O motor do seu veículo está funcionando da melhor forma possível? O virabrequim, uma peça vital do motor, desempenha um papel significativo. Uma falha no virabrequim pode levar à incapacidade do veículo de funcionar. O virabrequim garante que a energia recuperada da combustão seja efetivamente transformada em potência mecânica. Se isso não funcionar bem, seu motor pode falhar!
O que é virabrequim? O virabrequim é uma parte central dos motores alternativos de automóveis. Ele converte o movimento para cima e para baixo dos pistões em movimento rotativo para acionar as rodas. Além disso, ele ajuda a suportar estresse e pressão consideráveis e a operar o automóvel de forma eficaz.
O virabrequim se conecta a vários outros componentes do motor, transmitindo potência. Nas próximas seções, exploraremos seus tipos, componentes, processo de fabricação e seu papel crítico no desempenho do veículo.
O que é virabrequim?
Nome da imagem: Virabrequim
Um virabrequim é um componente rotativo conectado a um mecanismo de manivela para receber seu movimento. Ele transforma o movimento reto recíproco do pistão em um movimento rotacional para dar suporte à operação do motor. Esta parte crucial do sistema de energia do motor desempenha um papel vital no movimento do veículo.
Localizado dentro do bloco do motor, o virabrequim faz uso de bielas. Essas bielas convertem o movimento oscilatório linear do pistão em rotativo. A força rotacional do virabrequim aciona o volante, que por sua vez aciona as rodas do veículo para um movimento suave. (Leia mais sobre o Precisão processo de torneamento e como ele atinge resultados de alta precisão na fabricação)
Como funciona o virabrequim no motor do seu carro?
Nome da imagem: Animação de funcionamento do virabrequim
O que os virabrequins fazem com o seu motor? O virabrequim no seu motor é tipicamente importante para transformar a força. Ele consiste em várias partes e elementos através dos quais a frente do seu veículo se move para frente. Pinos de manivela e manivelas, bielas, bem como amortecedores de vibração reduzem o impulso da manivela e mantêm o passeio da manivela bem. Abaixo, vamos detalhar a operação do virabrequim em um motor de 4 tempos.
Movimento descendente do pistão
Inicialmente, o pistão desce do ponto morto superior (TDC) até o ponto morto inferior (BDC). Isso ocorre quando uma pressão interna na câmara de combustão forçou o pistão para baixo.
Quando o pistão se move, ele é ligado ao virabrequim através da biela e, assim, transfere seu movimento. Você notará que esse movimento linear é transferido diretamente para o virabrequim, que começa a girar.
Transformação de Movimento
Em seguida, o virabrequim assume. Ele transforma o movimento de vai e vem do pistão em movimento circular ou rotacional do virabrequim. Essa transformação é essencial para a funcionalidade do seu motor. Uma vez que o virabrequim gira, ele passa esse movimento rotativo para o eixo de comando, permitindo que o ciclo do motor opere.
Fase de compressão
Conforme o virabrequim gira, ele se conecta ao eixo de comando e abre a válvula de admissão. Isso permite que a mistura ar-combustível entre na câmara de combustão. Se a câmara estiver cheia, o pistão começa a se mover do ponto morto inferior para o ponto morto superior, comprimindo assim a mistura.
Neste curso ascendente, o eixo de comando lembra o fechamento das válvulas de admissão e escape do motor. Esta ação completa a fase de compressão e também marca a primeira revolução completa do virabrequim.
Fase de ignição
Após a compressão, uma fase de ignição começa. O calor produzido pela faísca de ignição resulta na explosão da mistura ar-combustível, após a qual o pistão é empurrado para baixo em um movimento de potência. Conforme o pistão se move, ele empurra a biela, transferindo o movimento para o virabrequim.
Movimento do volante
Nome da imagem: Volante de engrenagem no virabrequim
O virabrequim se une ao volante, em uma das extremidades, por meio de uma bucha de conexão. Com a ajuda do virabrequim, a energia é transmitida ao volante quando o pistão se move. A energia é armazenada em um volante e então retirada conforme o motor é mantido estável e invariável. Isso fará com que você experimente uma transferência de energia, pois o volante suporta a estabilização da velocidade de rotação para permitir que seu veículo se mova continuamente.
