Mecânica Preventiva

 

 

Função do sistema de arrefecimento

 

No desenvolvimento de um motor, é definida a temperatura em que ele irá operar. Esta será a temperatura ideal, em que o óleo lubrificante terá determinada viscosidade, os materiais dos componentes terão dilatação programada e assim as folgas internas estarão ajustadas para que o motor tenha o melhor rendimento.

Quando o motor está frio, o sistema tem a função de acelerar o aquecimento do motor até que atinja a temperatura de trabalho estipulada pelo fabricante, e ao atingir essa temperatura, mantê-la o mais estável possível.

Sendo o motor uma máquina térmica, ele transforma o calor gerado na combustão em trabalho para movimentar a árvore de manivelas, porém apenas cerca de 35% desse calor é aproveitado. Outros 35% são dissipados pelos gases de escapamento e outras formas, restando ainda 30% que se dissipam para o bloco e componentes do motor. Este auxilia no aquecimento do motor, mas ao atingir a temperatura ideal o calor precisa ser retirado pelo sistema de arrefecimento.

Funcionamento e componentes

Vamos utilizar como exemplo um sistema utilizado nos Volkswagen com motor AP, fazendo observações sobre outros tipos de sistemas.

O líquido de arrefecimento é responsável por realizar as trocas de calor, que permitem o arrefecimento do motor, por meio da circulação nas galerias do bloco e cabeçote e em seguida no radiador, onde dissipa o calor absorvido.

Este líquido é composto de água desmineralizada e etileno glicol. Cada fabricante monta o seu pacote de aditivos para ser adicionado à água (ou já misturado), mas sempre com os principais objetivos, que são: aumentar a temperatura de ebulição e diminuir a temperatura de congelamento da água, além de lubrificar partes móveis como a bomba d’água e prevenir corrosão em todo o sistema.

A bomba d’água força a circulação do líquido pelas galerias do bloco e cabeçote e, antes de retornar para o radiador, encontra a válvula termostática. Caso o motor ainda não tenha atingido a temperatura de trabalho, o sistema termomecânico da válvula fará com que ela se feche, forçando a circulação de volta para a bomba.

Quando a temperatura se aproxima da ideal, a válvula começa a se abrir, chegando à totalidade da abertura com o motor na temperatura de trabalho, então o líquido retorna para o radiador (pelo bocal superior) onde troca calor com o ar externo, voltando à bomba para novamente circular pelas galerias.

A tampa do radiador ou do reservatório de expansão controla a pressão do sistema, mantendo uma pressão de pouco mais de um bar, então a temperatura de ebulição do líquido de arrefecimento fica por volta dos 120°C. Sua segunda função é manter o nível de líquido, permitindo que ele se expanda para o reservatório quando a temperatura se elevar, e retornar para o radiador quando baixar.

Alguns modelos, principalmente na linha japonesa, utilizam um reservatório que não está pressurizado junto ao sistema, então uma pequena mangueira é responsável por direcionar o líquido que se expande para o reservatório quando a válvula abrir, e de volta ao radiador, quando a pressão baixar e a válvula se abrir novamente.

A quantidade de calor dissipado no radiador depende da velocidade do ar que passa pelas aletas, por isso quando a ventilação natural não é suficiente o ventilador entra em ação para aumentar a eficiência do arrefecimento. O acionamento do ventilador é feito por um interruptor térmico instalado no radiador, em contato com o líquido que já passou pelas aletas.

Este interruptor é conhecido como cebolão e transfere alimentação positiva para os circuitos da primeira e segunda velocidade dos motores dos ventiladores que já estão aterrados. Para acionar a primeira velocidade, a alimentação positiva passa por uma resistência elétrica com o intuito de diminuir a corrente que chega ao motor elétrico, já a segunda velocidade é acionada enviando alimentação positiva do cebolão para um relé.

Os sistemas que não utilizam cebolão fazem o acionamento do ventilador de outras maneiras: via módulo que recebe a informação por um sensor de temperatura e aciona um relé; mecânica – quando o ventilador está acoplado mecanicamente ao movimento rotativo do motor através de uma embreagem térmica, que transfere o movimento progressivamente quando a temperatura começa a se aproximar do ideal.

A informação da temperatura do motor para o condutor é coletada por um sensor com um fio simples ligado ao painel de instrumentos. Em outros casos pode estar em um sensor múltiplo, que fornece informação para o módulo e para o painel.