componentes do trem de vlvulas

8/19/2019 Componentes do Trem de Vlvulas

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Componentes do Trem de Válvulas e Variadores de Fase do Eixo Comando

Tecnologia e Diagnóstico de Falha


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1 História 3

2 Trem de Válvulas 4 2.1 Exigências 4 2.2 Tipos 4 2.3 Folga de Válvula 5 2.4 Ajuste da Folga de Válvula 6

3 Projeto e Princípio de Operação dos Componentes de Ajuste da Folga de Válvulas 7 3.1 Tucho 7

3.1.1 Tucho Mecânico 7 3.1.2 Tucho Hidráulico 8

3.2 Balancim Flutuante com Pivô Hidráulico 10 3.3 Balancim Articulado com Inserto Hidráulico 12 3.4 Balancim Articulado pela extremidade com Inserto Hidráulico 14 3.5 Sistema de Comando OHV 16 3.6 Sistemas de Comando Variável de Válvulas 17

4 Sistemas de Variação de Fase do Eixo Comando 20 4.1 Informação Geral 20 4.2 Resumo dos Sistemas de Variação de Fase do Eixo Comando 20 4.3 Componentes de Variação de Fase do Eixo Comando e seus Princípios de Operação 21 4.4 Variadores de Fase do Eixo Comando 22 4.4.1 Variadores de Fase com Pistão Axial 22

4.4.2 Variadores de Fase com Palhetas 24 4.4.3 Diferenças entre Variadores de Fase de Eixo Comando Acionados por Corrente e Correia Dentada 25 4.4.4 Diferenças entre Ajuste de Fase de Admissão e de Escape 26 4.5 Válvula Solenoide 28 4.5.1 Válvula de Cartucho (HIPE) 28 4.5.2 Válvula Central 30

5 Manutenção e Serviço 31 5.1 Reposição de Tuchos Mecânicos 31 5.2 Reposição de Tuchos hidráulicos 32 5.3 Reposição de Balancim Flutuante com Pivô Hidráulico 32 5.4 Reposição de Balancim Articulado com Inserto Hidráulico 32

5.5 Recomendações Gerais de Reparo e Manutenção 33 5.6 Sangramento de Ar de Componentes de Sistema Hidráulico de Ajuste de Válvulas - Recomendações 34 5.7 Reposição de Elementos de Faseamento de Eixo de Comando - Recomendações 34

6 Diagnósticos de Falha e Avaliação de Danos 35 6.1 Diagnósticos de Falha e Avaliação de Danos 35

6.1.1 Emissão de Ruído Durante o Aquecimento 35

6.1.2 Emissão de Ruído pelo Motor Quente 35

6.1.3 Emissão de Ruído Causado por “Inflação” 35 6.2 Sujeira Residual 36 6.3 Diagnóstico de Falha em Componentes do Trem de Válvulas 36 6.3.1 Avaliação de Falhas – Tuchos 37

6.3.2 Avaliação de Falhas – Balancins Flutuantes 38 6.3.3 Avaliação de Falhas – Variação de Fase do Eixo de Comando 41

Índice


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C o m p o n e n t e s d o Tr e m d e V á l v u l a s

1 História

Os componentes de ajuste hidráulicoda folga de válvula tem início nadécada de 1930, quando a ideiasurgiu e as primeiras patentes foramregistradas nos EUA. Na década de1950, sistemas de ajuste hidráulico defolga de válvula já eram componentes

comuns em 80% dos automóveisfabricados nos Estados Unidos.Por razões econômicas, nesta épocaos fabricantes europeus projetavammotores de alta rotação com potênciarelativamente baixa. Em 1971, foiiniciada na Republica Federativa daAlemanha a produção em massa decomponentes hidráulicos de ajustede folga de válvula.Em 1987, uma grande quantidade deveículos alemães, ingleses, suecos,espanhóis e japoneses já eram

equipados com sistemas de ajustehidráulico de folga de válvula. Asua participação no mercado temcrescido constantemente, e desde1989 os fabricantes franceses eitalianos também passaram aadotar esta tecnologia.

Ao projetarem novos motores,engenheiros e técnicos se confrontamcom exigências cada vez maiores,especialmente em termos de:

• proteção do meio ambiente,• emissão de ruído,• conabilidade,• economia,• facilidade de manutenção,• desempenho.

Cada um destes fatores teminfluência sobre o ajuste dosincronismo das válvulas e sobreo desenho dos componentes dosistema, independentemente do tipode motor usado (OHV ou OHC). Seja

qual for o conceito adotado, a regrafundamental é a de eliminar jogo naválvula e manter as característicasdo motor estáveis durante suavida útil. Nos sistemas comsincronização mecânica das válvulas,a expansão térmica e o desgaste dos

componentes do trem de válvulaslevam à variações indesejadas dafolga das válvulas, resultando emdesvios do sincronismo em relaçãoao ajuste ideal. Os componentes deajuste hidráulico de folga de válvulaforam projetados para atender àsexigências dos modernos sistemasde sincronização de motores.

Eles tornam os motores:• Menos poluentes

Otimizando o seu projeto, a

sincronização do motor, e,consequentemente, suas emissões

de gases, permanecem constantesdurante toda a sua vida útil e sobqualquer condição de operação.

• Mais silenciososO nível de ruído do motor éreduzido, pois a folgaexcessiva é eliminada.

•

Duráveis O desgaste é minimizado, pois oscomponentes sempre estão emcontato por atrito, assegurandoassim, uma velocidadeconsistentemente baixa deassentamento da válvula.

• EconômicoNão há necessidade de ajustena montagem inicial.

• Livre de manutenção Não há necessidade de ajustara folga da válvula durante toda

vida útil do motor.• Resistentes a altas rotações

O inigualável desenholeve permite velocidadespermanentemente altas.


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2 Trem de Válvulas

Motores de combustão internanecessitam de abastecimento cíclicode ar limpo e da exaustão dos gasesproduzidos durante a combustão.Em um motor de combustão de4 tempos, a admissão de ar e aexaustão dos gases de escape é

denominada de troca de gases.No decorrer de várias trocas degases, os dispositivos de controledos cilindros (dutos de entrada esaída) são periodicamente abertose fechados por dispositivos decontrole de vazão (válvulas deadmissão e de escape). Estesdispositivos de vazão executamtarefas especiais. Eles tem de:

• liberar o maior diâmetro depassagem possível;

• realizar rapidamente o processode abertura e de fechamento;

• ter forma aerodinâmica paraminimizar perda de pressão;

• assegurar vedação efetivaquando fechados;

• ter características dedurabilidade prolongada.

2.1 Exigências

O trem de válvulas está sujeito

a períodos de alta aceleração,intercalados por períodos dedesaceleração. Com o aumento darotação do motor, as forças de inérciaresultantes também aumentam eaplicam altas tensões à estrutura.Além disto, a válvula de escapedeve ser projetada para suportar asaltas temperaturas resultantes dosgases quentes de escape. Para quepossam operar sob estas condiçõesextremas, os componentes do trem

de válvulas devem satisfazer a umasérie de exigências, tais como:

• possuir característicasavançadas de resistência (portoda vida útil do motor);

• garantir operação livre de desgastes• possuir boa capacidade de

remoção de calor das válvulas(especialmente das válvulas

de exaustão).Finalmente, é essencial que oscomponentes do trem de válvulasnão introduzam nenhum impactoao sistema que possa gerarum desacoplamento entre oscomponentes do trem de válvulasseja desconectado.

2.2 Tipos

Existem diferentes tipos de tremde válvulas. Todos têm em comumserem acionados pelo eixo decomando. Eles podem ser divididosem dois tipos de acordo com:

• o número de válvulas acionadas;• o número e a posição dos eixos

de comando que acionam otrem de válvulas.

Eixos de comando podem ser

montados de duas formas no motor,pelas quais são denominados de eixode comando superior ou inferior.

Válvulas no cabeçoteO eixo de válvulas inferior é montado abaixo dalinha de separação entre bloco e c abeçote domotor. Esta disposição é chamada de válvulano cabeçote (OHV - Over Head Valve).

Eixo de comando no cabeçoteO eixo de válvulas superior é montado acimada linha de separação entre bloco e cabeçotedo motor. Quando tiver somente um eixo decomando, esta disposição é chamada decomando no cabeçote (OHC - Over HeadCamshaft).

