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Entender o funcionamento do comando de válvulas é essencial para a manutenção bem feita

Moto “fuçada”, comando “bravo” e cliente irritado. Preparação de motor não quer dizer que o trabalho alcançará o resultado desejado, serviço mal feito pode ser um “veneno” para o motor

Por Paulo José de Sousa

Apesar do termo ser utilizado indistintamente por inúmeros mecânicos, a preparação de um motor exige o máximo de competência do profissional. Nesta matéria o nosso papo é sobre a árvore de comando de válvulas.

Em edições anteriores já avaliamos os mancais, medimos as folgas, utilizamos até o Plastigage, agora vamos entender a função do eixo e conhecer as principais causas de defeitos.

Compreender o funcionamento do comando de válvulas é o primeiro degrau da escala da reparação, quesito obrigatório para quem quer se aventurar na preparação de motores.

Já dizia o professor Renato Gaeta: “A melhor preparação começa na manutenção bem feita”, a frase foi dita há 30 anos, mas ainda é muito atual.

Todos concordam que a peça é fundamental para o motor, inclusive para o desenvolvimento de maiores potências, porém há quem creia que somente a substituição do eixo por um de versão esportiva irá resultar em um acréscimo na “cavalaria” da motocicleta, essa expectativa é equivocada, seria como acreditar que um tênis esportivo transformaria qualquer um em maratonista.

O caminho não é esse, o resultado final poderá ser frustrante, além da possibilidade de quebra do motor.

Fig.1- Árvore de comando de válvulas, motocicleta YBR 125

Funcionamento básico da árvore de comando de válvulas

O papel da árvore de comando não é só impulsionar as válvulas e pronto, tem muita engenharia por traz do movimento, vamos entender.

Em resumo a função do eixo de comando é atuar em sincronismo com o virabrequim, promovendo a abertura da(s) válvula(s) de admissão e assim permitir a entrada da mistura ar/combustível na câmara do motor. As válvulas são fechadas e a combustão ocorre, dando sequência ao movimento do comando, as válvulas de escapamento são abertas, e assim inicia-se a saída dos gases para o sistema de exaustão (escapamento).

Os quatro movimentos alternados do pistão dentro do cilindro, sendo 2 de subida e 2 dois de descida, acontecem de acordo com o ciclo do motor.

O perfeito funcionamento depende da exatidão do sincronismo da árvore do comando de válvulas e a dinâmica de abertura das válvulas se repete durante todo o tempo.

Na maioria do casos o que liga o virabrequim ao comando de válvulas é a corrente de comando, a rotação do eixo do comando corresponde à metade da rotação do motor, medida no virabrequim pelo sensor de posição (CKP).

Caso ocorra uma falha de sincronismo no comando de válvulas, adeus válvulas, pistão e quem sabe até o cabeçote.

Os cames (ressaltos) do comando acionam as válvulas, as molas promovem o fechamento. Para manter o máximo de contato da válvula em sua sede é necessário que as molas possuam alta resistência e pressão, teoricamente nas rotações mais elevadas não deveria ocorrer o fenômeno da flutuação, mas ocorre, as válvulas ficam impossibilitadas de abrir e fechar com a velocidade necessária e assim, acontece o vazamento, comprometendo o enchimento e a exaustão de gases do(s) cilindro(s,) finalizado na perda de potência.

Para detectar a flutuação da válvula é necessário colocar a motocicleta em um dinamômetro, na rua respeitando os limites de velocidade não há flutuação.

O formato excêntrico do ressalto (perfil came) determina a permanência (tempo) de abertura da válvula, além disso faz o contato com o balancim, eliminando ao máximo o ruído de batida ocasionado pela folga quando excessiva, nos motores pastilhados a regra é a mesma.

Fig.2 - Perfil do came (ressalto) do eixo do comando de válvulas, motocicleta CBX 250 Twister

Com a utilização de comandos “esportivos”, consegue-se o melhor enchimento do cilindro otimizando a pressão efetiva, conferindo ao motor melhor rendimento, mas já falamos que não é só isso.

A folga padrão entre o conjunto válvula e balancim ou válvula, pastilha e comando é necessária para compensação da dilatação térmica das peças, há outras razões relacionadas à produção de peças e desempenho, mas não estão no escopo desta matéria.

