MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE

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1 MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE Estudo de Caso Motores a Explosão

2 Diagrama Esquemático SÍMBOLOS Filtro Medidor C have Fusível Reservatório Botoeira Pressostato Registro Motor Bomba D is tribuidor Aterramento Válvula Relé Termostato Resistor Bateria Retificador Regulador Disjuntor Polia Engrenagem Duto de Gás Corrente Alternada Cabo Elétrico Duto de Óleo Duto de Água Duto de Combustível Resistor Vela Mancal Nível Pedal Bobina Capacitor Válvula C aptador Respiro Alternador Contato Shunt Puxador DE SUPERVISÃO 41 3 MOTOR A EXPLOSÃO 4 DE PARTIDA DE IGNIÇÃO DE PROPULSÃO ELÉTRICO DE CONTROLE DE LUBRIFICAÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE RES- FRIAMENTO Copyright Tecnix Engenharia e Sistemas Ltda LEGENDA 1 - Medidor de Combustível 2 - Eletrobomba Auxiliar 3 - Valvula 4 - Tanque auxiliar 5 - Vela 6 - Filtro de Ar 7 - Turbocompressor 8 - Catalisador 9 - Silenciador 10 - Ca rb urador 11 - Borboleta 12 - Filtro de Combustivel 13 - Respiro do Combustivel 14 - Boia de Combustivel 15 - Bomba de Combustível 16 - Tanque de Combustível 17 - Biela 18 - V as o de E xpansão 19 - Termostato 20 - V en tila dor 21 - Ra d iador 22 - E ix o de Com ando 23 - Cam is a de Á gua 24 - B om ba d e Água 25 - Correia 26 - Virabrequim 27 - Bomba de Óleo 28 - Radiador de Óleo 29 - Captador de Óleo 30 - Carter 31 - Gerador 32 - Mancal 33 - Válvula de Redução 34 - Retificador 35 - Filtro de Ó leo 36 - Regulador 37 - Corrente 38 - Disjuntor 39 - Bateria 40 - Tacômetro 41 - Motor de Partida 42 - Chave de Ignição 43 - Amperímetro da Bateria 44 - Fusível Geral 45 - Luz da Bateria 46 - Pressostato e Luz do Óleo 47 - Relé de Partida 48 - Velocímetro 49 - Voltímetro 50 - Sonda Térmica (Bulbo) 51 - Cilindro 52 - Botão de Partida 53 - Termômetro 54 - Bobina 55 - Co n t a-giro 56 - Dis t ribuidor 57 - Vacuômetro 58 - Acelerador 59 - Afogador 60 - Platinado Gurararapes PE - Brasil CEP: Fone/Fax: +55(081)

3 MOTOR A EXPLOSÃO DESCRIÇÃO DOS S Um Motor a Explosão é composto tipicamente de nove sistemas, assim denominados: Sistema de Ignição Sistema de Controle Sistema de Combustível Sistema de Supervisão Sistema de Propulsão Sistema de Resfriamento Sistema de Partida Sistema Elétrico Sistema de Lubrificação DE PROPULSÃO O Sistema de Propulsão tem como objetivo transformar a energia química gerada da combustão da mistura ar/combustível em energia mecânica de rotação no eixo do motor. O sistema é composto das funções de Combustão e Transmissão, executadas pelos cilindros (47), pistões, bielas, eixo de manivelas ou virabrequim (24), e mancais associados. A combustão ocorre no interior do cilindro (47), impulsionando a transmissão do movimento para o pistão, o qual é transmitido pela biela ao eixo de manivelas ou virabrequim (24). Em um motor de 4 movimentos, cada ciclo é composto dos movimentos de (a) admissão, quando a mistura é sugada para o cilindro; (b) compressão, onde ela é comprimida pelo pistão; (c) combustão, quando ela se expande na explosão da mistura, e finalmente (d) exaustão, quando os gases resultantes são expelidos, para iniciar novo ciclo. A parte superior do motor que fica sobre os cilindros é chamada de cabeça do cilindro. Parafusada no bloco do motor, a área entre o pistão e a cabeça do cilindro é chamada de câmara de combustão. É nela que a mistura de ar/combustível é queimada. Dutos de admissão e exaustão localizados na cabeça do cilindro, para admitir e expelir os gases antes e após a combustão. Antes do lançamento à atmosfera, os gases de exaustão são submetidos a processo de silenciamento e purificação de impurezas. DE LUBRIFICAÇÃO O Sistema de Lubrificação tem como objetivo fornecer lubrificante para reduzir o atrito entre as partes móveis do motor. Compõe-se principalmente das funções de Armazenamento, Circulação e Purificação do óleo lubrificante, sendo composto pela bomba de óleo (25),