Eixo de comando duplo no cabeçoteSe existirem dois eixos de comando, a disposiç ãoserá denominada duplo comando no cabeçote(DOHC - Double Over Head Camshaft).


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Sistema da controle OHV/ OHC

Sistema de comando OHVA gura (1) mostra o sistemaOHV, com vareta de acionamentoe eixo de comando inferior.Esta disposição requer várioscomponentes para transmitiro movimento do came à

válvula: êmbolo, vareta,balancim articulado, mancaldo balancim articulado.Os crescentes renamentos dosmotores de automóveis sempretrouxeram consigo um aumentode rotação, para torná-los maispotentes, compactos e leves.O sistema OHV com vareta deacionamento rapidamente chegouao seu limite de velocidade,devido à sua baixa rigidez. Aconsequência lógica foi a redução

dos componentes móveis.

Figura (2):O comando de válvulas agora estásituado no cabeçote, tornando avareta desnecessária.

Sistema de comando OHVFigura (3):O sistema OHC não requer nenhumelevador e o eixo de comando estásituado em uma posição muito mais

elevada, permitindo a transmissãodireta do deslocamento do cameatravés de balancins articuladosou flutuantes.

Figura (4):O sistema de comando combalancim articulado é o sistemade sincronização de válvula poralavanca mais rígido.

Figura (5):Sistemas OHC com válvulasoperadas diretamente por tuchos

são capazes de operar nas maiselevadas rotações dos motores.Neste tipo, não são necessáriosbalancins articulados oubalancins flutuantes.

Todos os tipos acima mencionados

(guras (1) a (5)) podem ser achadosem motores produzidos em grandeescala. Dependendo da prioridadesdo projeto - desempenho,torque, potência, custo, etc., - osengenheiros têm de contrabalancearas vantagens e desvantagens decada tipo. Assim, qualquer umdos sistemas de sincronização deválvulas descritos, desde sistemascom vareta de acionamento atésistemas de comando OHC comválvulas de acionamento direto,

podem ser a solução ideal paraum motor moderno.

2.3 Folga de Válvula

Com a válvula fechada, o sistemade comando de válvula deve teruma folga precisamente denida,que é a chamada folga da válvula.Esta folga da válvula é necessária

para compensar variações decomprimento e de dimensão doscomponentes do trem de válvulas,causados por desgaste e abrasãoe por variações térmicas comoconsequência de:

• diferencial de temperaturaentre os vários componentesdo motor (por exemplo,no cabeçote);

• diferentes coecientes deexpansão térmica dosmateriais usados;

• desgaste da superfíciede contato entre eixo decomando e válvula.

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4

3

1

2


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2.4 Ajuste da Folga de Válvula

Nos sistemas mecânicos de ajustede folga de válvula, a folga tem deser ajustada manualmente durantea instalação inicial e reajustada emintervalos regulares por meio de

parafusos de ajuste ou calços. Emparalelo com soluções mecânicas,foram sendo desenvolvidosmecanismos automáticos comcontrole hidráulico para ajusteda folga da válvula. Nestes, asuperposição da variação das curvasde elevação foi reduzida para todasas condições de operação do motorem toda sua vida útil, assegurandoassim uma emissão de gasesconsistentemente baixa.

As consequências de uma folga deválvula insuciente ou excessivavão desde emissão de ruído pelotrem de válvulas até a falha total domotor. Não menos importantes sãoos efeitos nocivos no meio ambientecausados pela alta da emissão.

O resumo a seguir fornece uma ideiado potencial de danos de uma folgade válvula insuciente ou excessiva.

Folga de válvula insuficiente

Válvula abre antes e fecha depois• Devido ao menor tempo de

fechamento, o calor da cabeça daválvula não pode ser dissipadorápido o suciente ao assento

da válvula.• A cabeça e a haste da válvulaaquecem até que, em casoextremo, a válvula quebre.> Quebra do motor!

Válvula não fecha corretamente• Isto envolve o risco de

fechamento incorreto da válvulade escape ou admissão quando omotor estiver quente.

• A válvula de escape suga osgases de escape de volta e causa

uma retro-ignição para dentrodo duto de admissão através daválvula de admissão.

• Perda de gás e desempenhoreduzem a potência do motor.> Aumento da emissão!

• O vazamento constante de gasesquentes sobreaquece as válvulase queima os assentos de válvula.

Válvula sujeita a tensões mecânicasexcessivas.

• Ruído no trem de válvula.

Folga de válvula excessiva

Válvula abre depois e fecha antes• Isto resulta em tempos de

abertura mais curtos e diâmetrosde passagem menores.

• A quantidade de combustível no

cilindro é insuciente, potênciado motor decresce.> Aumento da emissão!

Tensão mecânica elevada aplicadaà válvula• Ruído no trem de válvula.• Distorção da haste de válvula.

> Quebra do motor!

Maiores informações sobre ajustede folga de válvula através de

tuchos, balancins flutuantes ebalancins articulados podem servistos no capítulo seguinte (3).“Projeto e Princípio de Operaçãodos Componentes de Ajuste daFolga de Válvulas”.


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CaracterísticasO disco de ajuste é:• inserido solto no corpo do tucho;• fornecido em várias espessuras;• selecionável individualmente, de

acordo com o material e exigênciasde tratamento térmico;

• responsável em manter a folgapré-ajustada (a) da válvula atravésde sua espessura.

Características• folga (b) entre círculo de base

do came e a superfície externa dofundo do tucho pré-ajustada pela

Características• ajuste da folga de válvula através

da espessura escalonada dofundo (a);

• tucho com geometria mais leveentre todos;

• forças de mola de válvulareduzidas e, consequentemente,menor perda por atrito;

• área de contato com ocame aumentada;

• baixo custo de produção.

3.1.1 Tucho Mecânico

Características dos tuchosmecânicos:• corpo de aço;

• atuação direta na válvula;• ajuste mecânico da folga.

Trem de Válvulas com tucho

3.1 Tucho

Em trens de válvula com tuchos, asválvulas são acionadas diretamente.Não há necessidade de nenhummecanismo de alavanca entre aválvula e o came. O deslocamento

do came é transmitido diretamenteà válvula pela face externa do fundodo tucho.Sistemas com atuação diretadas válvulas se destacam porsua alta rigidez e baixa massamóvel. Possuindo estas duascaracterísticas, eles garantem umexcelente desempenho em altasrotações. Tuchos são acionadospor contato com atrito deslizante,causando perdas por atrito entre aface externa do fundo do tucho eo lóbulo do came. Usar materiaisapropriados pode reduzir estasperdas. Para reduzir mais ainda estedesgaste normal, lóbulos de camesão montados opostos ao tucho, emdesalinhamento lateral, fazendo comque o tucho gire em alguns graus acada ciclo.

Tucho mecânico com espessura de fundo graduada

(7) Corpo do tucho

C

(1) Canal de sucção(2) Disco de ajuste(3) Corpo do tucho

A

Tucho mecânico com disco de ajuste inferior

(4) Superfície externa do fundo do tucho(5) Corpo do tucho(6) Disco de ajuste

B

3 Projeto e Princípio de Operação dosComponentes de Ajuste da Folga de Válvulas

Tucho mecânico com disco de ajuste superior

escolha da espessura do disco deajuste;

• massa muito baixa do tuchoreduz a força na mola da válvula e,consequentemente, as perdas;

• área de contato com ocame aumentada.


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Tucho hidráulico

3.1.2 Tucho Hidráulico

Características• atuação direta na válvula;• trem de válvula com alta rigidez;• ajuste automático da folga;• livre de manutenção por

toda vida útil;• trem de válvula silencioso;• emissão consistentemente baixa

durante a vida útil do motor.

Tucho hidráulico antidreno

• Óleo não pode vazar doreservatório externo quandoo motor é desligado, melhorandoo desempenho durante partidas

seguidas do motor.

Tucho com dreno inferior

• O volume de reservatório de óleopode ser usado com maiseciência, melhorando odesempenho durante partidasseguidas do motor.

Tucho hidráulico tipo labirinto

• combina os mecanismos dotucho antidreno e dedreno inferior;

• desempenho signicativamentemelhor durante partidasseguidas do motor.