Curso de exaustão
Por fim, o pistão se move para baixo para iniciar outro processo conhecido como curso de exaustão. O movimento do eixo de comando é produzido pelo movimento descendente do pistão abrindo a válvula de exaustão. Como tal, os gases de exaustão são permitidos a descarregar a câmara de combustão. O virabrequim completa o curso de exaustão, preparando-se para o próximo ciclo.
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Tipos de virabrequins: qual deles alimenta seu motor?
Virabrequins vêm em vários tipos, cada um projetado para diferentes aplicações e processos de fabricação. Pode conter um virabrequim totalmente embutido, um virabrequim embutido, um virabrequim fundido e forjado, uma peça única, uma peça soldada, etc., ou um virabrequim semi-construído.
Agora vamos discutir esses tipos e esclarecer as características mais relevantes de cada tipo.
Eixo Totalmente Construído
Um virabrequim não construído é feito de componentes separados. O pino de manivela, os mancais principais e a rede da manivela são enviados separadamente para montagem. Assim que as peças são usinadas e os mancais e o pino de manivela são perfurados na rede da manivela, eles são montados. O encaixe por contração garante que cada porca e parafuso esteja no lugar certo. Este tipo geralmente é mais estreito em diâmetro do que outros.
Eixo soldado
Nome da imagem: Virabrequim soldado TIG
Virabrequins soldados são feitos juntando os dois mancais principais de um lado, o pino de manivela e a alma da manivela do outro. Posteriormente, os componentes de montagem são submersos em arco e soldados juntos para aumentar a integridade da estrutura. As almas da manivela são comparativamente finas, e os mancais geralmente não estão sob estresse.
Cambota forjada
Nome da imagem: Virabrequim de aço forjado
Virabrequins forjados são componentes de materiais fortes, o que os torna adequados para motores de alto estresse, como modelos de carros de 16 válvulas. Virabrequins feitos de uma matriz são altamente precisos, têm alta estabilidade dimensional e podem acomodar tratamento térmico. Eles são feitos para suportar altas cargas e podem ser úteis em carros de alto desempenho.
Virabrequim sólido de peça única
Nome da imagem: Virabrequim cilíndrico simples
Virabrequins do tipo peça única são produzidos a partir de técnicas de forjamento ou fundição devido à sua robustez. Esses virabrequins são comuns em motores de alta e baixa velocidade.
Os virabrequins são bielas rígidas regulares com rolamentos normalmente odiados nos cilindros. Tais eixos são projetados para suportar a carga e as tensões produzidas durante as operações do motor.
No entanto, tenha em mente que vibrações torcionais e axiais podem causar estresse, especialmente nos mancais principais.
Virabrequim de boleto
Nome da imagem: Virabrequim Billet
Virabrequins de tarugo são feitos de aço e, às vezes, de outros materiais, incluindo molibdênio, alumínio, cromo e níquel. Esses virabrequins oferecem o principal benefício de durações de usinagem mais curtas, ao mesmo tempo em que precisam de pouco balanceamento. Devido ao seu material e método de construção, os virabrequins de tarugo são os itens mais confiáveis e duradouros do mercado.
Virabrequim fundido
Nome da imagem: Virabrequim de ferro fundido
Virabrequins fundidos são tipicamente feitos de ferro por meio de um processo de fundição. Eles são frequentemente usados em carros com motores a gasolina e diesel. Os virabrequins fundidos são mais baratos e facilmente usinados; fatores que os tornam favorecidos pela maioria dos fabricantes. Sua estrutura de grãos metálicos uniformes permite que eles suportem cargas de várias direções.
Eixo Semi-Construído
O virabrequim semi-construído é forjado e ajustado por contração, com as teias do virabrequim presas aos mancais principais. Em aplicações onde se espera flexão e/ou alto estresse de cisalhamento; esses eixos podem ser vistos nos motores.
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Componentes comuns do virabrequim
Nome da imagem: Componentes básicos do virabrequim
Um virabrequim é composto de vários componentes. A falta desses componentes significa que um virabrequim é meramente uma viga de ferro. Virabrequins consistem em mancais principais, contrapesos, flange de montagem do volante e arruelas de encosto, pinos de manivela, teias de manivela, passagem para óleo e vedações. Agora, vamos discutir os componentes do corpo em alguns detalhes.
