Mecânica – cuidamos do motor de seu carro
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Mecânica em geral corretiva e preventiva, fazemos revisão de freios, suspensão, filtros, correias, entre outros serviços. Faça já a revisão preventiva de seu Carro e ande com tranquilidade. Suspensão, regulagem de motores, filtros, Ar Condicionado e diversos outros serviços.
Injeção Eletrônica
A injeção eletrônica é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento electrónico de um motor de um automóvel – motor a explosão.
Esse sistema permite um controle mais eficaz da mistura admitida pelo motor, mantendo-a mais próxima da mistura estequiométrica (mistura ar / combustível), isso se traduz em maior economia de combustível já que o motor trabalha sempre com a mistura adequada e também melhora a performance do motor.
O sistema faz a leitura de diversos sensores espalhados em pontos estratégicos do motor, examina as informações e com base em outras informações gravadas em sua memória envia comandos para diversos atuadores espalhados em pontos estratégicos do motor. Esse procedimento é efetuado varias vezes por minuto com base nos movimentos do virabrequim.
Esse sistema possui varios componentes, o principal é a Central, onde ficam gravadas as informações do veículo e os seus parâmetros de fábrica, ela também realiza os cálculos programados para gerenciar o motor ( alimentação e ignição ). Os outros componentes podem ser divididos em dois grupos Sensores e Atuadores.
Sensores: São componentes que captam informações para a central, transformando movimentos, pressões, e outros, em sinais elétricos para que a central possa analisar e decidir qual estratégia seguir.
Atuadores: Os Atuadores são componentes responsáveis pelo controle do motor, recebendo os sinais elétricos da central eles controlam as reações do motor.
Esse sistema (de injeção eletrônica) é muito mais durável e robusto que o carburador, mas também precisa de manutenção, exemplo: os injetores devem ser limpos em períodos estipulados pelo fabricante, assim como o corpo de borboleta. A manutenção deve ser efetuada por um reparador capacitado, apesar de estar nos automóveis há vários anos, esta em constante evolução e possui componentes eletrônicos que manuseados de forma incorreta podem ser danificados.
Nos automóveis que utilizam esse sistema o proprietário deve optar pela manutenção preventiva, pois a manutenção corretiva é muito mais cara, um exemplo: se o filtro de combustível não for trocado no período correto ele causa a queima da bomba de combustível, um componente que custa cerca de 800% a mais do que o filtro. (no Brasil um filtro custa em torno de R$25,00 e uma bomba R$200,00). Para garantir um bom funcionamento do sistema e economizar leia o manual do automóvel e verifique as manutenções que devem ser efetuadas e o período correto para fazê-lo.
Freios
ABS: O ABS atual é um sistema eletrônico que, utilizando sensores, monitora a rotação de cada roda e a compara com a velocidade do carro. Em situações de frenagem cotidianas, o sistema ABS não é ativado. Quando a velocidade da roda cai muito em relação à do carro, ou seja, na iminência do travamento, o sistema envia sinais para válvulas e bombas no sistema de óleo do freio, aliviando a pressão. Essa operação causa uma vibração quando se “pisa fundo” no pedal do freio, o que deve ser considerado pelo motorista como operação normal do sistema (leia mais em Efetividade do ABS).
Freio a Tambor: Os freios a tambor funcionam a partir do mesmo princípio do freio a disco: Sapatas exercem pressão sobre uma superfície giratória, que no caso é o tambor propriamente dito. Muitos carros têm freios a tambor nas rodas traseiras e a disco nas dianteiras. Os freios a tambor têm mais peças e são mais difíceis de serem reparados do que os freios a disco, porém, têm a fabricação relativamente mais barata. Quando a pessoa pisa no pedal do freio, as sapatas de freio são empurradas contra o tambor. Isto permite a frenagem do veículo.
Alguns modelos utilizam o sistema freio de estacionamento ou popularmente conhecido como freio de mão.
Feio a Disco: O freio a disco (português brasileiro) ou travão de disco (português europeu) é uma máquina de conversão de energia cinética em calor por meio da fricção. Sua eficiência é medida pela sua capacidade de dissipar o calor gerado. Um freio a disco, feito geralmente de ferro fundido ou compostos cerâmicos (como carbono, kevlar e sílica), é conectado à roda ou ao eixo. Para parar a roda, um material de fricção na forma de pastilhas de freio (montadas em um dispositivo chamado pinça) é forçado mecanicamente, hidraulicamente, pneumaticamente ou eletromagneticamente contra os dois lados do disco. A fricção faz com que o disco e a roda fixada a ele desacelerem ou parem.