Tucho 3CF

(3CF = cylindrical cam contact face, superfíciecilíndrica de contato com came )

• com mecanismo de contatocilíndrico com o came - comdispositivo anti-rotação;

• fácil alimentação de óleo;• velocidade acelerada de abertura e

de fechamento;• redução de 80% na passagem de

óleo devido à guia do tucho;• baixas pressões de contato na

área de contato com o came;• permite melhores características

de abertura de válvula com menordiâmetro do tucho, possibilitando:• tuchos com massa muito baixa;• rigidez muito alta;• mínima perda por atrito.

A

B

C

D


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Ajuste hidráulico de folga deválvula através de tucho hidráulico

Fase de abertura (no lóbulo do came)

Óleo sob pressão do óleo do motor

Óleo sob alta pressão

(1) Carcaça externa(2) Pistão(3) Carcaça interna(4) Esfera da válvula(5) Mola da válvula(6) Capa da válvula(7) Mola de retorno

> O tucho é pressionado pela força da mola da válvula do motor e

pelas forças de inércia.

> A distância entre o pistão e acarcaça interna é reduzida,forçando assim uma pequenaquantidade de óleo da câmara dealta pressão através da folga deescoamento (a), retornando-o aoreservatório de óleo (b).

Fase de ajuste (no círculo de base)

(8) Dreno de óleo(9) Reservatór io de óleo (pistão)(10) Reservatório de óleo (carcaça externa)(11) Folga de escoamento

(12) Fenda de guia(13) Câmara de alta pressão(14) Canal de alimentação de óleo(15) Orif ício de entrada


1

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5

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3

2

7

a

b

c

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10

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15

d

> No nal da fase de abertura,é gerada uma pequenafolga da válvula.

> Pequenas quantidades damistura óleo-gás são forçadospara fora, através do orifício deentrada e/ou da folga de guia (c).

> A mola de retorno separa o pistãoda carcaça interna, até que sejaajustada a folga da válvula.

> A válvula antirretorno tipoesfera abre como resultado dodiferencial de pressão entrea câmara de alta pressão e o

reservatório de óleo (pistão).> O óleo flui do reservatório (10),

através do dreno de óleo, doreservatório de óleo (12) e daválvula antirretorno até a câmarade alta pressão (d).

> A válvula antirretorno fecha; ocontato no trem de válvulas é

restabelecido livre de folga.


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Características• feito de chapa de aço;• altura da guia de apoio da válvula

livremente selecionável;• orifício de alimentação de óleo -

opcional;

• clip de xação para simplicar a

Características• permite geometrias complexas

de alavanca;• alta capacidade de carga;• alta rigidez, dependendo

do desenho;• baixo momento de inércia de

massa, dependendo do desenho.

Características• anel de trava evita que escape;• suporta altas forças transversais.

3.2 Balancim Flutuante comPivô Hidráulico

Preferencialmente, balancinsflutuantes são feitos de chapa deaço. Normalmente, o contato entre obalancim flutuante e o came é feito

através de um rolamento de agulhas(balancim flutuante roletado). Alémdestes, existem balancins flutuantesfabricados de aço fundido deprecisão. Comparado com tucho,alavancas curtas geram um menormomento de inércia de massa. Istopermite projetos com menor massado lado da válvula. Em termosde rigidez, balancins flutuantesroletados são signicativamentemenores que tuchos.Cada tipo de trem de válvulas requercames com diferentes formatos.Comparados com os cames utilizadospara tuchos, aqueles usados embalancins flutuantes roletados têmum raio do lóbulo maior, flancoscôncavos e, dependendo da relação detransmissão, menor elevação do came.O eixo comando está situado acimado rolamento, que preferencialmentedeve estar centralizado entre aválvula e o pivô hidráulico. Devido aeste desenho, balancins atriculados

são particularmente adequadospara motores diesel de quatroválvulas. Neste tipo de motor, asválvulas estão posicionadas emparalelo ou com ligeiro ângulo entreelas, exigindo o uso de balancinsatriculados para garantir sucienteespaço entre os dois comandos deválvula.

Características de balancins flutuantes:• contato entre o balancim flutuante

e o came preferencialmente porrolo de apoio com rolamentode agulhas;

• atrito muito baixo no tremde válvula;• montagem muito simples

do cabeçote;• abastecimento fácil do óleo

no cabeçote;• utiliza pouco espaço.

(1) Eixos de comando(2) Balancim flutuante(3) Mola da válvula(4) Válvula(5) pivô hidráulico

Balancim Articulado com Pivô Hidráulico

1

2

3

4

5

Balancim flutuante de chapa de aço

Balancim flutuante fundido

Pivô Hidráulico

A

B

C

montagem do cabeçote - opcional;• ampla superfície de apoio para

transmissão de força no rebaixo e nasuperfície de contato da válvula;

• baixo custo de produção.


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Ajuste hidráulico de válvulas através de balancim flutuante

(1) Rolo de apoio(2) Orifício de alimentação de óleo(3) Grampo de retenção (opcional)(4) Guia de apoio(5) Pistão(6) Carcaça

Fase de descida (no lóbulo do came)

O pivô hidráulico (c) é carregado pela força damola da válvula do motor e pelas forças de inércia,reduzindo assim, a distância entre pistão (5) ecarcaça (6). Pequenas quantidades de óleo sãoforçadas da câmara de alta pressão através da fenda

de vazamento (a) e depois retornados ao orifício deentrada. No nal da fase de descida, é gerada umapequena folga da válvula. Pequenas quantidades damistura óleo-gás são forçados para fora, através doorifício de entrada e/ ou da fenda de vazamento.

sob pressão do óleo do motor Óleo sob alta pressão

1

23

4

78

a



8

23

1

4

7

a

A mola de retorno separa o pistão (5) da carcaça (6),até que se alcance a folga da válvula. A válvulaantirretorno abre como resultado do diferencialde pressão entre a câmara de alta pressão e oreservatório de óleo. O óleo flui do reservatório

através da válvula antirretorno até a câmara de altapressão. A válvula antirretorno fecha; o contatonão-positivo no trem de válvulas é restabelecido.

(7) Anel de trava(8) Furo de aeração / furo de alívio de pressão

(a) Balancim articulado de chapa de aço(c) Pivô hidráulico


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3.3 Balancim Articulado comInserto Hidráulico

Nos trens de válvula com balancinsarticulados, o eixo de comando éposicionado abaixo de uma dasextremidades do balancim. O

deslocamento do came é transmitidoà alavanca por meio de um contatodeslizante ou um rolo (balancimarticulado roletado) para reduzirperdas por atrito, balancins articuladosmodernos utilizam rolos de apoio comrolamentos de agulha. No outro braçodo balancim articulado estão montadosum componente hidráulico para ajusteda folga da válvula (por exemplo, uminserto hidráulico) ou um parafuso deajuste para ajuste mecânico da folga

da válvula. Esta parte do balancimarticulado atua nas válvulas deadmissão e/ ou de escape.

O ponto de contato entre o elementode ajuste (inserto hidráulico) e a válvulasempre deve se situar no nal da hasteda válvula. Devido à reciprocidade dosmovimentos do balancim articulado,a superfície de contato entre oinserto e o elemento atuando sobrea válvula deve ter forma levementecurva (ou esférica). Isto reduz a área

de contato e, consequentemente, apressão supercial aplicada sobre aextremidade da haste da válvula. Casohaja uma pressão muito alta, deverá serusado um disco de contato. O disco decontato é xado no inserto hidráulicopor uma articulação, que garante umcontato pleno nas extremidades dahaste da válvula. Assim, a superfíciede contato é aumentada, reduzindoa pressão de contato sobre aextremidade da haste da válvula.

(1) Balancim articulado(2) Inserto hidráulico(3) Eixo de comando(4) Válvula(5) Mola da válvula

Características gerais deinsertos hidráulicos• ajuste automático da folga;• livre de manutenção;• muito silencioso;• emissão de gases consistentemente

baixa durante toda vida útil;• a alimentação de óleo do inserto é

feita através do braço do balancimpor canais de lubricação que ligamo braço do balancim ao inserto.

CaracterísticasPreferencialmente, o corpo dobalancim articulado (a) é fabricadode alumínio.Ele contém:• um rolo de apoio com rolamento

de agulhas (1);• um pivô hidráulico (b).

Trens de válvulas com balancinsarticulados operam em níveis de atritomuito baixos. Além disto, necessitamde muito pouco espaço, pois todasválvulas podem ser acionadas por umúnico eixo de comando.