4 captador de óleo (26), carter (27), válvula de redução (30), dreno de óleo, filtro de óleo (32), redutores de pressão, microswitch de pressão do filtro de óleo, válvula de retenção, suspiro do óleo e medidor de nível. O óleo é sugado do carter (27), pela bomba de óleo (25), através do captador (26), o qual executa uma primeira filtragem de depósitos sólidos através de uma grelha. O óleo é direcionado sob pressão para o filtro (32), onde são retiradas partes metálicas e impurezas. Através da válvula de retenção, o óleo é injetado nos mancais (29) e demais partes móveis, por meio de dutos no bloco do motor e cilindros. Válvulas de pressão com microswitches detectam quando o filtro está sujo, sinalizando através de lâmpadas piloto no painel de supervisão. A lubrificação ocorre tanto por injeção do óleo sob pressão, quanto por aspersão e imersão, resultantes do mergulho de parte do virabrequim e bielas no óleo depositado no carter (27), com o movimento do motor. DE RESFRIAMENTO O Sistema de Resfriamento tem como objetivo impedir que o motor se aqueça em excesso, devido á emissão de calor oriundo do processo de combustão. Compõe-se principalmente das funções de Arrefecimento e Circulação de água, sendo formado pelo radiador (19), vaso de expansão (16), ventilador (18), correia (23), bomba de água (22), camisas de água (21), termostato (17), dreno de água, mangueiras e braçadeiras para circulação. O líquido é formado por uma mistura de água, anti-corrosivo e anti-congelante, dependendo da temperatura ambiente. Uma bomba de água (22) é usada para a Circulação do líquido de arrefecimento pelo sistema. A bomba é acionada diretamente pelo eixo do motor, através de uma engrenagem, came ou correia, forçando a água a circular pela camisa de água (21) do motor, onde recebe o calor gerado pela combustão. Dependendo da temperatura de saída da água, o termostato (17) direciona o fluxo para o radiador (19), que dissipa o calor no meio ambiente, ou recircula diretamente na bomba (22), se o motor estiver frio. O Arrefecimento da água ocorre no radiador (19), através da troca de calor com o ar forçado pelo ventilador (18), o qual é acionado elétricamente, ou por uma correia (23) e polia conectada no eixo do motor. DE COMBUSTÍVEL O Sistema de Combustível tem como objetivo alimentar o motor com uma mistura de ar/combustível, necessária ao processo de combustão. Compõe-se das funções de Armazenamento, Mistura, Purificação, Aceleração e Alimentação, sendo formado pelo tanque de combustível (14), bóia do combustível (12), respiro do combustível (11), bomba (13), filtro (10), carburador (8), borboleta do acelerador (9), e filtro de ar (6) com abafador (7). O combustível pode ser alcool, gasolina ou óleo diesel. Neste último caso o carburador (8) é substituído por uma bomba injetora.

5 A bomba (13) suga o combustível do tanque (14), forçando-o através do filtro (10) para retirada de impurezas, e alimentando a cuba do carburador (8), onde ocorre a mistura com o ar proveniente do filtro (10), através da sucção oriunda do cilindro (47). O nível de sucção é determinado pela posição da borboleta do acelerador (9) e do abafador (7), as quais determinam a riqueza da mistura que será submetida a combustão, o nível de aceleração e torque do motor. Válvulas de pressão com microswitches detectam quando o filtro está sujo, sinalizando através de lâmpadas piloto no painel de supervisão. O nível do combustível é indicado através da posição da bóia de combustível (12). DE IGNIÇÃO O Sistema de Ignição tem como objetivo fornecer a faísca elétrica à câmara de combustão para detonar a mistura de ar/combustível durante a fase de expansão. Compõe-se basicamente da função de Detonação, a qual é formada pelas velas (5), distribuidor (52), bobina (50) com resistor, e platinado (56) com capacitor. Nos motores com ignição eletrônica, o platinado é substituído por um circuito integrado. A centelha é gerada a partir da bobina (50) de ignição, que transforma uma voltagem reduzida da bateria (12.6 Volts) em um pulso de alta tensão ( Volts). O movimento do virabrequim é monitorado por um componente chamado platinado (56) (ou um sensor que informa ao processador da ignicão eletrônica) que interrompe a corrente da bateria (36) através da bobina (50), gerando um pulso de alta tensão que é enviado ao distribuidor (52). De acordo com a posição do eixo, o distribuidor (52) envia o pulso à vela (5) do cilindro (47) que estiver no estágio final de compressão, gerando a centelha que irá detonar a mistura ar/combustível. Nos motores a diesel, a mistura é auto-detonante, dispensando a centelha das velas. DE PARTIDA O Sistema de Partida tem como objetivo iniciar o funcionamento do motor. Compõe-se principalmente das funções de Partida Elétrica, Partida Manual e Partida Auxiliar, sendo formado pelo botão de partida (46), relé de partida (44), motor de partida (38), motor auxiliar (1), bomba auxiliar (2), tanque auxiliar (4) e manivela de partida manual. A Partida Elétrica inicia-se pelo acionamento da chave de ignição (39) seguida do botão de partida (46), (que podem ser conjugados), gerando uma pequena corrente no solenóide ou relé de partida (44). Ao fechar seus contatos, o relé (44) alimenta o motor de partida (38) e simultaneamente atraca o pinhão do seu eixo à roda dentada do volante do motor. Uma corrente elevada irá circular pelo motor de partida (38), suficiente para promover o giro inicial do volante e eixo do motor, mantendo-o até que seja iniciada a combustão. Alguns modelos dispõem da função de Partida Auxiliar, onde um motor auxiliar (1) é acionado simultaneamente com o relé de partida (44) através do botão de partida (46), movimentando uma bomba auxiliar (2) que irá injetar uma quantidade adicional de

