MECÂNICA DE MOTOCICLETAS, Slides de Mecânica

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MECÂNICA DE

MOTOCICLETAS

Constituição da

motocicleta

Nesta Seção...

Breve histórico

Sistemas básicos e outros componentes

Desenvolvimento da motocicleta

O uso da motocicleta, como meio de transporte, teve seu maior incremento durante as Primeira e Segunda Guerras Mundiais. Nesse período, as mudanças ocorridas em sua estrutura original foram poucas. Destaca-se, como evolução técnica, a colocação do motor perto e embaixo do eixo da armação, cujo centro de gravidade significava controle mais seguro e maior estabilidade de direção.

Somente no início dos anos cinqüenta do século XX é que essas máquinas foram aperfeiçoadas com a inclusão dos garfos telescópicos dianteiros e balancins traseiros, ambos com amortecimento hidráulico, ou seja, amortecedores de choque. Foi, ainda, nos referidos anos que se chegou à combinação do motor com caixa de engrenagens redutivas (câmbio), propiciando maior variação de velocidade ao veículo.

Mas, a popularidade das motocicletas só ocorreu a partir dos anos sessenta do citado século, quando se procedeu a mudanças circunstanciais no tocante à estética e aerodinâmica, em decorrência, por exemplo, do seu uso em competições esportivas.

Durante a crise mundial do petróleo em meados dos anos setenta, a produção mundial de motocicletas apresentou notável crescimento, sendo hoje o Japão seu maior produtor.

O Brasil passou a produzir o veículo a partir de 1958, lançando, no mercado consumidor, um tipo de moto derivada das motocicletas italianas lambreta e vespa, que tiveram seus dias de glória até meados de 1965. Somente em fins de 1976 é que se retomou a produção de motos, desta feita lançando um modelo, derivado da moto Honda japonesa, na categoria de 125 cilindradas, conforme ilustra a fig. 2.

Fig. 2 – Primeira motocicleta produzida em série no Brasil

Atualmente, o Brasil ocupa uma posição de destaque na produção mundial de motocicletas, fabricando motos de diversos modelos e categorias, como, por exemplo, a Trail para competição, de 250 cilindradas, produzida pela Honda Motor do Brasil e ilustrada pela fig. 3.

Fig. 3

Sistemas básicos e

outros componentes

A motocicleta é constituída pelos sistemas indicados a seguir.

Chassi

É a peça principal na estrutura da motocicleta, pois nele estão montados todos os componentes dos diversos sistemas. Pode ser:

• de estrutura tubula r – o tipo mais procurado, pois oferece maior estabilidade em cidades ou estradas, sendo utilizado nas motocicletas com motores superiores a 200cm 3 ;

Fig. 4

Motor

É o produtor da força necessária para movimentar a motocicleta.

Sistema de transmissão

Tem por finalidade a transmissão às rodas da força gerada pelo motor.

Sistema elétrico

Assegura o bom funcionamento da ignição, da iluminação e dos demais acessórios da motocicleta.

Sistema de freio

Encarregado de deter parcial ou totalmente a motocicleta.

Sistema de suspensão

Responsável pela absorção dos solavancos produzidos pelas irregularidades do solo.

Sistema de direção

Serve de guia à motocicleta para a direção desejada pelo condutor.

Sistema de alimentação

Alimenta o motor com o combustível necessário ao deslocamento da motocicleta.

Sistema de distribuição

Faz com que o funcionamento do motor seja sincronizado juntamente com o comando valvular e distribuidor.

Sistema de lubrificação

É incumbido de manter lubrificadas as partes móveis do motor e da caixa de mudanças.

Sistema de embreagem

Encarrega-se de facilitar a troca de marchas, desligando o motor da caixa de mudanças.

Além desses sistemas, detalhados nos temas subsequentes, a motocicleta apresenta outros componentes, indicados a seguir.

Cubo da roda dianteira

É uma peça cilíndrica com orifício central, onde são alojados os rolamentos e os vedadores. Na parte externa do cubo, acham-se instalados os raios que recebem os esforços axiais da roda, encarregando-se estes últimos de transmitir tais esforços ao cubo. Os cubos são fabricados com ligas especiais de alumínio, por terem alta resistência, peso reduzido e serem excelentes dissipadores de calor.

Alguns cubos de rodas são fundidos e, juntamente com o tambor de freio, formam uma única peça. A fig. 7 ilustra um cubo de roda dianteira e os seus componentes.

espaçador do rolamento rolamento de esfera vedador trava da porca

retentor eixo da roda cubo da roda porca do eixo rolamento de esferas dianteiro com tambor de freio

Fig. 7

Com exceção dos tambores de freio, os cubos das rodas das motocicletas, em condições normais de uso, não sofrem muito desgaste. Por isso, seu recondicionamento se resume à troca de rolamentos e vedadores, que os condiciona a mais um longo período de duração. Os passos da referida operação encontram-se relacionados a seguir.

