O que é uma árvore de cames num automóvel e qual a sua função?

A árvore de cames de um motor de automóvel é um componente crítico. Abre as válvulas dos cilindros em alturas adequadas, assegurando o seu funcionamento sincronizado. Sem ela, o seu automóvel não se moveria. No entanto, a sua localização oculta no motor faz com que seja uma peça pouco compreendida. Saiba mais sobre esta peça crucial do motor abaixo.

O que é uma árvore de cames num automóvel?

A árvore de cames de um motor de automóvel é o eixo cilíndrico que roda com a cambota. Tem uma construção inconfundível que consiste em protuberâncias elípticas ao longo do seu comprimento, colocadas em intervalos e ângulos específicos.

A sua localização varia consoante o conceção ou disposição do motor. Nos esquemas de válvulas à cabeça, situa-se no bloco de cilindros (junto à cambota). A maioria dos motores modernos tem-na na cabeça do cilindro.

Quais são os componentes básicos de uma árvore de cames

A árvore de cames é assim chamada por ter perfis elevados ou lóbulos ao longo do seu comprimento. Também tem outras secções, como se indica a seguir, juntamente com as suas funções.

• Eixo: a estrutura principal. Ela sustenta (e suporta) todas as outras partes
• Eixo de transmissão: a cambota liga-se a ele, permitindo a transferência de potência
• Cames: os perfis ovais que pressionam os vários componentes para abrir as válvulas
• Seguidores de câmara: as peças que accionam as cames
• Rolamentos: apoiar o eixo e permitir-lhe uma rotação eficaz, reduzindo o atrito

As peças da árvore de cames acima referidas recebem lubrificação constante para reduzir o desgaste, especialmente nas chumaceiras.

O que faz uma árvore de cames num motor de automóvel?

A função da árvore de cames é acionar as válvulas dos cilindros do motor. Fá-lo abrindo-as numa sequência temporizada, utilizando peças elevadas.

Ao girar, os pontos elevados (cames) pressionam os componentes mecânicos que se ligam à válvula. Cada lóbulo corresponde a uma válvula específica nos cilindros.

Para além do funcionamento temporizado, determina o período em que cada válvula permanece aberta, assegurando o desempenho ideal do seu automóvel. O período em que a válvula permanece aberta e a quantidade de elevação determinam o potência do motor.

Como funciona uma árvore de cames?

As cames são responsáveis pelo processo que acaba por abrir a válvula ou permitir o seu fecho. Pressionam contra os elevadores, as varetas, os balancins e, finalmente, a haste da válvula. Cada lóbulo tem estas peças:

• O nariz ou ponto mais alto que abre totalmente a válvula
• A rampa que começa gradualmente a abrir ou a fechar a válvula
• A secção mais baixa, designada por círculo de base, assegura uma válvula totalmente fechada.

Eis o princípio de funcionamento da árvore de cames que abre e fecha as válvulas do cilindro:

• A cambota gira e empurra o pistão para cima. Ao mesmo tempo, os lóbulos da árvore de cames empurram as válvulas de admissão para se abrirem.
• O mistura ar-combustível está agora pronto para a ignição. Entretanto, o veio continua a rodar e os lóbulos já não exercem pressão.
• As válvulas fecham-se, puxadas pela mola. A mistura de combustível e ar arde, libertando energia que empurra o pistão para baixo.
• A rotação do veio faz agora com que os lóbulos de escape abram a válvula. O processo repete-se, assegurando um funcionamento sincronizado das válvulas.

Tipos de mecanismo de acionamento da árvore de cames

Diferentes motores utilizam diferentes mecanismos para rodar a árvore de cames. Dependendo da sua distância de separação, o acionamento é uma correia dentada, uma corrente metálica ou um conjunto de engrenagens.

Cinto

O cinto é normalmente feito de fibra de vidro e borracha na parte de trás da lona reforçada. Um dos lados é dentado para garantir a aderência necessária. As correias desgastam-se rapidamente, mas funcionam quase silenciosamente. Além disso, não necessitam de lubrificação.

Cadeia

A corrente assenta em rodas dentadas na árvore de cames e na cambota, com marcas de temporização para garantir a sua correta instalação. A maioria dos motores modernos utiliza uma corrente de distribuição. Requerem pouca manutenção e duram muito tempo. No entanto, produzem mais ruído do que as correias.

Engrenagens

Nos projectos em que o veio está próximo da cambota, é comum utilizar um conjunto de engrenagens. A engrenagem da árvore de cames tem normalmente o dobro do tamanho da engrenagem da cambota. Esta relação permite que o veio gire a metade da velocidade da cambota.

Tipos de árvores de cames

As árvores de cames são classificadas com base, em primeiro lugar, na forma do seu eixo de transmissão e, em segundo lugar, no tipo de elevadores ou tuchos que utilizam.

Por forma do veio

• Cilíndrico - são cilíndricos com ranhuras para a placa de pressão
• Esférico - têm uma forma esférica com ranhuras para guiar a placa de pressão
• Radial - as cames radiais utilizam placas de contorno para deslocar os arrastadores
• Cunha - Estes tipos são pontiagudos numa das extremidades e têm uma base larga.
• Conjugado - têm dois rolos ligados à placa de pressão para um funcionamento mais silencioso

Por tipo de levantador/tapete

Um tucho, elevador ou seguidor é a peça que entra em contacto direto com os perfis elevados do eixo. Estão disponíveis em duas construções básicas: plana e de rolos.

• Cames de tucho plano - tem um furo plano que os lóbulos empurram. Embora seja uma opção menos dispendiosa, o tipo plano sofre mais desgaste. Também oferece uma elevação limitada.
• Came de rolos - este tipo utiliza um rolo. É mais caro, mas reduz o desgaste e a fricção, melhorando o desempenho e conseguindo uma maior elevação.

Ambos os modelos podem ser mecânicos ou hidráulicos e auto-ajustáveis. Os tipos hidráulicos utilizam um conjunto de êmbolo, enquanto os tuchos mecânicos são sólidos, sem componentes móveis.

De que são feitas as árvores de cames?

As árvores de cames são fabricadas a partir de ferro fundido ou aço endurecido. Dado o seu movimento constante, devem ser suficientemente robustos para resistir ao desgaste e aos danos.

Eixo de cames em ferro fundido

Normalmente, é utilizado ferro fundido refrigerado ou dúctil. Embora mais caro, o ferro fundido apresenta caraterísticas superiores, como a resistência ao desgaste e aos danos, tornando os veios mais fiáveis ao longo do tempo.

Eixo de cames em aço forjado

Os veios de aço são fabricados em aço endurecido ou em aço nitretado. O aço nitretado é um material melhor, com propriedades que se assemelham às do ferro fundido refrigerado.

Conclusão

A árvore de cames de um motor de automóvel desempenha a função vital de acionar as válvulas de admissão e de escape. Estes componentes estão disponíveis em muitas construções diferentes, pelo que é necessário selecionar o tipo certo.

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