Como Funcionam os Volantes do Motor: Explicando o Desempenho

O volante do motor (flywheel) é um dos componentes mais importantes do motor automotivo. É dispositivo mecânico projetado especificamente para armazenar energia rotacional (energia cinética). É proporcional ao quadrado de sua velocidade rotacional e massa.

O que é um volante do motor?

Um volante como roda pesada requer força suficiente para girar em seu eixo. Resiste a mudanças na velocidade rotacional por seu momento de inércia. Para alterar a energia armazenada, sua velocidade rotacional deve aumentar ou diminuir. Ou seja, continua girando até que muita força seja aplicada.

Grande quantidade de energia cinética é preservada quando o volante gira. Esta energia é usada depois para dar partida no motor ou acelerar o veículo.

Hoje veremos definição, construção, funções, princípio de funcionamento e sintomas de volante automotivo defeituoso.

Construção de um volante

Devido à exigência de robustez, é tipicamente feito de aço que gira em mancais convencionais. Volantes de alta densidade energética são feitos de compósitos de fibra de carbono e usam mancais magnéticos. Tal volante gira a velocidades até 60.000 RPM (1 kHz).

Funções do Volante

Volantes encontram-se em quase todos tipos de automóveis pois servem a diversos propósitos:

Balanceamento do Motor: como pistões estão descentrados do centro do virabrequim, vibração e oscilação ocorrem. Também porque cada pistão dispara em ângulo diferente.

A função do volante aqui é suprimir movimento lateral. Alcançado pelo peso do volante. Volantes reduzem vibração do motor como um todo, estabilizando e balanceando nos suportes.

Partida do Motor: o volante desempenha outro papel na partida. Os dentes de engrenagem no volante conectam-se ao motor de partida. Este é controlado pela chave do carro: ao dar partida, o motor de partida gira o volante.

Imediatamente o motor gira, o efeito de combustão continua girando o motor. A engrenagem Bendix no motor de partida retrai para o volante girar livremente.

Redução de tensão no trem de força: alcançada estabilizando movimento do motor. Também suaviza velocidade do motor e reduz desgaste nos componentes do trem de força.

Volante também limita desgaste entre eixo de transmissão e eixo de propulsão. Estes dois conectam-se com junta universal.

Suavização da velocidade do motor: O virabrequim converte movimento do pistão em movimento rotativo, que é irregular pois potência é gerada intermitentemente. A velocidade rotacional do virabrequim torna-se constante e o motor roda suavemente. Isso porque a massa do volante aplica inércia mantendo o virabrequim girando entre cada disparo dos pistões.

Manipulação de peso: o peso do volante determina performance do motor. Projetado baseado na performance do veículo.

Volantes mais pesados permitem motor trabalhar sob cargas que fariam o motor "afogar". Caminhões grandes ou reboques beneficiam-se de volantes pesados; carros esportivos e alguns comerciais usam volantes mais leves.

Princípio de Funcionamento

O princípio de funcionamento é simples e interessante: armazena energia para uso do veículo. Assim como bateria mecânica armazena energia em forma química, volantes guardam potência na forma de energia cinética.

Mais energia produzida se volante gira em velocidade maior. Maior momento de inércia significa mais volumoso. É melhor girar mais rápido que aumentar massa. Volantes mais leves produzem o dobro de energia que volantes com peso dobro. Quanto mais leve o volante, mais energia armazenada.

É aconselhável usar rodas leves de alta velocidade em vez de massivas. Mas para veículos pesados como reboques, caminhões, vans, volantes pesados são adequados. Pois carregam carga extra e não precisam rodar em altas velocidades.

Portanto, saber como volante funciona: maior a velocidade, maior energia armazenada. Porém, se velocidade aumentar demais, material da roda pode não suportar a força, podendo quebrar.

O vídeo abaixo explica como o volante funciona:

Sintomas de volante defeituoso

Abaixo sintomas quando volante está com defeito:

Embreagem patinando: ocorre ao trocar marchas dirigindo. A marcha pode patinar. Acontece quando nenhuma potência transferida às rodas, resultando em embreagem gasta.

Embreagem patinando eventualmente gasta o volante também. Ruídos de trituração podem ocorrer repentinamente da placa de pressão e outras partes do volante no conjunto da embreagem superaquecerão. Levará a empenamento e até trinca.

Embreagem arrastando: similar a patinar. Nesta situação, embreagem não libera completamente. Causa diversos níveis de trituração de marcha ao trocar.

Pode levar a falha completa de engatar primeira marcha ao partir da imobilidade. Este problema não vem diretamente do volante mas do mancal ou bucha no conjunto do volante ou virabrequim.

Cheiro de queimado: produzido quando embreagem funciona incorretamente. Causado por volante ruim ou motorista inexperiente.

As faces das embreagens são projetadas com materiais para reduzir ruído durante funcionamento.

Esta face produz muito calor por atrito se não operada corretamente. Assim, cheiro acre perceptível ocorre.

Leia: Funcionamento e eficácia do eixo de hélice

Pedal da embreagem vibra: vibrações vindas do pedal ou assoalho do veículo quando volante defeituoso. Acontece porque os suportes de mola do volante falharam.

Isso indica que o mecanismo de mola normalmente reduz vibrações geradas pelo uso da embreagem.

Trepidação da embreagem (Clutch chatter): ocorre ao dificuldade em engatar embreagem. Pula junto com volante conforme embreagem agarra e solta repetidamente. Sensação de tranco ou vibração ao soltar.

Trepição ocorre frequentemente em qualquer marcha, popularmente ao partir da parada completa. Volante empenado pode ser causa.

Este problema pode ser difícil diagnosticar pois disco de embreagem, placa de pressão ou mancal de liberação podem estar em falta. Estas peças podem estar gastas, quebradas, empenadas ou contaminadas por óleo. Mostram mesmos sintomas da trepidação.

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