balancins e tuchos.
►O número de cabeçotes é
variável, pois o motor pode ter um
único cabeçote ou um cabeçote
para cada cilindro.
►O cabeçote possui espaços
vazios por onde circula o fluído
para resfriamento do motor e nele
alojam-se: as válvulas, as sede
das válvulas, as molas, os
balancins, as válvulas de injeção
ou bico injetor, as canais de
admissão e descarga.
VÁLVULAS DE ADMISSÃO – Permitem a entrada
do ar atmosférico. Tem o diâmetro externo maior
que as das válvulas de descarga.
VÁLVULAS DE DESCARGA – Permitem a saída dos
gases de descarga.
SEDE DAS VÁLVULAS – São os locais onde as
válvulas se assentam, fechando a comunicação
dos cilindros.
EIXO
DE
CAMES
OU
COMANDO - Comanda a
abertura e fechamento das
válvulas de admissão e
descarga, através de tuchos e
balancins.
TUCHO – Repousam sobre os
ressaltos (cames) do eixo de
comando de válvulas. Sob a
ação dos ressaltos os tuchos
impulsionam as hastes dos
tuchos.
HASTE DO TUCHO – Aloja-se
no
tucho
e,
quando
impulsionada,
aciona
o
balancim.
EIXO DE MANIVELAS OU VIRA-BREQUIN - Transfere
ao utilizador (carro - hélice - gerador - etc) a potência
desenvolvida em cada cilindro. Pode ser ligado ao
eixo de cames (comando) por corrente ou
engrenagens.
Na transmissão por engrenagens é necessário
uma calagem perfeita, isto é, posicionamento
correto das engrenagens localizadas num dos
extremos do motor.
É formado por: MUNHÕES (mancais fixos),
MOENTES (mancais móveis), CONTRAPESOS
(cambotas).
MUNHÔES E MOENTES OU MANCAIS
FIXOS(munhões) = Partes que se assentam nos
pontos de apoio do bloco do motor.
MÓVEIS(moentes) = Partes que são abraçadas pela
base das conectoras. (Nos motores em “V” , há duas
conectoras ligadas a um só moente).
CONTRAPESOS = Partes
balanceamento do eixo.
que
têm
efeito
de
Um mancal danificado causa imediata queda na
pressão do óleo.
CÁRTER - Parte do motor onde armazena-se o óleo
lubrificante. Ficam alojados as seguintes peças: eixo
de manivelas e bomba de óleo.
VOLANTE - Instalado em um dos extremos do eixo de
manivelas, auxilia no estabelecimento dinâmico,
exercendo influência na uniformização da velocidade
do motor. Transmite para o eixo de manivelas, o
movimento inicial produzido pelo motor de arranque.
AMORTECEDOR DE VIBRAÇÕES - Localiza-se na
outra extremidade do eixo de manivelas e tem por
finalidade eliminar as vibrações do eixo.
TURBO ALIMENTADOR OU TURBO-COMPRESSOR
Abastece o cilindro com maior massa de ar possível,
durante o tempo de admissão. Assim aumenta a
pressão no cilindro durante a admissão de ar,
havendo, portanto aumento da potência.
Identificação dos componentes do sistema de
partida
O sistema de partida do motor diesel é constituído por uma
bateria, um motor de arranque ou de partida, uma chave ou botão
de partida e alguns cabos elétricos.
A bateria fornece a energia elétrica necessária para o motor de
arranque dar a partida no motor. Para fazer isso, a bateria sofre
um processo de descarga, e precisa ser recarregada pelo sistema
de geração de energia. Portanto, a bateria é nada mais, nada
menos, que um acumulador de energia elétrica, que necessita de
alguns cuidados, tais como:
•deve ser mantida carregada;
•seus terminais devem estar sempre limpos; e
•o nível da água deve ser completado com água destilada; caso
Instrumentos do painel de controle e suas
finalidades
Diversos são os instrumentos encontrados no painel de
controle do motor. Vamos definir dois tipos a seguir:
Manômetros - são instrumentos destinados a medir a
pressão. No painel de controle do motor indicam as pressões
do óleo lubrificante, do óleo combustível, da água doce, da
água salgada e do ar de sobrealimentação do motor.
Termômetros - são instrumentos destinados a medir
temperatura. No painel de controle do motor servem para
indicar a temperatura do óleo lubrificante e da água de
resfriamento do motor.
Atenção:
Você deve ter sempre atenção ao manômetro de óleo
lubrificante e ao termômetro de água de resfriamento, pois
CARBURADOR - Efetua a dosagem de
combustível que vai para o cilindro. O
processo de de misturar o ar com o
combustível é denominado carburação.