Principais Diários
Nome da imagem: Mancais principais e de biela do virabrequim
Os mancais principais são os pontos cruciais onde o virabrequim se conecta ao bloco do motor. Esses mancais são fornecidos com um rolamento que suporta o virabrequim e permite a rotação do bloco do motor em torno dele.
Normalmente, há dois mancais nos mancais principais: mancais de mancal ou de rolos e o menor deles são mancais simples. O tipo de mancal depende do torque requerido pelo motor e do tipo de projeto.
Contrapesos
Nome da imagem: Virabrequins Contrapesos
Os contrapesos são fornecidos na manivela e sua função básica é equilibrar todo o sistema quando ele gira. Além disso, eles ajudam a amortecer todo o sistema conforme o virabrequim gira em torno de seu eixo. Sem eles, a velocidade do motor pode diminuir devido a reações desbalanceadas. Essas forças são eliminadas pelos contrapesos e, assim, o virabrequim ganha RPMs mais altos e permite que seu motor funcione suavemente.
Flange de montagem do volante
Nome da imagem: Flange do virabrequim
O flange de montagem do volante é a parte onde o volante e o virabrequim são unidos. Durante a fabricação, essa parte do virabrequim é geralmente maior do que a outra para instalar o volante. O volante é responsável por manter o momento e reduzir o choque para o motor. Enquanto o flange é usado para segurar as coisas firmemente no lugar.
Pinos de manivela
Nome da imagem: Pinos do virabrequim
Pinos de manivela são significativamente usados para conectar a biela ao virabrequim. Este componente é frequentemente chamado de munhão da biela ou munhão do mancal da biela; provido de uma superfície cilíndrica para transmitir a força de rotação; exercida pela extremidade maior da haste do pistão.
Manivela Web
A teia da manivela é uma leve projeção entre os mancais principais e o virabrequim propriamente dito, que faz parte do mancal principal sobre o qual o virabrequim repousa. Este componente auxilia na centralização das forças através do virabrequim e na manutenção da maioria dos conjuntos corretamente alinhados e balanceados. É crucial aumentar a rigidez geral do virabrequim.
Arruelas de encosto
Nome da imagem: Arruelas de encosto
Arruelas de encosto impedem que o virabrequim se mova verticalmente, além de seu movimento rotativo. Essas arruelas podem ser localizadas em posições definidas ao longo do virabrequim. Elas são usadas para manter o virabrequim na posição, estabelecendo os limites corretos entre a teia do virabrequim e o eixo.
Em modelos de motores mais antigos, as arruelas de encosto eram peças separadas, mas nos modelos mais novos, elas são combinadas com os mancais principais.
Retentores de óleo do virabrequim
Nome da imagem: Retentores de óleo do virabrequim
Os retentores de óleo servem principalmente para impedir que o óleo vaze do virabrequim, onde ele se projeta além do cárter.
Existem dois retentores de óleo principais: um na frente e um atrás. O retentor de óleo dianteiro está localizado atrás da polia e da engrenagem de distribuição, então pode ser substituído sem esforço. O retentor de óleo traseiro fica entre os mancais principais traseiros e o volante. Este retentor é feito de borracha e vem com um lábio moldado e uma mola de lâmina para mantê-lo firmemente no lugar.
Embora o retentor traseiro seja mais barato que o retentor de óleo dianteiro, ele é difícil de substituir e requer a desmontagem das caixas da embreagem, da transmissão e do volante.
Fatores que afetam o custo de substituição do virabrequim
Um virabrequim não é uma peça fácil de substituir. Vários fatores podem impactar o custo geral do virabrequim, incluindo o tipo de carro que você dirige, custos de mão de obra e a condição do seu motor. Vamos descobrir os fatores comuns que afetam o custo dos virabrequins.
Custo do trabalho
Os custos de mão de obra compõem uma boa parte da substituição de um virabrequim em um carro. Quando um virabrequim precisa ser substituído, o mecânico precisa retirar o motor do seu carro e então içá-lo. Este não é um trabalho rápido. É demorado e, por exemplo, quando o mecânico substitui o virabrequim, então ele precisa compilar todas as peças de volta.
