Com a evolução dos motores em relação ao consumo de combustível, potência e emissões; os sistemas que os envolvem também evoluíram. Dentre estes sistemas, vamos comentar sobre o “Sistema de Arrefecimento”. Sua finalidade é controlar as variações dimensionais, mantendo a temperatura dentro dos limites especificados em seu projeto. Também absorve parte da energia gerada na combustão, ou seja, absorve o excesso de calor nos cilindros do motor. Podemos considerar dois Sistemas de Arrefecimento:
Sistema de arrefecimento de ar (forçado)
É um sistema simples utilizado por alguns fabricantes de motores tanto ciclo Otto como Diesel. Nos motores aplicados em carros e máquinas, o sistema é composto por uma correia e por uma ventoinha (ventilador) que força o ar a passar entre as aletas presentes nos cilindros e nos cabeçotes. Nos motores utilizados em moto e refrigerados a ar, existe somente as aletas. Desta forma; o ar ao passar por entre as aletas para dissipar o calor gerado na combustão é absorvido por elas. As aletas dos cilindros e cabeçote aumentam a área de contato com o ar. Existem em alguns motores chapas defletoras que direcionam o fluxo de ar forçado para as aletas dos cilindros e cabeçote fazendo com a troca térmica seja a mais eficiente.
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SISTEMA DE ARREFECIMENTO POR LÍQUIDO REFRIGERANTE
Este sistema é o mais utilizado e mais complexo também. Ele é composto por mangueiras e mangotes, líquido de arrefecimento, bomba d’ água, válvula termostática, radiador, ventilador mecânico, elétrico e com acionamento multiviscoso, tanque de expansão e tampa. As mangueiras e mangotes têm a função de unir o bloco ao radiador e o radiador à bba. d’agua, facilitando a passagem do liquido de arrefecimento entre os componentes.
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O líquido de arrefecimento é composto por água e aditivo. A sua função no sistema é criar película para proteger em todas as paredes por onde água circula e manter o grau de estabilidade do liquido.
A bomba d’ água tem a função de fazer circular de arrefecimento pelas galerias existentes no bloco, no cabeçote do motor e pelo radiador. A válvula termostática mantém a temperatura do motor dentro dos padrões estipulados. Isto ocorre segundo a necessidade, pois ao dar partida no motor enquanto está frio, a válvula permanece fechada, evitando a circulação do líquido pelo motor e radiador. Assim, a temperatura aumenta, a válvula abre e fecha, regulando o fluxo do líquido de arrefecimento, conforme a temperatura aumenta e diminui. Desta forma, o motor funciona com a temperatura dentro dos padrões.
O radiador tem a função de retirar o calor absorvido pelo líquido de arrefecimento durante sua circulação pelas galerias do bloco e cabeçote. É composto por tubos e aletas curvadas dentro de uma estrutura, que retiram o calor do líquido de arrefecimento. O ventilador mecânico composto por uma hélice e correia acoplada ao eixo virabrequim.
O ventilador elétrico e eletro-magnético são mais complexos e necessitam de sensores térmicos para efetuar seu acionamento. Estes últimos não retiram potência do motor, pois são totalmente independentes do conjunto motor. Todos têm a função de forçar a passagem de ar pelos tubos e aletas do radiador resfriando o líquido de arrefecimento. O tanque de expansão composto pelo reservatório e tampa, armazena o líquido de arrefecimento que expandiu do radiador e faz com que o mesmo retorne para o sistema assim que o motor esfrie, evitando a constante reposição. A tampa do radiador / reservatório mantém a pressão elevada no radiador/reservatório, fazendo com que o ponto de ebulição se mantenha elevado. Por diferença de pressão, permite o retorno do líquido armazenado no reservatório para o radiador.
Este sistema por envolver mais elementos, o cuidado deve ser maior:
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