Um motor a diesel é uma peça de maquinaria complexa e poderosa e, no coração de sua operação, está o virabrequim. Como fornecedor de motores a diesel, tive o privilégio de investigar profundamente a mecânica desses motores e hoje estou animado para compartilhar com você como funciona o eixo de manivela de um motor a diesel.
O básico de um motor a diesel
Antes de mergulharmos no virabrequim, vamos revisar brevemente como um motor a diesel opera. Um motor a diesel é um motor de combustão interna que usa o calor da compressão para acender o combustível. O ciclo de quatro acidente vascular cerebral, que consiste em traços de ingestão, compressão, potência e escape, é o ciclo operacional mais comum nos motores a diesel.
Durante o golpe de admissão, o pistão se move para baixo, desenhando o ar para a câmara de combustão. No golpe de compressão, o pistão se move para cima, comprimindo o ar a uma alta pressão e temperatura. No final do golpe de compressão, o combustível é injetado no ar quente e comprimido e acende espontaneamente. Essa combustão causa um rápido aumento na pressão, o que força o pistão para baixo durante o golpe de energia. Finalmente, durante o golpe de escape, o pistão se move para cima novamente, expulsar os gases queimados da câmara de combustão.
O papel do virabrequim
O eixo de manivela é um componente crucial que converte o movimento linear dos pistões em movimento rotacional. É um eixo sólido e longo com várias manivelas ou compensações ao longo de seu comprimento. Cada manivela é conectada a um pistão por meio de uma biela.
À medida que os pistões se movem para cima e para baixo nos cilindros, as bielas transferem esse movimento linear para as manivelas do eixo de manivela. A forma e o arranjo das manivelas fazem com que o eixo gire. Esse movimento rotacional é então usado para acionar vários componentes do veículo ou máquinas, como transmissão, alternador e bomba de água.
Construção do virabrequim
Os eixos de manivela são normalmente feitos de aço de alta resistência ou ferro fundido. Eles são de precisão - usinados para garantir a operação suave e suportar as altas forças e tensões geradas durante a operação do motor.
Os principais periódicos do virabrequim são suportados por rolamentos no bloco do motor. Esses rolamentos reduzem o atrito e permitem que o virabrequim gire livremente. Os diários da biela, que são os pontos em que as bielas estão conectadas, são compensadas dos periódicos principais. Esse deslocamento é o que cria o movimento rotacional quando os pistões se movem para cima e para baixo.
O virabrequim em um motor a diesel de quatro tempos
Vamos dar uma olhada em como o virabrequim opera durante cada um dos quatro golpes em um motor a diesel:
Golpe de admissão
À medida que o pistão se move para baixo durante o curso de admissão, a biela puxa a manivela do virabrequim. Isso faz com que o eixo de manivela gire em uma direção contador no sentido horário (na maioria dos motores). A rotação do eixo de manivela também aciona a árvore de cames, que controla a abertura e o fechamento das válvulas de admissão e escape.
Golpe de compressão
Quando o pistão se move para cima durante o golpe de compressão, a biela empurra a manivela, continuando a girar o eixo de manivela. A compressão do ar no cilindro requer energia, que é fornecida pelo momento do virabrequim rotativo.
Power Stroke
O golpe de poder é onde a ação real acontece. Quando o combustível acende na câmara de combustão, os gases de alta pressão forçam o pistão para baixo com grande força. A biela transfere essa força para a manivela do eixo de manivela, causando um aumento significativo na velocidade de rotação do eixo. Este é o golpe que fornece o poder de dirigir o veículo ou máquinas.
Exaustão
Durante o golpe de exaustão, o pistão se move para cima novamente, empurrando os gases queimados para fora do cilindro. A biela empurra a manivela, continuando a girar o eixo de manivela. A rotação do eixo de manivela também ajuda a expulsar os gases de escape, fornecendo a força necessária para abrir a válvula de escape.
Equilibrando o virabrequim
Um dos desafios na criação de um virabrequim é garantir que ele seja adequadamente equilibrado. As forças desiguais geradas pelos pistões e bielas podem causar vibrações no motor, o que pode levar a desgaste prematuro e desempenho reduzido.
Para equilibrar o eixo de manivela, os contrapesos são adicionados ao eixo. Esses contrapesos são estrategicamente colocados para compensar as forças geradas pelos pistões e bielas. Ao equilibrar o virabrequim, o motor funciona de maneira mais suave e silenciosa e sua vida útil é estendida.
Manutenção e cuidado do virabrequim
A manutenção adequada do virabrequim é essencial para a operação confiável do motor a diesel. As mudanças regulares de óleo são cruciais, pois o óleo do motor lubrifica os rolamentos que suportam o eixo de manivela. O óleo contaminado ou de baixa qualidade pode causar desgaste excessivo nos rolamentos, o que pode levar a danos causados pelo eixo de manivela.
Além disso, é importante manter o motor limpo e livre de detritos. Partículas estrangeiras podem entrar no motor e causar danos ao virabrequim e outros componentes. As inspeções regulares do virabrequim e de seus rolamentos podem ajudar a detectar quaisquer sinais de desgaste ou dano mais cedo, permitindo reparos oportunos.
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Referências
- Heywood, JB (1988). Fundamentos do motor de combustão interna. McGraw - Hill.
- Taylor, cf (1966). O mecanismo de combustão interna em teoria e prática. MIT Press.