Características• suportados por um dispositivo

articulado no inserto através deuma articulação;

• disco de contato (c) feito emaço temperado;

• pressões de contato muito baixasna área de contato com a válvula.

Características• pouco espaço de instalação;

• peso baixo (pouca massa móvel);• baixo custo.

Balancim articulado

Elemento Hidráulico com Sapata de Contato

Elemento Hidráulico sem Sapata de Contato

c

a

b

1

Balancim Articulado com Inserto Hidráulico


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Ajuste hidráulico de válvulas através de balancim articulado

(1) Rolo de apoio

(2) Canal de óleo

(3) Disco de suporte

(4) Pistão

(5) Carcaça

Fase de descida (no lóbulo do came)

O pivô hidráulico (b) é carregado pela força da molada válvula do motor e pela força de inércia, reduzindoassim, a distância entre pistão (4) e carcaça (5).Pequenas quantidades de óleo são forçadas da câmarade alta pressão através da fenda de vazamento e depoisretornados ao reservatório de óleo através do canal decoleta de vazamentos e o orifício de entrada. No final

da fase de descida, é gerada uma pequena folga daválvula. Pequenas quantidades da mistura óleo-gás sãoforçados para fora, através do furo de ventilação e/ ouda fenda de vazamento.

Óleo sob pressão do óleo do motor Óleo sob alta pressão


A mola de retorno separa o pistão (4) dacarcaça (5), até que se alcance a folga da válvula.A válvula antirretorno tipo esfera abre comoresultado do diferencial de pressão entre acâmara de alta pressão e o reservatório de óleo.O óleo flui do reservatório através da válvula

antirretorno tipo esfera até a câmara de altapressão. A válvula antirretorno fecha e o contatonão-positivo no trem de válvulas é restabelecido.


(6) Capa de fixação (chapa ou plástico)

(7) Sapata de contato

(a) Balancim articulado

(b) Inserto hidráulico


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Trem de válvula com balancim articulado na ponta

3.4 Balancim Articuladopela extremidade comInserto Hidráulico

Nos trens de válvula com balancinsarticulados pela extremidade, oeixo de comando é posicionado

de tal forma que aciona váriasválvulas simultaneamente usandodois cames, os quais atuam emdois ou três insertos hidráulicos,através de dois rolos montadosno balancim (balancim roletadoarticulado pela extremidade). Otipo com dois insertos hidráulicostambém é chamado de balancimduplo articulado na ponta, e aquelecom três insertos, por balancimtriplo articulado pela extremidade.Este tipo de trem de válvulas é

muito usado em motores dieselmultiválvula. Apesar das válvulasserem montadas invertidas nestesmotores, o sistema permite quetodas válvulas sejam operadas porum único eixo de comando, deixandoespaço suciente para acomodar osbicos injetores.

Características do balancim

articulado pela extremidade:Preferencialmente, o corpodo balancim articulado pelaextremidade é fabricado dealumínio. Ele contém:• rolo de apoio com rolamento

de agulhas;• insertos hidráulicos;• um por válvula;Balancim roletado articulado pela

extremidade

(A) Balancim roletado triploarticulado pela extremidade

(a) Corpo principal(b) Inserto hidráulico

(B) Balancim roletado duploarticulado pela extremidade

(a) Corpo principal(b) Inserto hidráulico

Aa

b

Ba

b

• ajuste automático da folga;

• livre de manutenção;• muito silencioso;• emissão de gases

consistentemente baixadurante toda vida útil;

• extremamente toleranteà velocidade;

• perda por atrito minimizada.


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Ajuste hidráulico de válvulas através debalancim articulado

(1) Rolo de apoio(2) Canal de óleo(3) Pistão do inserto hidráulico(4) Pistão do inserto hidráulico(5) Sapata de apoio do inserto hidráulico

(a) Balancim roletado articulado pela extremidade triplo(b) Inserto hidráulico

Fase de elevação do came (vista frontal)

O inserto hidráulico é carregado pela forçada mola da válvula do motor e pelas forçasde inércia, reduzindo assim, a distância entre

pistão e carcaça.Pequenas quantidades de óleo são forçadasda câmara de alta pressão através da folgade escoamento e depois retornados aoreservatório de óleo através do canal de coletade vazamentos e o orifício de entrada.No nal da fase de descida, é gerada umapequena folga da válvula.Pequenas quantidades de óleo são forçadospara fora, através da folga de escoamento.

Óleo sob pressão do óleo do motor Óleo sob alta pressão

Fase do círculo de base (vista lateral)

A mola de retorno separa o pistão da carcaça,até que se corrija a folga da válvula. A válvulaantirretorno tipo esfera abre como resultadodo diferencial de pressão entre a câmara dealta pressão e o reservatório de óleo.O óleo flui do reservatório através da válvulaantirretorno tipo esfera até a câmara de alta

pressão. A válvula antirretorno tipo esferafecha e o contato no trem de válvulas érestabelecido.



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(1) Tucho hidráulico roletado(2) Balancim articulado(3) Rolo de apoio(4) Carcaça(5) Pistão(6) Elemento anti-rotação(7) Vareta de acionamento(8) Montagem do mancal do balancim articulado(9) Rolamento de agulhas

3.5 Sistema de Comando OHV

Em motores com eixo de comandono bloco, a distância entre cames ealavancas é bastante grande, sendonecessário usar uma vareta paratransmitir a elevação do came àalavanca. As varetas de acionamento

são usadas em conjunto combalancins ou tuchos especiais. Estesúltimos fazem contato com o came pordeslizamento (tuchos de superfícieplana ou cilíndrica) ou por rolagem(tuchos roletados).

Sistema de comando OHVBalancim articulado com suportede mancal roletado

Características• fornecido como balancim/

suporte para balancim prontopara montar;

• montagem tipo balancimarticulado;

• balancim articulado (b) comrolamento de agulhas (9)

apoiado em suporte para

balancim articulado (c);• baixo atrito.

Tucho hidráulico roletado

Características• projetado com sistema exclusivo

de circulação interna de óleo(tipo labirinto);

• melhor capacidade defuncionamento nocaso de pressão de óleo

b

c

insuciente;• ajusta automaticamente a

folga de válvula;• livre de manutenção;• muito silencioso;• emissão de gases

consistentemente baixa

durante toda vida útil.


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Tucho mecânico variável

Pivô hidráulico variável

Tucho roletado variável

3.6 Sistemas de ComandoVariável de Válvulas

Desde o princípio do século20, projetistas de motores eengenheiros termodinâmicosbuscam por mecanismos que

permitam variar a curva deelevação dos cames. Prova distoé o grande número de patentesregistradas a respeito.A pressão em atingir normasrigorosas sobre emissões deescape e sobre consumo decombustível, e as exigências de ummaior conforto ao dirigir em termosde desempenho, torque e resposta,demandam por maior flexibilidadede trem de válvulas.

Hoje em dia, sistemas desincronização variável, tais comobalancins articulados, balancinsflutuantes e tuchos, estão sendofabricados em larga escala. Atemporização variável de válvulasé usado para possibilitar diferentescurvas de elevação dos camesem função das condições deoperação, permitindo, assim, oajuste ideal da elevação de cadaválvula a cada instante. Para cada

diferente elevação da válvula, umsistema destes requer um camecorrespondente para gerar omovimento, exceto se a alternativafor elevação zero, signicandodesativação da válvula. O elementode contato com a válvula éapoiado no círculo de base docame. Sistemas de desativação deválvulas ou cilindros são usadospredominantemente em motoresmulticilíndro de alta potência (por

exemplo, motores de 8, 10 ou12 cilindros), com o objetivo de

reduzir perdas de carga (perdasde bombeio e de aceleração) e/ oualterando o ponto de operação.Devido a sua sequência de igniçãoequidistante, motores V8 e V12comuns podem ser “comutados”para serem motores de quatro

ou seis cilindros em linha. Testesem motores V8 estacionárioscomprovaram que um sistema dedesativação de cilindros gera umaeconomia de combustível de 8%a 15% durante os ciclos normaisde uso. A desativação de válvula éobtida pela exclusão do segundocame excêntrico de cada balancimou tucho. Desta forma, o elementode transmissão de elevaçãoé desconectado da válvula.Consequentemente, o elemento

de transmissão se movimenta emvazio, o chamado “movimentoperdido”. Como a conexão àmola da válvula é interrompida,a respectiva massa deve sersuportada por uma mola adicional,a chamada mola do “movimentoperdido”. Os movimentosrecíprocos dos elementos nãodesativados do trem de válvulacontinuam a ser realizados. Noscilindros desativados, o eixo de

comando atua somente contra asmolas do movimento perdido, cujaforça é 4 a 5 vezes menor que aforça da mola válvula. Isto minimizaas perdas por atrito.


