Mecânica e elétrica de carros

O automóvel pode ser descrito como sendo formado de três sistemas: motor/elétrica, chassi e carroceria. Veja um pouco do funcionamento dos principais itens de cada parte para verificar se o seu funcionamento está correto, assim como o momento de realizar a revisão deles. O livro “O automóvel na visão da Física” (Regina Pinto de Carvalho, Juan Carlos Horta Gutiérrez. Ed. Autêntica, 2013) é uma boa referência para o assunto.

Partes do carro (em espanhol). Veja mais (em português) no site Fazer Fácil.

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Motor

O carro usa um conjunto de motores a explosão (ou combustão interna) que devem funcionar de modo sincronizado. Cada um deles é composto por um cilindro onde se movimenta um pistão. Seu ciclo termodinâmico de funcionamento obedece quatro etapas (ou tempos): admissão da mistura de ar (com oxigênio) e combustível, compressão, combustão (através de faísca elétrica) e expansão, abertura de válvula e exaustão do resultado da combustão. Veja melhor nesse vídeo (é sobre o motor de avião, mas é praticamente a mesma coisa nesse aspecto):

A sonda lambda, usada para determinar a concentração de combustível que deve ser injetada na câmara de combustão, deve fazer o motor trabalhar com uma razão equilibrada desses componentes. Quanto maior a altitude, menor a densidade do ar, e, portanto, menor a concentração de moléculas de oxigênio. A redução de oxigênio disponível também ocorre com o aumento de temperatura e/ou de umidade. No caso de mudar drasticamente de ambiente, essa sonda deve ser recalibrada.

O virabrequim transforma o movimento alternado dos conjuntos bielas/pistões em movimento rotativo contínuo e aciona a correia de distribuição. Já árvore de cames assegura a abertura e o fechamento das válvulas em cada um dos cilindros do motor.

Embreagem é o mecanismo localizado entre o motor e a caixa de câmbio cujas principais funções são possibilitar a saída do veículo, transmitir a força produzida pelo motor para a caixa de cambio e desta para os demais componentes do sistema de transmissão(transmitir torque quando em marcha) e interromper o fluxo da força entre o motor e a caixa de cambio nas trocas de marchas e paradas, definindo uma força adequada ao motor para cada velocidade. Veja esse vídeo para vê-la em funcionamento:

Ela é composta de três partes básicas: rolamento da embreagem, o platô (carcaça da embreagem, a placa de pressão e a mola membrana) e o disco. Quando pisamos no pedal da embreagem, o fluido no interior do circuito hidráulico pressiona o embolo do servo da embreagem. A haste externa aciona a alavanca e o garfo de embreagem ao mesmo tempo. Dessa forma, o garfo puxa o mancal da embreagem contra a mola, que atua como uma alavanca, retirando a pressão do disco e afastando a placa de pressão do volante. Esse comando resulta no desacoplamento do disco de embreagem com o volante, o que faz com que acabe a transmissão de torque para a caixa de câmbio através do eixo piloto.

A correia dentada de distribuição sincroniza o movimento do virabrequim e da árvores de cames. Os roletes asseguram a orientação correta da correia, otimizando a tensão nas polias, enquanto que o rolete tensor assegura a tensão correta da correia em todas as condições de funcionamento. Trabalha em um cárter (de metal ou de plástico) que evita as agressões devido a agentes externos (pó, óleo, etc). Deve ser trocada a cada 50 mil km, em condições normais de uso, ou 70 mil km, em condições severas.

A correia do alternador (ou de acessórios) é uma correia lisa que leva o movimento do motor ao alternador e, eventualmente, direção hidráulica, ar condicionado e outros sistemas. Pode ficar ressecada com o tempo (depois de 60 mil km), devendo ser substituída.

Elétrica

A bateria automotiva é do tipo chumbo-ácida formada por uma associação em série de pilhas, cada uma com 2 volts – o mais comum são baterias de 12V. É constituída de dois eletrodos: um de chumbo esponjoso e o outro de dióxido de chumbo em pó, ambos mergulhados em uma solução de ácido sulfúrico. Quando o circuito externo é fechado, conectando eletricamente os terminais, a bateria entra em funcionamento (descarga).

Ela tem as funções alimentar o motor de partida, as luzes e outros sistemas elétricos do carro que funcionem enquanto o mesmo estiver desligado (como travamento automático de portas). Não deve apresentar oxidações ou vazamentos, estando a tensão próxima de 12 volts quando o carro estiver desligado e maior que 12 volts quando o carro ligar (pois começa a carregar). Sua vida média é em torno de dois ou três anos.

A vela de ignição produz uma centelha e inicia o processo de combustão da mistura ar/combustível no motor. A centelha bem regulada e a completa combustão em cada cilindro são os principais fatores para que o motor funcione de maneira ótima e econômica. Uma vela gasta aumenta o consumo de combustível. Os pequenos trajetos são os mais prejudiciais para a vela, já que não permitem que a temperatura aumente de maneira suficiente.

Além da vela, existe um sistema de bobinas ligadas a elas que devem ter o mesmo valor de resistência entre si. Conforme a aparência da vela, é possível inferir o tipo de problema – veja mais clicando no link. Deve ser verificada a cada 50 mil quilômetros.

O alternador transforma energia mecânica do motor em energia elétrica, alimentando os sistemas do carro enquanto permanece ligado. Dificuldades na partida do motor, variação na iluminação das lâmpadas de farol e luz de bateria no painel acesa indicam problemas.

A duração das lâmpadas seguem uma normal internacional e devem durar, no caso de lâmpadas mais simples, no mínimo, 700 horas. Regularmente, deve-se verificar o funcionamento das lanternas e faróis (com eventual regulagem de altura), assim como a transparência e integridade dos vidros – o mesmo para as luzes internas.

Por fim, é preciso atenção com a instalação de alarme e sistema de som que não vieram de fábrica. A instalação de forma incorreta pode sobrecarregar a bateria, diminuindo sua vida útil.

Chassi

Base rígida que contém os dispositivos que permitem a rolagem do veículo (transmissão, suspensão e rodas) e o controle do seu movimento (direção e freios). Em todos esses dispositivos, alavancas e sistemas hidráulicos multiplicam a força do condutor, permitindo movimentar uma massa 10 a 20 vezes maior que a sua.

Para ver sobre os Pneus e Amortecedores ou sobre direção e freios, clique sobre os respectivos links. Abaixo, segue um vídeo mostrando o funcionamento da transmissão, que comunica às rodas a potência do motor transformada em energia mecânica.

Carroceria

É a estrutura que envolve um determinado veículo e que, geralmente, define a sua forma. Veja esse esquema com suas principais partes:

Esquema genérico das partes da carroceria de um automóvel

Esquema genérico das partes da carroceria de um automóvel

Periodicamente, é necessária uma verificação do aspecto geral da carroceria, já que podem aparecer pontos de corrosão, ferrugem, amassados, riscados e bolhas na pintura – veja algumas dicas para proteger a pintura do carro clicando no link.

O martelinho de ouro é usado em amassados que não danifiquem a pintura. Em colisões mais fortes, é necessário o serviço de funilaria, com restauro da peça incluindo a pintura. A substituição é indicada quando a colisão afetar o funcionamento do veículo mesmo após os reparos.

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