Eletrônica Embarcada
A cada dia que passa ela se torna mais presente, pois em todas as partes do mundo, boa parte dos automóveis já sai de fábrica com injeção eletrônica, painéis digitais, freio ABS (anti-blocante), controle de aceleração, computador de bordo, alarmes, e muitos outros aparatos.
Correia Dentada
A correia dentada é um componente de vital importância para o funcionamento do motor e muitas vezes é esquecida. Quando ela arrebenta, os prejuízos são grandes.
A correia dentada – feita de borracha – é responsável por manter a sincronia entre o virabrequim – que transfere a força do motor às rodas – e o comando de válvulas, responsável pela entrada e saída de gases no cilindro.
Quando a correia se parte, esta sincronia é quebrada e o pistão – comandado pelo virabrequim – atinge a válvula, que geralmente está aberta e com sua cabeça dentro do cilindro. Os danos podem se estender ao próprio comando de válvulas, aos tuchos – que comandam a abertura e o fechamento das válvulas – e podem até danificar as bielas do motor.
Todos os fabricantes recomendam a quilometragem ideal para a troca no manual do proprietário. No caso de dúvidas, faça a substituição a cada 40.000 quilômetros. Nos modelos Fiat como motores FIASA 1,0 e 1,5 (utilizados até 2001), faça a troca a cada 30.000 quilômetros.
Os modelos multiválvulas – 16V, 20V ou 24V – requerem mais atenção ainda, pois geralmente contam com dois comandos de válvulas. Além disso, os comandos destes motores costumam ser mais pesados, exigindo mais da correia.
Além da correia dentada também é necessário trocar o seu esticador que é composto de um rolamento que pode apresentar folgas ou mesmo travar provocando o rompimento da correia. Muitos mecânicos trocam somente a correia deixando o esticador velho ─ que estando deformado ou com folga pode danificar a correia nova ─ reduzindo sua vida útil.
Em muitos modelos, a correia dentada também aciona a bomba d’água, mais um item para acelerar o seu desgaste.
A troca da correia é relativamente barata ─ podendo variar de R$ 80,00 a R$ 1.000,00 (em alguns importados) ─ perto da retífica de cabeçote e troca das válvulas amassadas, que no caso de um nacional com motor oito válvulas fica em torno de R$ 1.000,00.
Motor
Alguma vez você abriu o capô do seu carro e ficou imaginando o que acontece lá dentro? Para quem não entende do assunto o motor de um carro pode parecer uma salada de metal, tubos e fios.
Pode ser só curiosidade, ou você talvez queira comprar um carro novo e tenha ouvido algo como “3.0 V6”, “duplo comando no cabeçote” ou “injeção multiponto”. Que coisas são essas?
O propósito do motor de um carro a gasolina (ou álcool, ou gás) é transformar em movimento o combustível – isso vai fazer o carro andar. O modo mais fácil de criar movimento a partir da gasolina é queimá-la dentro de um motor. Portanto, o motor de carro é um motor de combustão interna – combustão que ocorre internamente. Duas observações:
– há vários tipos de motores de combustão interna, também chamados de motores a explosão. Motores a diesel são um tipo e turbinas a gás são outro. Leia também os artigos sobre motores Hemi, motores rotativos e motores 2 tempos. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens;
– também existem motores de combustão externa. O motor a vapor de trens antigos e navios a vapor é o melhor exemplo de motor de combustão externa. O combustível (carvão, madeira, óleo ou outro) é queimado fora do motor para produzir vapor, e este gera movimento dentro do motor. A combustão interna é muito mais eficiente (gasta menos combustível por quilômetro) do que a combustão externa, e o motor de combustão interna é bem menor que um motor equivalente de combustão externa. Isso explica por que não vemos carros da Ford e da GM usando motores a vapor.
Quase todos os carros atuais usam motor de combustão interna a pistão porque esse motor é:
– relativamente eficiente (comparado com um motor de combustão externa)
– relativamente barato (comparado com uma turbina a gás)
– relativamente fácil de abastecer (comparado com um carro elétrico)
Essas vantagens superam qualquer outra tecnologia existente para fazer um carro rodar.