Portanto, leva de várias horas a alguns dias para substituir ou consertar um virabrequim, dependendo da complexidade envolvida. Quando um trabalho leva mais tempo para ser concluído, significa que a quantidade de dinheiro cobrada em mão de obra também será maior. Portanto, tenha em mente que o trabalho necessário para substituir seu virabrequim aumentará o custo geral.
Condição do motor
Outro fator dentro do custo de substituição é a condição geral da sua linha de motores. Quando um virabrequim falha, sempre há outros componentes do motor de um veículo que também sofrem. Especialmente, rolamentos, hastes de rolamento, vedações, eixo de comando e a transmissão podem precisar ser substituídos.
Alguns mecânicos sugerem a substituição não destrutiva do cilindro e também o teste de virabrequim rachado. Esses reparos e peças adicionais podem aumentar rapidamente o custo total da substituição do virabrequim. Portanto, se seu motor não estiver em boas condições, você provavelmente receberá uma taxa mais alta.
Custo do virabrequim
O custo do virabrequim em si é outro fator importante. Virabrequins de reposição são comparativamente raros, então a maioria dos virabrequins são restaurados com peças OEM, o que pode ser caro. Para veículos de luxo ou de desempenho, o preço dessas peças OEM tende a ser mais alto. Ao mesmo tempo, no que diz respeito a automóveis comuns, é possível comprar peças de reposição comparativamente mais baratas.
O tipo de virabrequim também influencia o preço. Se você escolher um virabrequim novo, de segunda mão ou remanufaturado, isso influenciará o preço geral.
Como os virabrequins são feitos?
Existem dois métodos principais para fazer virabrequins: Fundição e Forjamento por Parafuso. Ambos empregam uma variedade de metais durante a construção de virabrequins fortes.
A fundição envolve a fusão de metais de fundição, como ferro fundido, e então o vazamento do metal derretido em um molde para fazer as peças. O processo previne que o virabrequim tenha irregularidades de forma ou garante o tamanho certo.
O processo de forjamento de parafusos usa parafusos feitos de aço forjado. Um bloco de aço é aquecido para brilhar em vermelho e forçado à forma preferida sob alta pressão. Essa técnica aumenta a solidez do virabrequim e o torna resiliente sob rotações de motor de tensão.
Para melhor desempenho e resistência estrutural, alguns componentes do virabrequim, como o munhão principal, são submetidos a tratamento de superfície processos incluindo endurecimento de superfície.
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Conclusão
Entre todos os componentes de um motor de combustão interna, o virabrequim é crucial. Sem ele, os motores não se moveriam como pretendido. Os principais componentes do virabrequim incluem retentores de óleo, mancais principais e que contribuem para a operação ideal do virabrequim. Neste artigo, detalhamos precisamente certos aspectos dos virabrequins, suas peças, funcionamento e fatores que contribuem para os custos em virabrequins. Assim, os leitores podem entender completamente a importância e a complexidade deste componente crítico.
Perguntas Frequentes
Q1. Como prolongar a vida útil do virabrequim?
Para estender a vida útil do virabrequim, garanta manutenção regular, use óleo de motor de alta qualidade, evite sobrecarregar o motor e mantenha a lubrificação adequada. Inspeções regulares de desgaste também podem evitar falhas prematuras.
Q2. Qual é o virabrequim mais comum?
O tipo mais comum de virabrequim é o virabrequim fundido. Ele é amplamente usado em motores padrão devido à sua acessibilidade e capacidade de suportar tensões típicas do motor.
Q3. Quantos tipos de medidas de virabrequim existem?
As medições do virabrequim geralmente incluem tamanho do mancal, comprimento do curso e diâmetro do virabrequim. Essas medições ajudam a determinar a compatibilidade do virabrequim com as especificações do motor.
Q4. Qual é o tipo mais forte de virabrequim?
O virabrequim forjado é o tipo mais forte, pois é feito de aço de alta qualidade e moldado sob pressão extrema, o que o torna altamente durável e resistente ao estresse e à fadiga.
Q5. Que tipo de motor funciona sem virabrequim?
Motores Wankel, ou motores rotativos, não requerem um virabrequim. Em vez disso, eles usam um rotor para converter pressão em movimento rotativo.
Q6. Um carro pode funcionar sem virabrequim?
Não, um carro não pode funcionar sem um virabrequim. O virabrequim é essencial para converter o movimento linear dos pistões em movimento rotativo, que aciona as rodas do veículo.