Capítulo 1: Diagnósticos e reparos no cabeçote dos motores EA 111

Por: Redação

O motor de combustão interna é uma máquina termodinâmica composta por um conjunto de peças fixas e móveis que transformam a energia química do combustível em energia de calor que por sua vez é transformada em energia mecânica. É possível afirmar que o princípio de funcionamento físico de um motor a combustão interna depende diretamente de um aumento súbito de pressão no interior dos cilindros gerado pela combustão dos gases ali presentes

O diagrama das válvulas é resultado do sincronismo mecânico entre o deslocamento linear do Êmbolo no interior do cilindro e a abertura e fechamento das válvulas realizado pelos cames da árvore comando das válvulas

O diagrama das válvulas é resultado do sincronismo mecânico entre o deslocamento linear do Êmbolo no interior do cilindro e a abertura e fechamento das válvulas realizado pelos cames da árvore comando das válvulas

Atualmente o cabeçote tem a função de alojar a árvore de comando das válvulas, as válvulas da admissão e do escape. Este conjunto é chamado de mecanismo comando das válvulas e tem o objetivo de permitir o acontecimento da dinâmica gasosa nos ciclos de admissão e escape do motor. A árvore de comando de válvulas deve estar mecanicamente sincronizado com a árvore de manivelas que o aciona por meio de uma correia dentada, tornando-se possível através de cames, balancins e tuchos o acionamento no momento exato das válvulas de admissão e escape.

Nos motores EA 111 RSH o acionamento das válvulas é feito por balancins que possuem rolamentos que minimizam as perdas por atrito mecânico. Isto significa que, diferentemente do sistema convencional em que ocorre atrito de deslizamento nos tuchos para o acionamento das válvulas, o sistema RSH com atrito de rolamento também permite mais possibilidades geométricas, que resultaram numa melhor curva de levante das válvulas com cames de pequenas dimensões e sem dispositivo de variação.

É importante destacar que este conceito proporciona o uso de alojamentos menores para os tuchos, o que resulta na adoção de câmaras de circulação do líquido de arrefecimento maiores proporcionando o uso de taxas de compressão maiores e melhor arrefecimento na parte superior do motor.

Funcionamento do sistema hidráulico de apoio

Substituindo o tucho hidráulico este componente serve de apoio para o balancim e compensa a folga da válvula pelo êmbolo. Para isto este componente recebe a pressão hidráulica do sistema de lubrificação e possui um êmbolo, um cilindro e a mola do êmbolo. Uma pequena esfera em conjunto a mola forma uma válvula de única via na câmara de óleo inferior.

Para eliminar a folga entre a válvula e o rolete, enquanto a válvula não está sendo acionada, a mola pressiona o êmbolo para cima até que o balancim se apoie no came. Isso faz com que a pressão na câmara inferior diminua. Assim, a válvula de única via se abre para permitir que entre óleo na camara inferior. A válvula se fecha quando a pressão de óleo da câmara inferior se igualar com a pressão da câmara superior, que é a mesma do circuito de lubrificação.

Quando o came pressiona o rolete ocorre a elevação da pressão na câmara inferior. Como o óleo não é compressível, o calço hidráulico formado não permite que o êmbolo ceda suportando a pressão. Desta forma o elemento hidráulico de apoio atua como componente rígido sobre o qual se apoia o balancim.

O elemento hidráulico de apoio faz o ponto de giro para o movimento do balancim. O came atua sobre o rolete e comprime o balancim para baixo. O outro extremo da válvula aciona a válvula. Devido a alavanca entre o rolete e o elemento hidráulico de apoio, se consegue um grande deslocamento da válvula com uma força relativamente pequena.

A lubrificação entre o came e o rolete é feita entre o elemento hidráulico de apoio e o balancim roletado, assim como entre o came e o rolete do balancim, através de um duto de óleo no elemento hidráulico de apoio. Assim, o óleo é projetado para o rolete do balancim através de um orifício localizado na parte superior do elemento hidráulico de apoio.

A árvore comando das válvulas está montada no cabeçote e é fixada pela própria tampa das válvulas que tem a função de mancal superior. Na parte traseira do comando de válvulas existem quatro dentes que geram o pulso do sensor de fase do sistema de gerenciamento do motor.