Combustão interna
O canhão de batata usa o princípio básico de qualquer motor de combustão interna convencional (motor a pistão). Pôr uma pequena quantidade de combustível de alta energia (como a gasolina) em um reduzido espaço fechado e gerar uma centelha libera uma quantidade inacreditável de energia, na forma de gás em expansão. Essa energia pode ser usada para fazer uma batata voar 150 metros. Nesse caso, a energia é transformada em movimento da batata. Isso também pode ser usado para fins mais interessantes. Por exemplo, ao se criar um ciclo que permita provocar centenas de explosões por minuto e torne possível empregar essa energia de forma útil estará feita a base de um motor de carro!
Quase todos os carros atualmente usam o que é chamado de ciclo de combustão de 4 tempos para converter a gasolina em movimento. Ele também é conhecido como ciclo Otto, em homenagem a Nikolaus Otto, que o inventou em 1867. Os 4 tempos estão ilustrados na Figura 1. Eles são
– Admissão
– Compressão
– Combustão
– Escapamento
Cilindros e outras peças do motor
O coração do motor é o cilindro, dentro do qual um pistão se move para cima e para baixo. O motor descrito acima tem apenas um cilindro, típico de cortadores de grama e de motocicletas de pequeno porte, mas a maioria dos carros tem mais de um cilindro (geralmente quatro, seis ou oito cilindros). Em um motor com vários cilindros, eles são dispostos de diversas maneiras. As principais configurações são em linha, em V ou plano (conhecido também como horizontal oposto ou boxer), como mostram as figuras ao lado.
Tamanho do motor (cilindrada ou deslocamento volumétrico)
Desde os primórdios dos motores, convencionou-se classificá-los em tamanho por meio da cilindrada ou deslocamento volumétrico. Por se tratar de volume, ele é medido em litros ou cm³ (centímetros cúbicos; 1.000 centímetros cúbicos – ou 1.000 cm³ – equivalem a um litro).
Veja aqui alguns exemplos:
– uma motosserra pode ter um motor de 40 cm³;
– uma motocicleta pode ter um motor de 500 cm³ ou de 750 cm³;
– um carro esportivo pode ter um motor de 5 litros (5.000 cm³).
A maioria dos motores dos carros comuns tem entre 1,5 litro (1.500 cm³) e 4 litros (4.000 cm³)
A cilindrada é obtida por simples cálculo. Toma-se a área correspondente ao diâmetro do cilindro (Pi x diâmetro elevado ao quadrado e dividido por 4) e multiplica-se pelo curso do pistão. Deve-se ter o cuidado de sempre considerar centímetros e não milímetros, pois estamos buscando centímetros cúbicos. Uma vez que se tenha a cilindrada de um cilindro, é só multiplicar o resultado pelo número de cilindros para obter a cilindrada do motor (desnecessário caso o motor seja de um cilindro apenas).
Se você tiver um motor de 4 cilindros e cada cilindro comportar meio litro, o motor inteiro é um “motor de 2 litros” – também se diz motor 2.0. Se cada cilindro tem capacidade de meio litro e há seis cilindros dispostos em V, você tem um “V6 de 3 litros”, ou V6 3.0.
Geralmente a cilindrada dá idéia da potência que o motor pode produzir. Um cilindro que desloca meio litro pode comportar o dobro da mistura ar-combustível que um cilindro que desloca 1/4 de litro – pode-se esperar o dobro de potência no cilindro maior (caso todos os outros parâmetros sejam iguais). Um motor de 2 litros tem, em termos gerais, a metade da potência de um motor de 4 litros.
Para ampliar a cilindrada de um motor aumenta-se o número de cilindros ou o seu tamanho (ou as duas coisas). Outra maneira, junto com as providências acima ou não, é aumentar o curso dos pistões.
O funcionamento de um motor a combustão
Vela de ignição
A vela de ignição fornece a centelha que provoca a ignição da mistura ar-combustível, para que ocorra a combustão. A centelha precisa ocorrer no momento exato para que as coisas funcionem bem.
Válvulas
As válvulas de admissão e de escapamento abrem no momento certo e deixam respectivamente entrar o ar e o combustível e sair os gases queimados. Observe que ambas as válvulas são fechadas durante a compressão e a combustão, mantendo vedada a câmara de combustão.
Pistão
O pistão é uma peça metálica cilíndrica, de liga de alumínio, que se move dentro do cilindro.
Anéis de segmento
Os anéis de segmento são uma vedação deslizante entre a borda externa do pistão e a parede interna do cilindro. Os anéis servem para:
impedir que a mistura ar-combustível e os gases de escapamento vazem da câmara de combustão para dentro do cárter de óleo durante a compressão e a combustão, respectivamente;
impedir que o óleo do cárter passe para dentro da zona de combustão, onde seria queimado e desperdiçado.