CICLO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR A
QUATRO TEMPOS
1º TEMPO - ADMISSÃO
1. A válvula de admissão está aberta e a
descarga fechada.
2. Neste tempo o êmbolo desce do PMS
ao PMI, aspirando o ar atmosférico.
3. O ar ocupa o espaço vazio deixado pela
descida do êmbolo.
4. O eixo de manivelas deu meia volta
(180º).
No motor do ciclo a explosão aspira a
mistura ar/combustível, em quantidade
controlada pelo carburador
2º TEMPO - COMPRESSÃO
1. As duas válvulas estão fechadas e,
quando o êmbolo sobe do PMI ao
PMS, comprime o ar que entrou no
cilindro durante a admissão.
2. A temperatura do ar comprimido
eleva-se (Fica acima de 500º C).
3. O eixo de manivelas dá outra
meia volta, completando a 1º volta
(360º).
4. No motor a explosão a mistura
ar/combustível é moderadamente
comprimida.
3º TEMPO – COMBUSTÃO/ESPANSÃO
1. As válvulas de admissão e descarga
continuam fechadas.
2. Ao ser injetado no interior do cilindro, o
combustível entra em combustão, devido à
elevada temperatura do ar dentro do cilindro.
3. Dá combustão, formam-se gases, que
sofrem expansão e empurram o êmbolo, que
desce ao PMI.
4. Este tempo é chamado de tempo-motor,
que produz trabalho (rotação do eixo).
5. O eixo dá mais meia volta, completando
uma volta e meia (540º).
No motor a explosão o combustível
inflama-se rapidamente, por centelha elétrica
4º TEMPO - DESCARGA
1. A válvula de admissão
continua fechada e a de
descarga é aberta.
2. O êmbolo sobe para o PMS,
expulsando
os
gases
queimados, que saem pela
válvula de descarga.
3. O eixo dá mais meia volta,
completando duas voltas e o
ciclo total (720º).
4.
Expulsa
queimados
os
gases
ORDEM DE QUEIMA DO MOTOR
É a ordem em que cada cilindro recebe o
impulso dos gases em expansão provocada pela
combustão do combustível (injeção de combustível).
Vem estabelecida pelo fabricante.
O objetivo de ser determinada uma ordem de
queima para cada cilindro, diferente da seqüência
numérica, é distribuir o esforço sobre o eixo de
manivelas, tornando o movimento equilibrado.
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL
Fornece combustível para o funcionamento
do motor. Possui os seguintes componentes:
• Reservatório;
• Bomba Alimentadora;
• Bomba Injetora;
• Filtros:
• Válvula reguladora de pressão;
• Válvula de Injeção de combustível; e
• Injetor de combustível.
CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL
1. Rede de aspiração da bomba
alimentadora = Canalização por onde corre
o combustível, ao ser aspirado do
reservatório até a bomba alimentadora.
2.
Rede
de
descarga
da
bomba
amilentadora = Canalização que leva o
combustível da bomba alimentadora até o
filtro principal.
3. Rede de entrada de combustível na
bomba injetora = Leva o combustível do
filtro principal até a bomba injetora.
CIRCUITO DE COMBUSTÍVEL
1. Rede de alta pressão = Leva o combustível
da bomba injetora até o bico injetor ou válvula
(O combustível é pulverizado e injetado no
cilindro).
2. Rede de retorno = Canalizações que
retorna o excesso de combustível da bomba e
dos bicos injetores (retorna para o tanque ou
reservatório).
3. Válvula reguladora de pressão = Regula a
pressão do sistema. Nesta válvula une-se as
canalizações de drenagem(drena o excesso de
combustível da válvula de injeção) e retorno.
SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO
Lubrificar é colocar uma substância oleosa entre
peças que se movimentam, para formar uma
película entre elas, diminuindo, assim o atrito e o
desgaste das peças.
A lubrificação também tem a finalidade de retirar o
calor excedente das peças, mantendo a temperatura
das mesmas dentro dos limites toleráveis
BOMBA DE ÓLEO LUBRIFICANTE
Faz o óleo lubrificante circular sob pressão
estabelecendo uma película que protege as peças
móveis do motor, reduzindo o atrito e o desgaste
das peças.
CIRCUITO DO ÓLEO LUBRIFICANTE
I. O óleo é aspirado do cárter, pela bomba de óleo, através
do ralo de aspiração. As impurezas menores , quando
metálicas, depositam-se no bujão magnético existente no
cárter;
II. Da bomba, o óleo é descarregado para o filtro que retém
as impurezas menores. Daí passa para o resfriador, onde o
óleo troca calor coma água que circula no resfriador.
