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Comportamento dos motores – Parte 7 – Cabeçote


Antes tarde do que nunca! Continuando a nossa série de artigos sobre o comportamento dos motores, chegamos a outro fator importantissimo no funcionamento de um motor: O cabeçote.

Cabeçote 2 tempos

Cabeçote 2 tempos


Nos motores 2 tempos, o cabeçote é uma peça simples, praticamente sem partes móveis, servindo apenas como câmara de combustão e para acomodar a vela de ignição. Mas nos motores 4 tempos, é uma peça muito complexa, cheia de partes móveis e que afeta muito o comportamento do motor.
Cabeçote 4 tempos

Cabeçote 4 tempos


O cabeçote acomoda as válvulas do motor, as árvores de comando, as velas de ignição e é a câmara de combustão do cilindro. Quando o pistão entra no tempo de compressão, o combustível é comprimido contra o cabeçote, e fica sob grande pressão na câmara de combustão, onde a faísca da vela de ignição o detona, empurrando o pistão novamente para baixo. Portanto, o cabeçote é certamente uma das peças que são mais exigidas em um motor.
Cabeçote detalhado

Cabeçote detalhado


Na câmara de combustão existem alguns buracos, por onde as válvulas são montadas. As válvulas servem para fechar estes buracos e manter a câmara de combustão totalmente fechada, justamente para que o combustível possa ser comprimido nela sem vazar. Mas as válvulas de admissão devem se abrir no tempo de Admissão, assim como as válvulas de escape devem se abrir no tempo de exaustão. Esse comando de abertura e fechamento das válvulas é controlado pela árvore de comando, um tipo de engrenagem que gira sobre todas as válvulas, e seus chanfros empurram a válvula para baixo, fazendo assim com que ela não tampe mais os buracos dentro da câmara de combustão, permitindo a passagem do combustível para dentro dela, ou do gás queimado para fora dela.
Árvores de comando da Kasinski Mirage

Árvores de comando da Kasinski Mirage


A árvore de comando geralmente é acionada por uma corrente, chamada “corrente de comando”, e esta corrente é acionada por uma engrenagem do virabrequim, portanto, a própria rotação do motor aciona os sistemas do cabeçote. Aos motores onde a árvore de comando é acionada por uma corrente, damos o nome de OHC (Over Head Camshaft). É o caso da Yamaha Fazer, das Titans a partir de 2004, da Yes, da Falcon e de muitas outras Motos.
Motor OHC

Motor OHC


Existem motores que possuem duas arvores de comando no cabeçote. Neste caso, uma delas aciona apenas as válvulas de admissão, e a outra aciona apenas as válvulas de escape. O funcionamento é igual ao OHC. O nome deste tipo de motor é DOHC (Double Over Head Camshaft). É o caso da Twister, da Mirage, e de quase todas as motos de alto desempenho.
Motor DOHC

Motor DOHC


Existe um outro tipo de acionamento de válvulas: Por varetas. No lugar da corrente de comando, existem duas varetas de metal que sobem e descem em um pequeno trilho. Essas varetas acionam pequenas alavancas, chamadas de “balancins”, e esses balancins abrem e fecham as válvulas do cabeçote. Esse tipo de motor é mais antigo, e foi muito usado nas motos pequenas, como a CG 125. Este tipo de motor é chamado OHV (Over Head Valve).
Motor OHV

Motor OHV


Independente da forma como o comando de válvulas é acionado, o objetivo é sempre o mesmo: Empurrar a válvula para baixo na hora certa para abrir a passagem, e alivar a pressão sobre ela no momento certo, para que a mola onde a válvula é montada faça ela subir e voltar a vedar a câmara de combustão.

A quantidade e o tamanho das válvulas diz muito sobre o comportamento do motor, assim como os comandos. As válvulas são a porta de entrada do combustível para dentro do motor, então, quanto maior forem estas válvulas, ou maior a quantidade delas, mais combustível o motor vai conseguir admitir. O mesmo se aplica as válvulas de escape: Quanto maiores, mais gas queimado o motor conseguirá expelir, e portanto, mais espaço no cilindro será liberado para admitir combustível no próximo tempo.

Cabeçote de 4 valvulas por cilindro

Cabeçote de 4 valvulas por cilindro


Mas a capacidade de fluxo de admissão e exaustão não depende apenas do tamanho ou da quantidade de válvulas. O tempo que essas válvulas ficam abertas é ainda mais importante. Quando o cilindro entra no tempo de admissão, o pistão começa a descer, abrindo espaço para a entrada do combustível. Além disso, a válvula de admissão se abre. Com isso, a pressão dentro do cilindro diminui, forçando o combustível a entrar (pois a pressão fora do cilindro é maior). Quando o pistão chega até seu ponto mais baixo, a válvula de admissão deve fechar, pois quando o pistão começar a subir novamente, o cilindro já estará no tempo da compressão, e para que haja compressão, a câmara de combustão deve estar completamente vedada.

Quem controla o tempo que as válvulas ficam abertas é a arvore de comando. Em motores de alto desempenho, os comandos são projetados para permitir que as válvulas fiquem abertas o maior tempo possível, a fim de permitir que a maior quantidade de combustível entre. Porém, em motores desenvolvidos com a economia de combustível em foco, os comando são mais restritivos, a fim de permitir uma pequena passagem do combustível. O projeto dos comando de escape também são cuidadosos. Em motores que atingem rotações elevadas, é importante dar muita vazão para os gases queimados, mas em motores onde o torque é mais importante, as válvulas tem tempos de abertura mais curtos, pois de certa forma, o motor trabalha mais cheio assim.

Diretamente ligados as válvulas, estão os coletores. Existem dois tipos: Coletores de Admissão e Coletores de Exaustão.
Os coletores de admissão são dutos de metal, plástico ou borracha, por onde o combustível passa. Ele é a ligação entre carburador (ou Injeção Eletrônica) e o motor. Já os coletores de exaustão são canos de metal que levam os gases queimados para o cano de escapamento. Os coletores de exaustão aquecem muito. Vou falar mais sobre eles e sua importância nos próximos artigos.

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