Na maioria dos carros que “queimam óleo” (e precisam ter seu nível completado – por exemplo a cada 1.000 km ou menos) o óleo queima porque o motor está desgastado e os anéis não vedam direito.
Biela
É uma haste que liga o pistão ao virabrequim. As duas pontas da biela podem girar, permitindo a mudança de ângulo à medida que o pistão se move e o virabrequim gira.
Virabrequim
O virabrequim transforma o movimento retilíneo do pistão em um movimento circular, como faz a manivela no brinquedo jack-in-the-box (boneco na caixa).
Cárter
O cárter envolve o virabrequim e também age como reservatório de óleo, que fica armazenado em seu fundo.
O que pode dar errado?
Ao sair certa manhã, seu motor gira, mas não dá pega… O que pode estar errado? Agora que você sabe como funciona um motor, é possível compreender o que pode impedir um motor de funcionar. Três problemas fundamentais podem acontecer: mistura inadequada de ar e combustível, falta de centelha ou falta de compressão. Outras centenas de pequenos problemas podem ocorrer, mas os citados acima são os “Três Grandes”. Com base no motor simples que estamos discutindo, veja aqui um levantamento rápido de como esses problemas afetam seu motor:
Mistura inadequada – uma mistura inadequada ar-combustível pode ocorrer de várias maneiras:
– a gasolina acabou e o motor recebe ar, mas não combustível;
– a entrada de ar pode estar entupida, de modo que há combustível, porém não entra ar suficiente;
– o sistema de combustível pode estar fornecendo combustível a mais ou a menos à mistura, significando que a combustão não poderá ocorrer de forma apropriada;
– pode haver impurezas no combustível (como água no tanque de combustível) fazendo com que não seja possível a sua queima.
Falta de centelha – a centelha pode não ocorrer ou ser fraca por diversas razões:
– se a vela de ignição ou o fio que chega à vela estiverem gastos, a centelha será fraca;
– se o cabo estiver cortado ou faltando – ou se o sistema que manda a corrente de alta tensão pelo cabo não estiver funcionando corretamente – não haverá centelha;
– se a centelha ocorre muito cedo ou muito tarde no ciclo (ou seja, se o ponto de ignição estiver muito fora do padrão), o combustível não sofrerá ignição no tempo certo e isso poderá causar vários tipos de problemas.
Muitos outros problemas podem acontecer. Por exemplo:
– se a bateria estiver descarregada, o motor de partida não poderá girar o motor para fazê-lo funcionar;
– se os mancais que permitem que o virabrequim gire livremente estiverem prendendo, ele não irá girar, impedindo o funcionamento do motor;
– se as válvulas não abrirem e fecharem no momento correto ou simplesmente não abrirem, o ar não poderá entrar ou os gases de escapamento não poderão sair – e o motor não funcionará;
– se alguém enfiar uma batata na ponta do cano de escapamento, os gases não poderão sair dos cilindros e o motor não funcionará;
– se o óleo acabar e o motor vier a travar, os pistões não poderão se mover livremente, impedindo o funcionamento do motor.
Falta de compressão – se a carga de ar e combustível não puder ser comprimida de maneira apropriada, o processo de combustão não acontecerá corretamente. A falta de compressão pode ocorrer pelas seguintes razões:
– os anéis de segmento estão gastos (permitindo que a mistura ar-combustível vaze pelos lados do pistão durante a compressão);
– as válvulas de admissão ou de escapamento não estão vedando apropriadamente, permitindo o vazamento durante a compressão;
– há um grande vazamento em um ou mais cilindros.
O vazamento mais comum em um cilindro ocorre onde a parte acima do bloco do motor (onde ficam as válvulas e as velas de ignição, e às vezes o comando de válvulas, também conhecida como cabeçote) se prende ao bloco. Geralmente, o bloco e o cabeçote são mantidos juntos com uma junta fina entre eles para assegurar uma boa vedação. Se a junta se rompe, desenvolvem-se pequenas fugas entre bloco e cabeçote.
Em um motor funcionando corretamente, todos esses fatores estão dentro da tolerância. Como você pode ver, um motor tem inúmeros sistemas que o ajudam a cumprir seu papel de converter combustível em movimento. A maioria desses subsistemas pode ser implementado usando tecnologias diferentes e melhores para aumentar o desempenho do motor.