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Fa se do c írculo de ba se (fase de comut aç ão) Fa se de elevaç ão do ca me

(1 ) Came externo(2) Came interno(3) Pistão de operação(4) Pistão de trava(5) Elevador interno(6) Elevador externo(7) Disco de suporte(8) Elemento anti-rotação

(9) Disco de suporte(10) Canal de guia(11) Dispositivo anti-rotação

Pressão de óleo do motor acelerado Pressão de óleo do motor Óleo sob alta pressão

desacoplado1

2

34

7

89

10

11

Princípio de operação dotucho variávelFase do círculo de base (fasede variação)> A mola de suporte (7) empurra o

elevador externo (6) contrao batente do elevador interno (5).

> O elevador interno (5) toca ocame central(2), gerando umapequena folga entre o cameexterno (1) e o elevador externo (6).

> Com a pressão de óleo reduzida,os elevadores externo (6)e interno (5) são conectadospelo pistão de trava acionadopor mola (4).

> Como a pressão do óleo domotor é maior que a pressão doóleo de comutação, o pistão detrava (4) é empurrado de volta

ao elevador externo (6) pelopistão de acionamento (3).

> O elemento hidráulico de ajuste (8)posicionado no elevadorinterno (5) ajusta a folgada válvula.

acoplado


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Fases de comutação de um tucho mecânico variável

Pivô hidráulico variável

Tucho roletado variável

acoplado (elevação total) desacoplado (elevação zero)

acoplado (elevação total) desacoplado (elevação zero)

(1) Pistão(2) Rolo de apoio

(3) Mola de retorno(4) Pistão de trava

Fase de círculo de base

Fase de elevação do came, desacoplado (elevação parcial)

Fase de elevação do came, acoplado (elevação plena)

3

4

5

6

7

3

4

5

6

7

3

4

5

6

7

1

2

3

4

7

1

2

3

4

7

(5) Elevador interno(6) Elevador externo

(7) Disco de suporte (mola do movimento perdido)


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4.1 Informação Geral

O variador de fase do eixo comandopossibilita um ajuste no sincronismoentre válvulas e virabrequim de ummotor de combustão interna. Existemsistemas que atuam somente nasválvulas de admissão, sistemas que

atuam somente nas válvulas de escapee também uma combinação de ambos.O ajuste da fase do eixo comandopermite a redução de emissõesde poluentes e do consumo decombustível, além do aumento do

Conceito Vantagens Curvas das válvulas do motor

Variação de fase do eixo comandode admissão

• Redução das emissões de gases poluentes• Redução do consumo de combustível• Aumento do conforto em marcha lenta• Otimização de torque e potência do motor

Variação de fase do eixo comandode escape

• Redução das emissões de gases poluentes• Redução do consumo de combustível• Aumento do conforto em marcha lenta

Variação independente de fase do eixocomando de admissão e do eixo

comando de escape (DOHC)

• Redução das emissões de gases poluentes• Redução do consumo de combustível• Aumento do conforto em marcha lenta• Otimização de torque e potência do motor

Variação simultânea de fase do eixo comandode admissão e de escape (SOHC)

• Redução das emissões de gases poluentes• Redução do consumo de combustível

Sistema com ponto atrasado

Sistema com ponto adiantadoSistema com ponto controlado

(com ajuste fixo)

EO > abertura das válvulas de escapeEC > fechamento das válvulas de escapeIO > abertura das válvulas de admissãoIC > fechamento das válvulas de admissão

4 Sistemas de Variação de Fase do Eixo Comando

torque e potência e aumento doconforto em marcha lenta. A faixade trabalho situa-se normalmenteentre 20º e 30º no eixo comando, oque resulta em ajustes de 40º a 60ºrelativos ao virabrequim. Existemsistemas de ajuste de fase de eixocomando tanto para sistemas

acionados por correia dentada comopor corrente, representados eminúmeras soluções customizadaspara atender às necessidades de cadaespaço de instalação disponível.

4.2 Resumo dos Sistemas de Variação de Fase do Eixo Comando

Cada conceito de variador de fase tem suas vantagens:


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4.3 Componentes de Variação de Fase do EixoComando e seus Princípios de Operação

Câmara conectada à pressão do óleo de motor Câmara desacoplada/ retorno do óleo

(1) Sistema de variação de fase do ei xo comando

(2) Válvula solenoide(3) Central de comando do motor(4) Roda fônica e sens or, eixo de comando(5) Roda fônica e sensor, virabrequim

Variação de fase do eixo de

comando - malha de controleO eixo de comando é continuamenteajustado dentro de um ciclo decontrole com realimentação. Osistema de controle é comandadopela pressão do óleo.

> Os ajustes ideais dasválvulas dependem do regime detrabalho, da temperatura

e da rotação do motor e seusvalores são obtidos a partirde um banco de dados (mapa)armazenados na central decomando do motor (ECU)(3).

> A central de comando do motor(ECU) (3) calcula o ângulo atual do

eixo comando de válvulas a partirdos valores lidos pelos sensoresdos eixos (4) e (5) e os comparacom o ângulo ideal.

> Quando o ângulo atual difere doideal, a ECU (3) envia um sinalpara a válvula solenoide, a qualdireciona o fluxo de óleoprovindo da bomba para asrespectivas câmaras paraacionamento hidráulico, dentrodo variador de fase.

> Dependendo de quais câmaras

do variador de fase estiveremconectadas com o fluxo de óleo,o eixo comando é adiantadoou atrasado em relação aovirabrequim, gerando atraso ouavanço na abertura e fechamentodas válvulas.

> O desvio entre o ângulo atual e oângulo ideal é calculadocontinuamente pela central decomando do motor (ECU)(3).

Vantagens da malha de controle:• Um desvio do valor ideal écorrigido quase que imediatamente;

• O ângulo ideal é mantido com altaprecisão angular.


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4.4 Variadores de Fasedo Eixo Comando

Atualmente, existem dois tiposde variadores de fase usados emprodução seriada: variadores defase com pistão axial e variadores

de fase com palhetas.

Componentes básicos de um var iadorde fase com pistão axial

Características• Existem variadores de fase com

pistão axial tanto para eixo

comando acionado por correntecomo por correia dentada.

• Dependo da função e danecessidade de espaço deinstalação, os canais dealimentação de óleo às câmarasdo variador de fase podem servedadas de diferentes maneiras,como retentores (aço ouplástico) no eixo de comando (naregião dos mancais).

(1) Acionador(2) Pistão de ajuste(3) Cubo de acionamento(4) Parafuso central

4.4.1 Variadores de Fasecom Pistão Axial

• O variador de fase com pistãoaxial é montado no eixo decomando através de um

parafuso central.• O óleo é fornecido através do

eixo de comando, no primeiromancal.

• Este tipo de variador de fase secaracteriza por sua robustez,pelo vazamento reduzido de óleoe pela sua avançada precisãode controle.


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Princípio de atuação de um ajustador de fase com pistão axial

• Conforme necessário, um sinal éenviado à válvula solenoide (7) eativa seu pistão hidraúlico (8)

montado na seção hidráulica (6)regulando o fluxo de óleo parauma das duas câmaras dovariador de fase.

• Acionador (1) e cubo deacionamento (3) são conectadosum ao outro por estrias helicoidais.

• O deslocamento axial do pistãode ajuste (2), que funciona comoelemento de ligação entre oacionador (1) e o cubo deacionamento (3), permite a

variação de sincronismo entreeixo comando e virabrequim.

(A) Posição básica(B) Posição de controle(C) Ângulo do came

(1) Acionador(2) Pistão de ajuste(3) Cubo de acionamento(4) Disco de disparo do eixo de comando(5) Retentor

(6) Válvula solenoide, seção hidráulica(7) Válvula solenoide, solenoide(8) Pistão hidráulico(9) Mola

(I) Câmara conectada à pressão do óleo do motor(II) Câmara desacoplada / óleo retorna

A

B

C

• A faixa de variação convencionalestá entre 20° e 30° no eixo decomando, resultando em 40° e

60° respectivamente novirabrequim.