III. Do resfriador, o óleo sai pelo coletor geral, que é uma
tubulação que corre ao longo do motor, e faz a distribuição
para lubrificar várias partes do motor, tais como: Mancais
fixos – móveis – pino dos êmbolos (sobe pelo canal interno
das conectoras) – câmara de resfriamento dos êmbolos
(esguichando pelo pé da conectora, ao subir) – cárter
(Caindo por gravidade pelas paredes internas do cilindro e
fazendo a lubrificação do cilindro enquanto o êmbolo sobe.
Quando o êmbolo desce para o PMI dá-se a raspagem do
excesso de óleo).
SISTEMA DE RESFRIAMENTO
De toda a energia liberada pelo combustível,
aproximadamente 25% são utilizadas para
movimentar o eixo de manivelas. O restante é
perdido através da transmissão de calor por
radiação e condução, atrito, etc. Por isso são
grandes
as
avarias
causadas
por
superaquecimento em motores.
O sistema de refriamento é escolhido conforme
as necessidades individuais de cada instalação.
Quando o motor está aquecido demais o
lubrificante fica muito fino e, assim, não
diminui o atrito entre as peças que, então se
desgastam em demasia.
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Componentes do sistema de resfriamento
Bomba d´água;
Radiador ou tanque de expansão;
Válvula termostática.
SISTEMA ABERTO OU DIRETO (Pouco usado)
Neste sistema há uma única bomba que aspira
água do mar, que circula no motor, resfriando-o e
sendo descarregada no mar.
SISTEMA FECHADO
Neste sistema usa-se água doce e água do
mar. A água doce é quem resfria as peças do
motor e, com isto, ganha calor, que é trocado
com a água do mar.
CONDUÇÃO DO MOTOR
Uma boa condução do motor requer do condutor
um bom conhecimento do funcionamento do
motor, das características e das normas
recomendadas pelo fabricante do motor.
A manutenção e a operação de cada motor tem
características e detalhes específicos, que
devem ser bem conhecidas para evitar surpresas
e obter o maior rendimento.
As providências para deixar um motor em
condições de funcionar bem são muito
importantes, pois nessa ocasião é que podem ser
eliminados muitos problemas que poderiam
surgir com o motor em pleno funcionamento.
ROTINA DE PREPARAÇÃO DO MOTOR:
√ Verificar se a quantidade de combustível,
lubrificante e água existente a bordo é suficiente para
a viagem que irá fazer (Contar com imprevistos de
emergência, mau tempo, viagem demorada, etc);
√ Completar o tanque de combustível e lubrificante
do cárter;
√ Verificar a carga da bateria;
√ Conferir os apertos dos bornes da bateria, motor
de partida e parafusos do motor;
√ Girar o eixo de manivelas para verificar se gira
livremente;
Expurgar o sistema de combustível e resfriamento;
OBSERVARÇÃO DA COR DA FUMAÇA:
Observando a cor da fumaça, pode-se
verificar se o funcionamento do motor está normal
ou se há problemas.
Fumaça pardacenta(entre marrom e amarela),
indica bom funcionamento;
Fumaça esbranquiçada, negra e azulada indicam
problemas;
INVERSÃO DE MARCHA:
√
Antes de inverter a marcha(rotação do motor)
reduzir a velocidade do motor.
OPERAÇÃO DE PARADA OU REPOUSO DO MOTOR
•próximo do local de destino, reduzir gradativamente
a marcha para que o motor arrefeça lentamente;
•após a atracação, e a parada total do motor, fechar a
válvula de comunicação de combustível no tanque;
• fechar as válvulas (de fundo, intermediárias e do
costado) do sistema de resfriamento;
• deixar o motor esfriar e limpá-lo externamente,
procurando eliminar possíveis vazamentos; e
•se a parada for longa, verificar a carga da bateria.
A SEGURANÇA NO COMPARTIMENTO DO MOTOR
•manter na casa de máquinas apenas os produtos
inflamáveis indispensáveis à instalação;
• manter o espaço abaixo do motor sem óleo,
estopa ou trapos;
• evitar o uso de substância inflamável com o
motor em funcionamento;
• não secar roupas ou trapos no tubulão de
descarga de gases do motor;
• reparar todo e qualquer vazamento de óleo ou
água; e
•conhecer a localização dos extintores de incêndio
A SEGURANÇA NO COMPARTIMENTO DO MOTOR
Cuidados com as ferramentas e peças
sobressalentes
• guardá-las de forma que não se soltem com o
balanço
do barco;
•usá-las apropriadamente no trabalho; e
•transportá-las com cuidado.
