Árvore de Comando

Principais Perguntas

Qual é o papel de uma árvore de comando em um motor de combustão interna?
A árvore de comando aciona as válvulas de admissão e escape dos cilindros de pistão, garantindo que a sincronização das válvulas esteja coordenada com o movimento do pistão para que o motor funcione suavemente.

Como a árvore de comando interage com o virabrequim em um motor de quatro tempos?
A árvore de comando está ligada ao virabrequim por engrenagens, correntes ou uma correia, girando à metade da velocidade do virabrequim e coordenando a sincronização das válvulas com o movimento do pistão.

Quais são os nomes dos quatro tempos em um ciclo de quatro tempos?
O ciclo de quatro tempos compreende o tempo de admissão, tempo de compressão, tempo de combustão e tempo de escape.

Quais são os nomes dos diferentes tipos de árvores de comando?
Os diferentes tipos de árvores de comando são: tucho plano sólido, tucho plano hidráulico, rolo sólido e rolo hidráulico.

árvore de comando, em motores de combustão interna, um eixo giratório com discos acoplados de forma irregular (os cames), que acionam as válvulas de admissão e escape de um pistão e cilindro. Os cames e a árvore de comando geralmente são formados como uma unidade, com os cames dispostos em ângulos para abrir e fechar as válvulas em uma sequência prescrita à medida que os cames giram. Uma árvore de comando independente para cada fileira de cilindros é acionada por engrenagens ou correntes a partir do virabrequim. Alguns projetos de motor contam com duas árvores de comando para cada fileira de cilindros.

Função

A árvore de comando está mecanicamente ligada ao virabrequim por engrenagens ou através de correntes ou uma correia, de modo que a sincronização das válvulas (controlada pela árvore de comando) permaneça coordenada com o movimento do pistão (que impulsiona o virabrequim). A árvore de comando geralmente gira à metade da velocidade do virabrequim em um motor de quatro tempos.

À medida que o pistão se move para cima e para baixo, a árvore de comando abre e fecha as válvulas de admissão e escape. Essa coordenação precisa é crítica para que um motor funcione suavemente através de um ciclo típico de quatro tempos.

O ciclo de quatro tempos

Tempo de admissão: A abertura da válvula de admissão do cilindro do pistão permite que a mistura de ar e gasolina entre no cilindro à medida que o pistão se move para baixo no cilindro.

Tempo de compressão: A válvula de admissão se fecha à medida que o pistão sobe, comprimindo a mistura de ar e gasolina.

Tempo de combustão: Uma vela de ignição na parte superior do cilindro acende a mistura. A força da explosão gerada empurra o pistão para baixo. É daqui que vem a potência do motor.

Tempo de escape: A árvore de comando abre a válvula de escape do cilindro, permitindo que os gases saiam do cilindro à medida que o pistão volta a subir.

Como a árvore de comando se move à metade da velocidade do virabrequim, um ciclo de quatro tempos é concluído a cada duas rotações do virabrequim.

Tipos de árvores de comando

Há quatro tipos de árvores de comando com base no projeto das peças que conectam os lóbulos de came às válvulas.

• Tucho plano sólido: Este é um projeto tradicional no qual o came empurra diretamente sobre um tucho plano. Funciona bem em altas velocidades, mas faz mais ruído e precisa de ajustes regulares para manter a folga correta (lash).

• Tucho plano hidráulico: Embora semelhante ao tipo plano sólido, o plano hidráulico tem uma pequena peça cheia de óleo em seu interior que mantém automaticamente a folga correta. Isso o torna mais silencioso, mais suave e mais fácil de manter.

• Rolo sólido: Em vez de uma superfície plana, o tucho tem uma pequena roda de rolo que se desloca sobre o came. Isso reduz o atrito e permite que o motor use cames adicionais com curvas de cabeça mais abertas para obter mais potência. Assim como o tipo plano sólido, precisa de ajustes regulares.

• Rolo hidráulico: Este combina a roda de rolo, com seu atrito reduzido e maior potencial de potência, com um sistema de óleo de autoajuste, o que elimina a necessidade de verificações manuais de folga. Este projeto é silencioso, durável e de baixa manutenção.

As árvores de comando também podem ser classificadas com base na localização da árvore de comando em relação às válvulas e como seu movimento chega até elas:

Come no bloco (válvulas no cabeçote): Neste projeto, a árvore de comando está posicionada dentro do bloco do motor. As varetas transferem o movimento dos cames para os balancins, que movem as válvulas.

Árvore de comando no cabeçote: A árvore de comando está localizada acima das válvulas no cabeçote. Isso elimina a necessidade de varetas e permite maiores rotações do motor.

Árvore de comando simples no cabeçote: Uma árvore de comando é usada para todos os cilindros e controla tanto as válvulas de admissão quanto as de escape.

Dupla árvore de comando no cabeçote: Duas árvores de comando são usadas para os cilindros do motor. Uma árvore de comando aciona todas as válvulas de admissão e a outra as de escape. Isso permite maior flexibilidade na sincronização das válvulas.

Glossário

Lóbulo de came: A porção elevada, aproximadamente em forma de ovo, da árvore de comando. À medida que gira, sua forma converte o movimento rotatório em um movimento de cima para baixo para abrir e fechar as válvulas.

Tucho (levantador ou seguidor): Um pequeno componente que se desloca sobre o lóbulo de came e transfere seu movimento para o restante do trem de válvulas. Pode ser do tipo plano ou de rolo, e sólido ou hidráulico.

Vareta: Uma haste fina usada em motores com come no bloco para levar o movimento para cima a partir do tucho no bloco do motor até o balancim no cabeçote.

Balancim: Uma pequena alavanca que gira para empurrar uma válvula a abrir quando é levantada.

Válvula: Um componente carregado por mola no cabeçote que se abre para admitir a mistura de ar e gasolina (válvula de admissão) ou liberar os gases de escape (válvula de escape) e se fecha hermeticamente para selar a câmara de combustão.

Folga de válvula (claro): Pequeno espaço deixado entre os componentes do trem de válvulas (geralmente entre a ponta da haste da válvula e o balancim ou seguidor) quando a válvula está totalmente fechada e o lóbulo de came não está acionando as válvulas.

Sincronização variável de válvulas

A duração fixa durante a qual as válvulas de admissão e escape no cilindro do pistão abrem e fecham proporciona um funcionamento consistente, mas isso tem suas desvantagens. Quando o virabrequim gira a um ritmo mais baixo, as válvulas deveriam abrir e fechar mais cedo, enquanto se o virabrequim gira mais rápido, elas deveriam abrir mais cedo mas depois permanecer abertas por mais tempo. A duração fixa da sincronização de válvulas não pode acomodar tais ajustes. Os motores modernos frequentemente incorporam sincronização variável de válvulas, na qual a fase da árvore de comando em relação ao virabrequim pode ser ajustada mesmo enquanto o motor está em funcionamento.

Este sistema melhora a potência e a eficiência de combustível em diferentes rotações do motor e reduz as emissões. Alguns projetos avançados incluem sistemas de válvulas sem cames ou eletrohidráulicos, nos quais os acionadores manuais como os cames são substituídos por elementos que funcionam com energia elétrica.