• O pistão de ajuste (2), quemantém uma posiçãopermanente de ângulo do eixocomando é travadohidraulicamente nomodo controlado (B) pelaaplicação de pressão de óleoem ambas as câmaras de óleo.


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Componentes básicos de um variador de fase com palhetas

Variador de fase com palhetaspara acionamentos por corrente

Variador de fase com palhetas para acionamentos por correia

(1) Estator (3) Palhetas(2) Rotor (4) Dispositivo de trava

4.4.2 Variadores de Fasecom Palhetas

Características• Existem sistemas de variação

de fase com palhetas para eixocomando acionado por corrente

(A) e por correia dentada (B).• O estator (1) é ligado aovirabrequim pelo sistema desincronismo (corrente ou correiadentada), e o rotor (2) é ligadoao eixo comando pelo parafusocentral.

• O rotor (2) é montado de formaque as palhetas quem entredois batentes do estator (1),formando câmaras que sãopreenchidas com óleo durante ofuncionamento.

• A transmissão de torque doestator (1) ao rotor (2) é feitapelas palhetas (3), travadashidraulicamente. Dependendoda câmara em que se aplica apressão de óleo, o eixo comandoé atrasado ou adiantado emrelação ao virabrequim.

• A faixa de ajuste convencionalestá entre 20° e 30° no eixo decomando, o que corresponde à40° e 60° respectivamente no

virabrequim.• O número de palhetas pode

variar, dependendo do tempode ajuste requerido e dacarga aplicada ao sistema. Odispositivo de trava (4) é previstopara garantir conexão mecânicasegura durante a partida domotor, quando o variador aindanão foi alimentado com óleo. Eleé hidraulicamente destravadoassim que submetido à pressão

de óleo.


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Variador de fase para acionamento por corrente

Variador de fase para acionamento por correia

4.4.3 Diferenças entreVariadores de Fase de EixoComando Acionados porCorrente e Correia Dentada

• De forma geral, os variadoresde fase para acionamentos porcorreia dentada (B) devem serabsolutamente estanques aoóleo, já que este compromete avida útil da correia. Entretanto,existem sistemas acionados porcorreia dentada banhada emóleo, que não necessitam serestanques. Variadores de fasepara eixo comando acionadospor corrente (A) não necessitamser estanques, pois essesistema já funciona lubricado

com óleo e é construído dentrode um sistema selado.

• A vedação do variador de faseacionado por correia dentadaé garantida por elementosvedantes em seu interior, pelatampa de vedação, que serve desuperfície de contato como retentor e por um bujão,que veda o variador, após acolocação do parafuso central.

• A roda dentada tem perl

desenvolvido para atenderdiferentes requisitos e parapermitir o uso de diferentescorrentes ou correiassincronizadoras.


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4.4.4 Diferenças entre Ajuste de Fase de Admissão e de Escape

Ajuste de fase realizado por variador com palhetas no eixo comando deadmissão acionado por corrente

(A) Posição de base(B) Posição de controle

(1) Estator(2) Rotor(3) Palheta

AB

Variador na posição de base (A)> Tempo das válvulas está

“atrasado”.> O dispositivo de trava (4) está acionado.> As câmaras conectadas à

alimentação de óleo, mantém as

palhetas pressionadas contra osbatentes, mantendo o variador naposição de base.

> A válvula solenoide nãoestá energizada.

Variador na posição controlada (B)> Corrente elétrica é aplicada à

válvula solenoide.> Câmara (A) é conectada à

alimentação de óleo.> O óleo desbloqueia o elemento

de trava (4) e gira o rotor (2).

> Eixo comando pode girar até aposição “avançada”.

Para travar o variador de faseem uma posição intermediária, aválvula solenoide é passada para aposição de controle.Assim, as câmaras de óleo estãoquase que completamentefechadas, com a mesma pressãode óleo, compensando somentevazamentos.

(4) Dispositivo de trava(A)/(B) Câmaras de óleo

(I) Câmara conectada à alimentação de óleo domotor(II) Câmara desacoplada / retorno do óleo

Variador de fase com palhetas para acionamentos por corrente


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Ajuste de fase realizado por variador com palhetas no eixo comando deexaustão acionado por correia

(A) Posição de base(B) Posição de controle

(1) Estator(2) Rotor(3) Vedações(4) Tampa de vedação(5) Retentor

Variador de fase com palhetas para acionamentos por correia

(6) Bujão(7) Mola espiral(8) Tampa(9) Suporte da mola

(I) Câmara conectada à alimentação de óleo domotor

(II) Câmara desacoplada / retorno do óleo

Variador na posição de base (A)> Tempo das válvulas está

na posição “avançado”.> O dispositivo de trava

está acionado.> O atrito de arraste no eixo

comando tem efeito

desacelerador em direção àposição “atrasado”.> O momento da mola espiral (7)

é maior que o momento no eixode comando, levando o variadorpara a posição de base.

> A mola espiral (7) estáxada à tampa (8) e em seucentro se conecta ao rotor (2)através do suporte da mola (9),que é xado através do parafusocentral.

Variador na posição controlada (B)> Corrente é aplicada à válvula

solenoide.> Câmara (B) é conectada à

alimentação de óleo.> O óleo desbloqueia o elemento

de trava e o variador calivre para girar até a posição“atrasado”.


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4.5 Válvula Solenoide

Componentes básicos da válvula de cartucho

Características• A válvula é compacta e

modular, mas permitemodicações para que possaatender a aplicações especícas.A posição, tipo de encaixe ede flange, tipo de alimentação

de óleo (lateral ou pela facetraseira), bem como a posição davedação entre a seção hidráulicae a seção de encaixe “seca” sãolivremente selecionáveis.

• Existem duas variantes deválvula solenoide de encaixe:• integrada diretamente

ao cabeçote;• conectada através de uma

carenagem intermediária.• Eletricamente, a válvula é

conectada à central de comando

do motor (ECU).• Um pistão direcionador com

movimento axial no interiorda seção hidráulica da válvulaestabelece a conexão entre aalimentação de óleo, as câmarashidráulicas do variador de fase eo retorno de óleo.

• O pistão direcionador hidráulicoé mantido em sua posição básicapor uma mola e movimentadocontra a mola assim que corrente

fluir pelo solenoide:• o uxo de óleo que vai paraas duas câmaras varia;

• na posição de controle ofluxo de óleo é praticamenteinterrompido, fazendo comque o rotor que rigidamentetravado no variador de fase.

4.5.1 Válvula de Cartucho (HIPE)

(1) Solenoide(2) Seção hidráulica

A válvula de controle é uma válvula proporcional

com quatro conexões, cada uma para:

• bomba de óleo “P”;• retorno “T”;• câmara hidráulica “A”

do variador de fase;

• câmara hidráulica “B”do variador de fase.


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Princípio de operação da válvula de car tucho

(A) Posição de base(B) Posição de controle(C) Ângulo do came

(1) Solenoide(2) Pistão hidráulico(3) Entrada da câmara de óleo

Quando o solenoide (1) éenergizado, o pistão hidráulico (2)é movimentado contra a mola naseção hidráulica e assim alternaa pressão de óleo entre as duascâmaras de trabalho A e B.

A câmara, que em determinadomomento estiver desacopladada pressão de óleo, estaráconectada ao retorno (T). Paramanter uma posição especíca desincronização, a válvula é mantidana posição central, onde o fluxode óleo é reduzido e igual paraas câmaras A e B compensandoapenas os vazamentos e deixando ovariador travado hidraulicamente.

(4) Retorno “T”(5) Central de comando do motor(6) Conector do sensor do virabrequim(7) Conector do sensor do eixo de comando

(I) Câmara conectada à pressão do óleo do motor(II) Câmara desacoplada/ retorno do óleo


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Componentes básicos da válvula central

(1) Seção hidráulica(2) Solenoide

A válvula de controle é uma válvula proporcionalcom cinco conexões, cada uma para:

4.5.2 Válvula Central Características• O magneto central desacoplado

está posicionado coaxialmenteem frente à válvula central.

• A válvula central é rosqueada noeixo de comando.