Manuais e planos
• ter sempre a bordo o manual de instruções do
motor e os planos de sua instalação a bordo; e
Uso de roupas apropriadas para o serviço
•utilizar roupas e equipamentos de proteção durante a
operação e a condução do motor;
•não usar jóias, especialmente cordões, anéis e pulseiras;
e
•usar gorro ou capacete, e sapatos apropriados para o
ambiente de trabalho.
Tanques de serviço de óleo combustível
• se não houver tomada própria, utilizar funil no seu
enchimento; e
• não martelar partes temperadas de ferramentas,
motores e outros equipamentos, por causa do risco de
Nos circuitos elétricos
Consertar ou substituir, tão logo apareçam:
•interruptores com centelhamento excessivo;
•motores elétricos, geradores, chaves e cabos
com aquecimento excessivo; e
•não utilizar fusíveis super dimensionados no
circuito.
CUIDADOS COM MOTORES DE POPA
☻
Depois de utilizar o motor em água
salgada, faça-o funcionar, durante cinco
minutos em água doce em um tanque ou
utilize o adaptador para torneira (telefone).
Desconecte a mangueira de combustível e
deixe-o consumir todo o combustível restante
no sistema;
☻
Não sendo possível funcionar o motor em
água doce, dê-lhe umas voltas no sentido de
sua rotação (sem funcioná-lo), até que se
esgote toda água que houver na bomba e
tubulações. Não deixe porém de lavá-lo em
água doce;
CUIDADOS COM MOTORES DE POPA
☻Após a lavagem o motor deverá ser pulverizado
com querosene, óleo diesel ou ant-corrosivo (WD40);
☻Quando transportar o motor, conserve a parte dos
cilindros sempre em ponto mais alto que a rabeta.
Isto evitará a entrada de água no bloco do motor;
☻Nunca cobrir o motor com sacos plásticos para
que haja perfeita ventilação;
☻Quando o motor completar 10 horas de uso
deverá ser levado à revisão (troca de óleo, reaperto
do cabeçote e lubrificação);
CUIDADOS COM MOTORES DE POPA
☻
As revisões deverão ser realizadas em
períodos de 50 hora de funcionamento do motor;
☻
O óleo da rabeta deverá ser trocado a cada
50 horas de uso ou após um ano , mesmo
☻
sem Ter sido usado o motor;
SINTOMAS DE MAU FUNCIONAMENTO DO MOTOR
Um condutor de motores diesel experiente
é capaz de perceber, com relativa facilidade, a
maioria dos sintomas de anormalidades no
motor. Essa experiência, é claro, só se adquire
com leituras de manuais e anos de serviço na
condução e manutenção dessas máquinas. A
lista de defeitos é realmente muito extensa,
portanto apresentaremos apenas alguns deles:
Ruídos anormais em marcha lenta
•deficiências nas válvulas de admissão e/ou
descarga, devidas a: guia de válvula folgada;
mola de válvula partida; guia do tucho
folgada ou regulagem excessiva da folga; e
• dentes das engrenagens de distribuição
partidos ou chavetas aliviadas.
Batidas fortes em marcha lenta
•mancais fixos ou móveis muito gastos;
,
• pino do êmbolo ou alojamento no êmbolo
muito gasto;
•mancais do eixo de cames ou de algum eixo
auxiliar gastos radial ou axialmente;
•mancais dos balancins gastos;
• dentes de engrenagens de transmissão
partidos;
•êmbolo com folga exagerada, deformado ou
partido; e
Detonação em um ou mais cilindros
• má combustão devida a: combustível com
número de cetano muito baixo; orifícios
das
válvulas
de
injeção
parcialmente
obstruídos; falta de estanqueidade na válvula
de injeção, devida à má vedação da válvula de
agulha.;
• câmara de combustão com resíduos
carbonosos devido a: filtro de ar obstruído;
impurezas no combustível; má pulverização;
carbonização do óleo de lubrificação;
formação
de
gotas
nos
orifícios
do
pulverizador; e
• motor em sobrecarga devido a: regulador
Fumaça azul na descarga
•queima de óleo lubrificante devida ao nível de
óleo no cárter muito alto;
•nível de óleo no filtro de ar muito alto; e
•tela de aspiração do ar de lavagem suja.
Fumaça branca na descarga
•filtro de combustível sujo;
•ar ou água no sistema de combustível;
•água na câmara de combustão;
•água na tubulação de descarga ou silencioso;
e
•pulverização deficiente do óleo combustível.
Fumaça negra na descarga
•carga excessiva;
•baixa compressão ;
•injetor de combustível pulverizando mal;
•injeção atrasada.;
•bomba injetora mal regulada;
•filtro de ar sujo; e
•turboalimentador deficiente.