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote

Atenção: ao remover e instalar a tampa de válvulas dos motores EA 111 de 8 válvulas deve-se utilizar, para vedar as superfícies, a junta líquida original AMV 1888001.02. Atente para que a junta líquida fique somente na superfície de vedação.

Nos motores EA 111 de 16 válvulas os comandos das válvulas ficam incorporados á tampa, portanto, ao remover a tampa de válvulas remove-se também os comandos formando um subconjunto do cabeçote já com os retentores, polias, bobina e sensor de fase. Isto faz com que na montagem também seja evitado o aperto das 10 capas de mancais posterior.

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote

Atenção: ao remover e instalar o subconjunto dos motores EA 111 de 16 válvulas deve-se utilizar, para vedar as superfícies, a junta líquida original AMV D 1888003.A1. Atente para que a junta líquida fique somente na superfície de vedação evitando que invada os orifícios de lubrificação das árvores de comando das válvulas.

Os dutos de admissão e escape apresentam reduzida restrição, portanto, proporcionam alto coeficiente de fluxo proporcionando elevado movimento interno da carga de mistura dentro do cilindro. Este efeito é chamado de “tumble” que consiste num movimento ordenado em torno do eixo perpendicular ao do cilindro durante o tempo de admissão e compressão. Este efeito aumenta a velocidade da combustão e diminui a tendência à detonação. A consequência é o aumento da eficiência térmica que auxilia a performance e o consumo.

Análises dimensionais no cabeçote, árvore comando das válvulas e sedes

Existem duas medidas fundamentais para o cabeçote: a altura mínima e a aproximação da árvore comando das válvulas das hastes das válvulas. A altura do cabeçote tem influência em duas características fundamentais do motor: a taxa de compressão e o sincronismo mecânico. A aproximação da árvore de comando da válvula determina o levante das válvulas em relação ao movimento linear do êmbolo.

Ao usinar a face do cabeçote, atente para que a medida mínima “a”: • Motores de 8 válvulas seja de 135,6 mm. • Motores de 16 válvulas seja de 108,25 mm Estando abaixo destas medidas o cabeçote não poder ser mais usinado devendo, portanto, ser substituído

Ao usinar a face do cabeçote, atente para que a medida mínima “a”:
• Motores de 8 válvulas seja de 135,6 mm.
• Motores de 16 válvulas seja de 108,25 mm
Estando abaixo destas medidas o cabeçote não poder ser mais usinado devendo, portanto, ser substituído

Atenção: o que for rebaixado no cabeçote deve ser também retirado na sede da válvula durante a operação de assentamento das válvulas. Este cuidado evitará que ocorra o choque das válvulas com os pistões devido a maior proximidade. 

Esta verificação é importante devido ao desvio máximo de paralelismo do cabeçote, também conhecido como empenamento. Neste caso atente para a medida máxima de empenamento e, caso seja necessário recuperar a planicidade da face do cabeçote, atente para a garantia da medida mínima da altura do cabeçote.

Empenamento máximo admissível é de 0,05mm

Empenamento máximo admissível é de 0,05mm

Aproximação da árvore, comando das hastes das válvulas

Para efetuarmos o cálculo da especificação de repasse máxima admissível, deve-se instalar a válvula e pressionar firmemente contra a sede da válvula. Caso se substitua a válvula durante os reparos, utilizar a válvula nova para a medição.

Agora, meça a distância –a– entre a extremidade da válvula e o canto superior do cabeçote do motor. Assim, calcule a medida da retífica máxima da distância medida e a medida mínima, sendo esta de 32,1mm para as válvulas de admissão e escape.

Basicamente, o cálculo é: distância medida menos a distância mínima = medida máxima admissível para retificar. Por exemplo:

Medidas básicas das válvulas. Verifique na página 19

Medidas básicas das válvulas. Verifique na página 19

A folga axial do comando de válvulas nos motores de 8 válvulas deve ser verificada no cabeçote desde que os balancins estejam removidos. A folga axial máxima do comando de válvulas deve ser de 0,15mm. Observe:

Nos motores de 16 válvulas a verificação deve ser feita na própria tampa de válvulas com os retentores das árvores dos comandos removidos. Neste caso a folga axial máxima deve ser de 0,40mm.

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