• O variador de fase é

conectado ao eixo comando.• A reduzida distância do uxode óleo entre a válvulacentral e o variador de fasepermitem uma menor perdade pressão de óleo e uma altavelocidade de variação.

Princípio de operaçãoQuando o magneto coaxial (2) éenergizado, o pistão hidráulicoé movimentado contra a molana seção hidráulica da válvula

e assim alterna a pressão deóleo entre as duas câmaras detrabalho. A câmara, que emdeterminado momento estiverdesacoplada da pressão de óleo,estará conectada ao retorno.Para manter uma posição especícade sincronização, a válvula é mantidana posição central, onde o fluxode óleo é reduzido e igual para ascâmaras A e B compensando apenasos vazamentos e deixando o variador

travado hidraulicamente.

• bomba de óleo “P”;• retorno “T” (2x);• câmara hidráulica “A” do variador de fase;• câmara hidráulica “B” do variador de fase.


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Importante:• Para evitar contaminação resultante

de penetração de impurezas,

L I M P E Z A é obrigatória!• Mesmo a menor partícula de sujeira

pode prejudicar o funcionamento doscomponentes e pode chegar a causarfalha total do motor!

• Assegure-se que as peças estejamcorretamente instaladas (rebaixo nacabeça esférica e sapata de contatona haste da válvula).

• Assegure-se que o balancim articuladoesteja na posição correta (folga). Istovaria de acordo com cada tipo.

• Os componentes hidráulicos decompensação de folga não devem serdesmontados, evitando danos nosmecanismos de alta precisão.

• Utilize somente óleo de motorrecomendado pelo fabricante.

5.1 Reposição de TuchosMecânicos

Durante a montagem inicial, astolerâncias de fabricação entre ocírculo de base do came e o assentoda válvula são ajustadas com discosde ajuste de diferentes espessuras.

Importante:

Após o ajuste correto sempre cauma folga básica, denida entre ocírculo de base do came e a lâminade ajuste. Esta folga básica servepara compensar diferenças decomprimento no trem de válvulasem função de:

• expansão térmica;• deformação por compressão;• desgaste e abrasão.

Se os ajustes não estiverem de acordo com a sespecificações do fabricante (folga insuficiente ouexcessiva), o disco de ajuste deve ser t rocado (nãoé necessário remover o eixo de comando!)

Se os ajustes não estiverem de acordo com a sespecificações do fabricante (folga insuficiente ou excessiva), o disco de ajus te e o tucho devemser trocados (neste caso, é necessário remover oeixo de comando!)

Se os ajustes não estiverem de acordo com a sespecificações do fabricante (folga insuf iciente ouexcessiva), o tucho deve ser trocado (neste c aso,é necessário remover o eixo de comando!)

Tucho mecânico com disco de ajuste superior

Tucho mecânico com disco de ajuste inferior

Tucho mecânico com espessura de f undoescalonada

5 Manutenção e Serviço


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5.2 Reposição de TuchosHidráulicos

Importante:Ao trocar componentes hidráulicos,seguir sempre as instruções dofabricante. Em geral, os métodos

descritos neste capítulo se aplicama todos tipos de tuchos.

Todos os tuchos hidráulicos sãodiferentes! Mesmo que alguns tipospossam parecer idênticos, ele têmdiferenças internas signicativas.Assim, lembre-se que tuchoshidráulicos nem sempre sãointercambiáveis automaticamente.

Os motivos são:• Diferentes tempos de descida do

elemento hidráulico,• Diferentes consumos de óleo,• Diferentes especicações de óleo,• Diferentes acabamentos do fundo

do copo (por exemplo, temperadoou nitretado),

• Diferentes pressões de óleo,• Diferentes tipo de tucho (tipo

labirinto, com proteção antidreno,ou com retorno interno),

• Diferentes pressões da molaantirretorno,

• Diferentes elevações daválvula (em mm).

Importante:A diferença mais importante entreos vários pivôs hidráulicos é oseu tempo de descida. Combinarum pivô hidráulico errado com obalancim flutuante pode causarsérias falhas de funcionamento eaté a falha total do motor.

5.4 Reposição deBalancim Articuladocom Inserto Hidráulico

Balancins articulado defeituosos

devem sempre ser substituídosjunto com seus insertos hidráulicos!

5.3 Reposição de BalancimFlutuante com Pivô Hidráulico

Para evitar reparos seguidos e,consequentemente, custos maiselevados para o cliente,recomendamos enfaticamente

que se troque o conjunto completodo balancim flutuante.

Se um novo pivô hidráulico formontado em um balancim flutuanteusado, a cabeça do pivô não irá seassentar corretamente no rebaixodo balancim, causando desgasteexcessivo e falha prematura.

• O rolo de contato (rolamento de

agulha) de balancim articulado estásujeito a desgaste constante geradopelo contato com o lóbulo do came.

Importante:A diferença mais importante entre osvários pivôs hidráulicos é o seu tempo dedescida. Combinar um inserto hidráulicoerrado com o balancim articulado podecausar sérias falhas de funcionamento eaté a quebra total do motor.

Os motivos são:• As medidas de encaixe do

furo de montagem do balancimarticulado ajustam com precisãocom o diâmetro externo doinserto hidráulico (medidascom tolerância)

• Para remover o inserto, énecessário aplicar força através deuma ferramenta (por exemplo, umalicate), que causará esmagamentoe, consequentemente, danos ao furode localização do inserto hidráulico.

• A alimentação de óleo doinserto hidráulico não poderá sergarantida, se os orifícios e canaisde alimentação estiverem entupidoscom restos de óleo velho.


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5.5 Recomendações Geraisde Reparo e Manutenção

Esta regras gerais devem serseguidas sempre que foremexecutados serviços de reparoou de manutenção em trens deválvula. Sempre siga asinstruções do fabricante.

Reposição a cada 120.000 kmAo revisar motores com mais de120.000 km rodados assegure-se de substituir os componentesde ajuste de folga das válvulas.Devido às tolerâncias apertadas,

os componentes hidráulicos entãoterão alcançado ou mesmo superadoseu limite de desgaste.

Sempre substitua o conjuntoMesmo que um ou maiscomponentes estejam danicados,sempre substituir o conjuntocompleto de componentes.Substituindo apenas um únicocomponente, a elevação daválvula poderá não ser igual para

todas peças devido a diferentesquantidades de liberação de óleo

pelas fendas de vazamento. Istopode resultar em fechamentofalho da válvula, chegando àqueima do assento da válvula.Para evitar reparos seguidose, consequentemente, custosmais elevados para o cliente,

recomendamos enfaticamenteque se troque o conjuntocompleto do balancim flutuante.

Eixo de comando novo - tuchohidráulico novoAo substituir os tuchohidráulicos, o eixo de comandodeve ser substituído, e vice-versa. Devido ao padrão de

desgaste no fundo do tucho e na pistado came, casar peças novas compeças desgastadas resultará em uma

vida útil curta dos componentes.

Escolha dos componentes hidráulicosOs principais critérios para a escolhado componente hidráulico adequadodeve ser o comprimento de montagemreal (que pode ser diferente docomprimento total do elementohidráulico ), diâmetro externo, bemcomo disposição dos canais de óleo.Como regra geral, somente useelementos hidráulicos incluídos nas

listas de peças e catálogos.Atenção: nunca instale tuchoshidráulicos de tamanho standard emfuros aumentados no cabeçote.

Preenchimento dos componenteshidráulicosAlguns fabricantes oferecem aomercado de reposição componentesde ajuste de folga já preenchidoscom a quantidade necessária deóleo, ou contendo pelo menosa quantidade suciente para oamaciamento. Componentes

de ajuste de folga de válvulasparcialmente preenchidos garantemque o pistão hidráulico estejaautomaticamente na posiçãocorreta durante a partida do motorrecondicionado. Neste curto períodode tempo estes elementos hidráulicos,

ao contrário de componentesinicialmente preenchidos,autosangram o ar, emitindo ruídos de“tique” na região do cabeçote, até queo componente esteja preenchido até onível de óleo necessário pelo circuitode óleo do motor.

Como os elementos hidráulicossão despachados na posição detransporte, eles não se acomodam àsua posição individual até que elestenham sido montados e carregados

pelo eixo de comando. Não rodeo eixo de comando durante esteperíodo. A fase de assentamentonormalmente leva de 2 a 10 minutosem temperatura ambiente, depoisdos quais o eixo de comando podeser rodado e o motor partido.