Requisitos e esforços da árvore de comando de válvulas

Na construção do eixo são requisitos:

Ter a superfície com alta dureza para resistir a temperatura e atrito gerado no contato com os balancins, mancais ou conforme o motor consideramos o atrito com os copos das pastilhas, porém o núcleo do comando tem que ser um pouco mais maleável para aguentar os esforços ao qual é submetido nos movimentos e não romper-se.

Entender o cinematismo facilitará a compreensão de parte dos diagnósticos das causas de defeitos na árvore. Dentro das configurações de motores disponíveis no mercado encontramos comandos apoiados em rolamentos de esferas, buchas, mancais fechados e mancais bipartidos. Independente da quantidade de eixos e disposição de montagem, o comando de válvulas é submetido a diversos esforços durante o funcionamento do motor, são eles:

  • Tração;

  • Compressão;

  • Cisalhamento;

  • Flexão;

  • Torção.

O eixo árvore atua com uma pequena folga nos sentidos radial e axial, durante o funcionamento do motor ocorrem os esforços, quando somamos os esforços ao excesso ou folga insuficiente surgem os problemas.

Cruzamento de válvulas

O cruzamento de válvulas corresponde ao momento em que as válvulas de admissão e escape abrem simultaneamente, quando o pistão está próximo ao PMS (ponto morto superior) no tempo de escapamento. A admissão de um novo volume de mistura ajuda expelir os gases queimados, e assim proporciona ligeiro aumento na eficiência do escape, assim a inércia de saída dos gases proporciona melhora na admissão da nova mistura.

Como diferenciar os comandos da admissão e escapamento nos motores de duplo comando de válvulas

Há sempre uma identificação para cada eixo, em geral comando de válvulas correspondente à admissão tem a sigla “IN” (Intake), o comando correspondente ao escapamento recebe a sigla “EX” (Exaust).

Fig.3 - Vista da parte superior do motor duplo comando – Motocicleta: Comet 650

Diagnósticos do comando de válvulas

A avaliação do eixo de comando de válvulas deve seguir a orientação do fabricante da motocicleta, devendo ser aplicado nos eixos de admissão e escape, em geral os diagnósticos são os definidos conforme os exemplos abaixo:

Limite de empenamento e medida da espessura

1. Limite de empenamento (A)

2. Limite de desgastes diâmetro externo (espessura) dos pontos de contato com os mancais (B)

Fique atento: comandos empenados podem ter como causa falha na sequência de aperto dos mancais ou empenamento no conjunto de mancais e cabeçote

Fig 4 - Comando de válvulas, local de contato com os mancais

 

3. Limite de desgastes diâmetro externo (espessura) nos ressaltos (A)

Fig. 5 - Comando de válvulas, Indicação dos pontos (A) zona de maior desgaste

Identificação de defeitos a partir de uma análise visual

Em condições normais, após longo período de utilização da motocicleta os pontos de maior desgaste no comando de válvulas correspondem aos cames, normalmente o comando de escapamento é o que mais sofre danos devido à alta temperatura decorrente da combustão. Os ressaltos são submetidos a esforços no movimento de abertura das válvulas, por isso na extremidade ocorrem os desgastes localizados. O defeito no ressalto do eixo atua como um esmeril no contato do balancim, promovendo desgastes. O contrário também acontece, o desgaste do balancim também pode comprometer a superfície do comando.

Fig. 6 - Comando de válvulas, desgaste excessivo no ressalto

Fig. 7- Balancim da válvula, desgaste no ponto de contato com o comando de válvulas

Fig.8- Comando de válvulas com desgaste no ressalto, motocicleta CG 125 motor OHV

Além dos diagnósticos sugeridos, visualmente o comando de válvulas deve estar isento de imperfeições como:

  • Rugosidades;

  • Pequenos furos nos ressaltos (cames);

  • Pequenas trincas.

Os desgastes nos cames dos comandos interferem no curso de abertura das válvulas e por consequência afetam o desempenho do motor

Causas prováveis dos defeitos nos comandos de válvulas:

  • Falha no sistema de lubrificação;

  • Excesso de aperto nos parafusos dos mancais;

  • Falta de aperto nos parafusos dos mancais;

  • Folga de válvula insuficiente;

  • Mancal empenado;

  • Folga radial ou axial;

  • Regime severo de utilização;

  • Montagem do comando sem a lubrificação inicial.

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