6 combustível, sugado do tanque auxiliar (4), apenas durante o período em que o botão de partida (46) estiver pressionado. Na impossibilidade de Partida Elétrica, poderá ser utilizada a Partida Manual do motor, através da manivela da extremidade do virabrequim. DE CONTROLE O Sistema de Controle tem como objetivo comandar a abertura e fechamento das válvulas, para admissão da mistura ar/combustível e exaustão dos gases na câmara de combustão. Compõe-se principalmente das válvulas (3) com os tuchos, molas e balancins, do eixo de comando (20) com os cames, e da corrente (34) com as respectivas polias do virabrequim (24) e eixo de comando (20). O movimento do virabrequim (24) é transmitido à corrente (34) para girar o eixo de comando (20), o qual, através dos cames, aciona a abertura e fechamento das válvulas (3) de admissão, no início da admissão e compressão respectivamente, e válvulas de exaustão, ao final do ciclo de combustão. No eixo de comando (20), os cames são dispostos e desenhados com um perfil exato para acionar os balancins das válvulas, e promover sua abertura no instante certo. O fechamento é garantido pelas molas, retornando as válvulas (3) à sua condição de fechada. DE SUPERVISÃO O Sistema de Supervisão tem como objetivo fornecer ao operador informações sobre o estado do motor, bem como tomar ações de proteção e alerta em situações de anormalidades no motor. Compõe-se das funções de Monitoramento, Alerta e Proteção, sendo formado pelos medidores de combustível (57), vacuômetro (53), conta-giro (51), termômetro (49), voltímetro da bateria (36), velocímetro (45), pressostato do óleo, luz de pressão do óleo (43), luz da bateria (42), fusíveis (41) e amperímetro (40) da bateria. A função de monitoramento é executada principalmente pelos instrumentos indicadores, localizados no painel de comando, os quais monitoram algumas varáveis importantes do motor. O medidor de combustível (57) recebe informação do nível do tanque (14) através da bóia do combustível (12). O vacuômetro (53) supervisiona o nível de vácuo gerado na admissão do motor. A rotação do motor pode ser observada através do contagiro (51), o qual é alimentado pelos pulsos de corrente da bobina (50). A temperatura da água é indicada no termômetro (49), conectado a uma sonda térmica (48) ou bulbo, localizada nas camisas de água (21) que envolvem os cilindros (47). O voltímetro indica constantemente a tensão da bateria, servindo também para sinalizar que a chave de ignição (39) está fechada. A velocidade de rotação do motor é monitorada pelo tacômetro (37) e indicada no velocímetro (45). A pressão do óleo é monitorada pelo pressostato e pela luz de alerta (43). O consumo da baretia (36) é indicado pelo amperímetro (40) e supervisionado pela luz de alerta da bateria (42), quando esta não estiver sendo carregada pelo gerador (28). A função de alerta é desempenhada pelas luzes da bateria (42) e pressão do óleo (43), enquanto todos os circuitos são protegidos contra curto-circuito pelos fusíveis (41).

7 ELÉTRICO O Sistema Elétrico tem como objetivo fornecer energia elétrica para partida, operação e supervisão dos demais sistemas do motor. Compõe-se das funções de Armazenamento e Geração, sendo formado pela bateria (36), disjuntor (35), regulador (33), retificador (31) e gerador (28). A função de Armazenamento é executada pela bateria (36), capaz de gerar energia elétrica através de reação química em seus bornes, e acumular energia gerada pelo gerador (28), para utilizá-la na partida do motor. A função de Geração é desempenhada essencialmente pelo gerador (28), acionado pela correia (23) conectada à polia do virabrequim (24). A energia produzida pelo gerador (28) é retificada pelo retificador (31) e estabelizada pelo regulador (33). O disjuntor (35) serve para isolar a bateria do sistema de geração, quando a tensão não for suficiente para carregá-la.