Comando de Válvulas Explicado: Funções Principais, Design e Impacto no Desempenho do Motor

Desde o início do motor de combustão interna, o comando de válvulas (camshaft) é um dos componentes importantes. Até este século 21, seu princípio de funcionamento permanece o mesmo em motores automotivos.

Comandos de válvulas são componentes simples: haste ou eixo comprido, com lóbulos de came individuais posicionados ao longo. Com estes lóbulos, o eixo é chamado de cames.

O eixo gira permitindo a forma do came atuar sobre uma válvula. Responsável por empurrar válvulas que abrem e fecham os tempos de compressão e escape. A velocidade da rotação controla a taxa de suas ações.

Hoje veremos definição, princípio de funcionamento, fabricação, partes e problemas do comando de válvulas em motor automotivo.

O que é um Comando de Válvulas?

Um comando de válvulas consiste de haste cilíndrica percorrendo o comprimento da bancada de cilindros. Seu funcionamento alcançado com números de cames ao longo do comprimento. Um lobo para cada válvula. Estes lóbulos forçam a válvula a abrir pressionando-as.

Mecanismo intermediário usado para fechamento da válvula. Conforme comando gira, molas no lugar fecham a válvula. Acontece quando lóbulos atingem ponto mais alto na vareta, quando válvula completamente aberta. Mola puxa válvula de volta fechando-a.

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Este princípio de funcionamento do comando é diferente em veículos modernos.

Motores de combustão interna modernos encontram comando inútil em seu funcionamento. Sua calibração controla quantidade de mistura ar-combustível que entra na câmara. Esta entra em nível preciso. Após combustão, gás de escape sai abrindo caminho para próxima mistura.

Este design não afeta apenas eficiência e operação do motor. O movimento do pistão deve ser perfeitamente sincronizado para abertura e fechamento das válvulas. Tem efeito drástico no desempenho do veículo.

Comandos de válvulas conectados através de correia ou corrente de distribuição para garantir seu tempo e giro. Move diretamente pistões dentro do cilindro. O design dos lóbulos do comando também controla velocidade de abertura e fechamento das válvulas. Assim, este é o princípio de funcionamento do comando em motores modernos.

Vídeo abaixo dá explicação adicional sobre funcionamento dos comandos:

Material do Comando de Válvulas:

Comandos feitos de metal para obter rigidez. Ferro fundido usado pois oferece resistência, para produção em massa. Comandos de ferro resfriado (chilled iron) têm boa resistência ao desgaste pois processo de resfriamento endurece material.

Outros elementos adicionados ao ferro antes da fundição para obter propriedades mais adequadas à aplicação.

Aço de tarugo (billet steel) usado por fabricantes quando alta qualidade e baixa produção em volume requeridos. Embora mais demorado e caro que outros métodos.

Seu método de construção: forjamento, fundição, usinagem (torno ou fresadora). Diferentes barras de aço podem ser usadas.

Relacionamento entre Comando de Válvulas e Virabrequim

Relacionamento destes dois sistemas de acionamento: rotação do comando e virabrequim. Devido ao fato de válvulas controlarem fluxo de admissão de ar/combustível e gases de escape. Esta válvula controlada pelo comando para abertura e fechamento apropriados durante curso do pistão.

Por isso comando conectado ao virabrequim, diretamente através de mecanismo de engrenagem. Também indiretamente via correia ou corrente chamada correia de distribuição ou corrente de distribuição. Mecanismo direto incomum devido ao custo.

Principais partes do comando de válvulas

Abaixo as principais partes:

Mancais Principais (Main Journals): Potência produzida pelo comando vem de rotação constante. Função dos mancais: manter comando no lugar enquanto gira no compartimento do motor.

Lóbulos (Lobes): conforme gira, lóbulos giram junto com movimento do pistão. Função: abrir e fechar válvulas para gases de admissão e escape. Velocidade dos lóbulos depende da velocidade do motor.

Extremidades (Ends): extremidade frontal projetada para carregar correia conectando ao virabrequim. Extremidade traseira gira distribuidor do motor com engrenagem especial. Tempo de ignição em sintonia com resto do motor com esta parte.

Mancais (Bearings): montados em conjunto com mancais principais. Ajudam prevenir dano do comando ao bloco do motor quando motor falha. Mancais mantêm rotação do comando suave.

Causas de falha do comando de válvulas e sua prevenção

Vários problemas podem desenvolver-se no comando. Se não notados, podem causar quebra completa do motor. Abaixo principais causas:

• Desgaste de lóbulos.
• Amaciamento inadequado (break-in).
• Tuchos de óleo com comando novo.
• Interferência mecânica – ocorre como interferência de mola (coil bind), retentor a vedação, válvula a pistão, e fenda do balancim a pino.
• Comando quebrado.
• Jogo axial excessivo.
• Pinos de posicionamento ou chavetas quebrados.
• Pressão de mola de válvula incorreta.

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Sintomas de sensor de posição do comando de válvulas defeituoso

Sensor de posição no comando dá informação sobre condição do comando. Informação enviada ao módulo de controle do motor (ECM) do veículo. ECM usa dados para determinar tempo de ignição. Também nota injeção de combustível que motor requer.

Assim, sensor ajuda motor funcionar corretamente. Também notifica usuário sobre condição do motor devido à informação recebida.

Porém, sensor de posição do comando pode falhar, enfraquecer ou desgastar. Pode ocorrer por acidente ou desgaste normal. Abaixo sinais de alerta do sensor de posição do comando antes que falhe e danifique motor:

• Condução do veículo muda completamente
• Veículo pode nem dar partida
• Luz do motor (check engine) acende

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