Por suportar maior peso e regimes forçados de trabalho, o cubo da roda traseira normalmente é mais reforçado do que o dianteiro, podendo, ainda, ser recondicionado de acordo com os passos indicados a seguir.

Recondicionamento do cubo da roda traseira

N.o Ordem de execução Ferramentas, instrumentos e utensílios

1 Instale a motocicleta na moto-rampa. (^) Uma motocicleta completa, chave

2 Retire a roda traseira. de boca fixa, chave de estria,

3 Desmonte o cubo da roda traseira.^ chave de fenda, alicate especial para trava, martelo de bola, toca- 4 Inspecione os elementos do cubo da roda traseira. (^) pino e elementos de limpeza

5 Monte o cubo da roda traseira.

6 Instale a roda traseira.

7 Retire a motocicleta da moto-rampa.

Para cumprir a ordem de execução n.o 2, é necessário adotar os procedimentos descritos a seguir.

Remoção e instalação da roda traseira

Fig. 9

N.o Ordem de execução Ferramentas, instrumentos e utensílios

1 Instale a motocicleta na moto-rampa. Chave de estria, chave de boca 2 Retire a roda traseira. fixa, chave de fenda, alicate 3 Instale a roda traseira. universal, martelo de plástico

Pneumáticos

Os pneus utilizados nas motocicletas não diferem muito dos usados nos automóveis. Basicamente, a diferença se dá em termos de dimensão e resistência. Destaca-se, também, a banda de rodagem lateral (ombro), que os pneus das motocicletas utilizam para manter a aderência ao solo nas inclinações ocasionadas pelas curvas.

Quanto ao desenho da banda de rodagem, varia de acordo com sua aplicação; para uso em vias comuns e estradas asfaltadas, utilizam-se pneus com sulcos menos profundos e de menor reforço interno. Para os caminhos difíceis e enlameados, ou do tipo trail , enduro, cross , etc., são utilizados pneus especiais que, geralmente, têm sulcos profundos na banda de rodagem e maior reforço interno.

No interior do pneu, há uma câmara de ar idêntica às utilizadas nos veículos em geral, diferindo apenas uma dimensão. Devido às severas condições de trabalho a que são submetidos, os pneumáticos sofrem desgastes que forçam sua substituição periodicamente. No entanto, para que se possa obter o máximo de rendimento dos pneus, é preciso que se obedeça a algumas recomendações dos fabricantes, como pressão de ar, aplicação correta, etc.

A fig. 10 ilustra um pneu em corte utilizado em motocicleta, com destaque para os seus componentes internos e externos.

1 2

3

4 5

Fig. 10

1. Banda de rodagem – aumenta a força motriz e frenagem.
2. Ombro – exerce o papel da banda de rodagem nas inclinações provocadas pelas curvas.
3. Flanco – suporta as deformações provocadas pelas irregularidades do solo.
4. Lonas – aumentam a resistência do pneu aos impactos sofridos.
5. Talão – é a parte que mantém contato com o aro da roda; contém reforço em aço, para aumentar sua resistência e hermeticidade.

Rolamentos axiais

Estes rolamentos, por utilizar elementos rodantes de grande precisão e com larga área de contato, podem suportar grande capacidade de carga num pequeno espaço. São utilizados para trabalhar tanto na horizontal quanto na vertical (fig. 13).

Fig. 13

Rolamentos radiais

São utilizados nas caixas de mudanças e podem vir incorporados com um anel retentor na periferia do anel externo, sendo lubrificados pelo próprio óleo da caixa de mudanças (fig. 14).

Fig. 14

Motores

Nesta Seção...

Funcionamento do motor de combustão interna

Motor de dois tempos

Este motor, comumente conhecido como motor ciclo Otto, surgiu simultaneamente na Alemanha e França em fins do século XIX. Vem sofrendo modificações e aperfeiçoamentos técnicos que têm resultado numa extraordinária performance em termos de potência e economia.

Sua utilização é quase universal em veículos autopropulsares na terra, ar ou mar. Em motocicletas, utilizam-se motores a explosão similares aos utilizados nos demais veículos automotores, diferindo apenas no tamanho, forma, peso e outras particularidades, mas obedecendo aos mesmos princípios, conforme descrito a seguir.

Princípio de funcionamento

O funcionamento dos motores à combustão interna assemelha-se ao ciclo de trabalho de um canhão antigo.

Vejamos, por exemplo, como se processa o ciclo de trabalho desse tipo de canhão. Inicialmente, é introduzida, no interior do seu cilindro, certa quantidade de combustível. Em seguida, colocam-se um fardo de pano, resíduos de madeira e ou outro elemento sólido que sirva para pressionar o combustível colocado no cilindro. Utilizando um batedor apropriado, pressiona- se a chamada bucha de canhão de encontro ao combustível, cujo efeito é o condicionamento a explosão, isto porque todo combustível, pressionado, ao inflamar-se desloca, violentamente, os gases resultantes da combustão, o que caracteriza o efeito explosão.

Como o objetivo do canhão é expelir um corpo sólido de encontro a um alvo qualquer, introduz- se também, no interior do cilindro, uma bola de ferro chamada bala de canhão.

Para que aconteça a explosão do combustível pressionado, faz-se necessária a ignição desse combustível, geralmente provocada pela chama de um pavio embebido em combustível e em contato direto com o combustível pressionado. Assim, o operador do canhão irá acender o pavio, que, ao alcançar o combustível pressionado, provoca sua explosão, em consequência da qual ocorre a expansão dos gases queimados, que impulsionam a bala ao local desejado.

Mas os gases queimados deixam resíduos no cilindro, como, por exemplo, o gás carbônico resultante da combustão, que fatalmente podem prejudicar nova utilização do canhão; por isso, devem-se retirar esses gases do interior do cilindro, para que se possa reutilizar o canhão.

Mecanismo de funcionamento

Vimos, anteriormente, que o motor a combustão interna transforma o movimento retilíneo e alternado de sobe e desce, efetuado pelo êmbolo, em movimento rotativo da árvore de manivelas. Isso significa que o êmbolo obrigatoriamente inverte seu curso em dois pontos distintos, que passamos a denominar ponto morto superior (PMS) e ponto morto inferior (PMI), conforme ilustra a fig. 2.

PMS

PMI

Fig. 2

Agora, vamos introduzir um mecanismo nesse motor que permite alimentá-lo com mistura combustível, além de possibilitar a expulsão dos gases queimados de forma prática e automática. Passamos a denominar esse elemento de mecanismo das válvulas, conforme demonstrado a seguir.

Mecanismo das válvulas

Tem por função abrir e fechar as válvulas do motor no momento adequado, o que ocorre porque este mecanismo está sincronizado com o movimento da árvore de manivelas, como mostra a fig. 3.

balancins

válvulas

êmbolo haste de comando dos balancins tuchos árvore de comando das válvulas

árvore de manivelas Fig. 3

Compressão

Vimos, anteriormente, que o êmbolo se deslocou do PMS ao PMI, aspirando a mistura combustível. Ao inverter seu curso, inicia-se a segunda fase, ou seja, a de compressão da mistura combustível aspirada, que se desenvolve através do deslocamento ascendente do êmbolo do PMI ao PMS, reduzindo, sensivelmente, o espaço ocupado pela mistura combustível. Nesse meio tempo, a árvore de manivelas haverá completado mais meia volta (fig. 5).

êmbolo

árvore de manivelas

Fig. 5

Explosão

Ao atingir o PMS na fase de compressão, o êmbolo terá comprimido fortemente a mistura combustível, condicionando-a à explosão. Para ocorrer a explosão dessa mistura combustível, faz- se necessário o auxílio de um novo elemento, que provoca uma faísca elétrica no espaço em que a mistura está comprimida e, conseqüentemente, a sua ignição. Como o efeito da explosão provoca a expansão dos gases queimados, eles deslocam violentamente o êmbolo do PMS ao PMI, caracterizando a fase. Tal fenômeno é também conhecido como tempo motor (fig. 6). Com a conclusão desta fase, ocorre mais meia volta da árvore de manivelas.

êmbolo

árvore de manivelas

Fig. 6

Escapamento

Ao atingir o PMI por força do deslocamento dos gases inflamados, o êmbolo tende a inverter o seu curso. Nesse momento, o mecanismo das válvulas abre a válvula de escapamento, que permanece aberta, até que o êmbolo atinja novamente o PMS. A pressão provocada pelo movimento ascendente do êmbolo faz com que os resíduos dos gases queimados sejam expulsos do interior do cilindro através da válvula de escapamento (fig. 7.). Com isso, ocorre a quarta e última meia volta da árvore de manivelas, completando as duas voltas dela para o complemento do ciclo. A partir deste momento, inicia-se novamente a primeira fase, e assim sucessivamente.

êmbolo

árvore de manivelas

Fig. 7

Os motores a combustão interna diferem entre si em tamanho, potência desenvolvida, número de cilindros, combustíveis utilizados e outras particularidades dos seus fabricantes. Entretanto, todos obedecem aos princípios básicos de funcionamento de seu projeto original em épocas remotas. Portanto, conhecedor de tais princípios, você pode entender melhor essas peculiaridades.

Motor de dois tempos

É o motor que completa o ciclo de funcionamento em dois tempos, ou seja, em dois cursos do êmbolo e uma volta da árvore de manivelas.

Alguns fabricantes de motocicletas adotam, em seus modelos, motores de dois tempos, principalmente pela simplificação de construção, com menos peso e fácil manutenção.

Constituição do motor de dois tempos

Basicamente, em termos de componentes, o motor de dois tempos não difere muito do motor convencional de quatro tempos. O fato mais notório, nesse aspecto, é que o motor de dois tempos,