Instruções gerais de montagem> Drene o óleo do motor.> Limpe o sistema de óleo,

especialmente os canais de óleo

que levam aos componenteshidráulicos, se necessáriodesmonte e limpe o cárter domotor e a tela de óleo.

> Monte um ltro de óleo novo.> Verique o nível e o

abastecimento de óleo.> Monte o cabeçote.> Aguarde até que os componentes

hidráulicos se acomodem,antes de girar o eixo de comandoe dar partida ao motor.


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5.6 Sangramento de Ar deComponentes de SistemaHidráulico de Ajuste deVálvulas - Recomendações

Em certas condições de operação(partidas seguidas, partida a frio,

montagem inicial do motor), podemocorrer ruídos no trem de válvulas.Observe as instruções a seguir paraassegurar um sangramento rápidoda câmara de alta pressão e doreservatório do elemento hidráulico :1. > Mantenha o motor rodando

em uma rotação constantede aprox. 2.500 rpm, ouvariando a rotação na faixade 2.000 a 3.000 rpm porpelo menos 4 minutos.

2. > Depois, deixe o motor rodandoem ponto morto por cerca de30 segundos.

3. > Se não houver mais nenhumruído, o sistema está sangrado.Se o ruído do trem de válvulapersistir, repita os itens 1 e 2.

Em 90% dos casos, os ruídos dotrem de válvula são eliminadosapós o primeiro ciclo de sangria.Em pouquíssimos casos, pode sernecessário repetir o procedimento por

até 5 ou 6 vezes. Se o ruído do trem deválvula ainda persistir após o quintociclo de sangria, recomenda-se a trocados componente relevantes e realizartestes adicionais.

5.7 Reposição de Elementosde Faseamento de Eixo deComando - Recomendações

Pino de sincronizaçãoAlguns tipos de variadores de fasedo eixo de comando possuem um

pino de sincronização. Ao instalá-los, atentar para que o pino estejaperfeitamente alinhado com o furodo eixo de comando para evitar ainclinação do variador de fase. Afalha deste alinhamento resultaem mal funcionamento e em guiaimprecisa da correia ou da corrente.

Vedação do eixo de comandoAo substituir o variador de fase doeixo de comando, recomendamos

enfaticamente que se troquetambém a vedação do eixo decomando que protege a conexãoentre o eixo e comando e o cabeçote.

Parafuso central (a)Ao substituir o variador de fase,sempre substituir o parafusocentral que conecta o variadorde fase ao eixo de comando, poisao ser montado com o torqueespecicado, que varia de acordo

com o fabricante do veículo, deveser sempre observado se esteparafuso se deforma plasticamente.Assim, não é recomendávelreutilizar este parafuso.

Bujão do parafuso (b)Ao substituir o variador de fasedo eixo de comando, também érecomendado que se troque o bujãodo parafuso, que veda o variadorde fase para o exterior. Ele possuium anel de vedação, que pode ser

danicado na desmontagem.


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6 Diagnósticos de Falha e Avaliação de Danos

6.1 Diagnósticos de Falha e Avaliação de Danos

Sob condições de atrito variáveis,ocorre desgaste por abrasão epor adesão entre os componentesenvolvidos no atrito metálico.

Ambos tipos de desgaste, incluindodesgaste por fadiga, causamcavitação na superfície, muitasvezes levando à quebra das peçasenvolvidas. Desgaste também podeser consequência de diferentestipos de corrosão.> Abrasão geralmente ocorre

quando há atrito ou raspagementre peças.

> Adesão ocorre quando umapeça principal e uma contrapeça

cam em contato direto.Vários parâmetros podeminfluenciar o desgaste:• materiais (combinação de

materiais, tratamento térmico,tratamento supercial);

• geometrias de contato (macroe micro geometrias, precisãode moldagem, rugosidade,porcentagem da área de conato);

• carga (forças, momentos,pressão Hertziana);

• parâmetros cinemáticos(velocidade relativa, velocidadehidrodinâmica, pressãosupercial);

• lubricação (óleo, viscosidade,quantidade, aditivos,contaminação, idade).

6.1.1 Emissão de RuídoDurante o Aquecimento

Na maioria dos casos, ruídos

durante o aquecimento do motornão são razão para preocupação.Quando o motor for desligado,algumas válvulas podem carabertas enquanto a força damola da válvula é aplicadapara ajustar a folga da válvula.

Consequentemente, o óleo éforçado para fora da câmarade alta pressão, que depois égradativamente preenchidadurante o aquecimento do motor.Isto comprime o colchão de argerado pelo elemento aberto,causando o ruído.

6.1.2 Emissão de Ruído peloMotor Quente

Frequentemente, a raiz da causa doruído emitido por um motor quente éo abastecimento insuciente de óleo.Possíveis causas são:• pistão hidráulico danicado por

contaminação do óleo;• espuma de óleo causada por

nível de óleo de motor muitoalto ou muito baixo;

• vazamento de óleo na entradada bomba de óleo;

• pressão de óleo insuciente

devido a vazamento natubulação de óleo.

6.1.3 Emissão de RuídoCausado por “Inflação”

Possíveis causas:• mola de válvula defeituosa, com

fadiga ou errada(peças trocadas na montagem);

• guia ou haste da válvula

defeituosa;

• excesso de rotação do motor.Como resultado disto, assuperfícies de contato doscomponentes do trem de válvulase separam, causando elevaçãodesproporcional do pistão.Consequentemente, apenas uma

pequena quantidade de óleo podeser deslocada neste curto período.

ResultadoA válvula não fecha corretamente,causando perda de desempenhoe até queima da válvula.Adicionalmente, válvulas batendona cabeça do pistão podem causarsérios danos ao motor.

Devido às apertadas tolerânciasdo seu sistema, os componentes

de ajuste de válvulas são muitosensíveis à contaminação do óleo domotor. Adicionalmente, partículasde sujeira não somente levam adesgaste acelerado das peças, mastambém causam ruído de “tique”nos componentes de ajuste defolga das válvulas.


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6.2 Sujeira Residual

Resíduos de alumínio resultantes da usinagem do cabeçote

Frequentemente, grandes quantidades de partículas de sujeira sãoencontradas ao se examinar peças defeituosas que foram retornadas.Estas partíc ulas estranhas, como por exemplo alumínio, resultam dausinagem do cabeçote.

Depósitos de combustão em motores diesel

Fiapos de panos de limpeza ou depósitos de combustão de diesel podemser achados no óleo do motor.

o período de amaciamento. Assim, o critério para aavaliação de um tucho não é o estado da camadasupercial, mas o contorno do desgaste. Se a superfíciede contato cou esférica, os tuchos e o eixo de comandodevem ser substituídos.

Exame visualUm método simples, mas eciente, para examinarcomponentes hidráulicos de ajuste de folga em condiçãode ocina é sua capacidade de serem comprimidos.

Um componente preenchido deve ser dif ícil de ser

comprimido manualmente. Este teste deve ser feitocom muito cuidado, para não expelir o óleo pelafolga de escoamento.

Se o elemento preenchido pode ser rapidamentecomprimido sem aplicar muita força, ele deveser substituído. Testes de funcionamento maiscompletos só podem ser feitos através de extensosprocedimentos de teste, que incluem, entre outros,a medição do tempo de descida e só podem serrealizados nas instalações do fabricante.

6.3 Diagnóstico de Falha em Componentesdo Trem de Válvulas

Importante:As instruções do fabricante devem ser sempreobservadas ao se examinar e avaliar danos emcomponentes hidráulicos. Em geral, os métodosdescritos neste capítulo se aplicam a todostipos de válvulas.

Exame visualSempre substitua componentes hidráulicos queapresentem sinais de danos externos, tais como abrasão,riscos ou cavitação. Também observe a superfície decontato com o trem de válvulas.

Dê especial atenção ao fundo do tucho. Sua superfície decontato é aquela com maior carga de todo motor.

Quando novo, o fundo fosfatizado do tuchos VW éesférico. A camada supercial é desgastada durante


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6.3.1 Avaliação de Falhas – Tuchos

Desgaste do fundo do tucho

Abrasão na carcaça do tucho e nofuro de guia

Desgaste e abrasão normais

• Perl normal da superfície decontato de um tucho.

• As marcas circulares sãocausadas pela rotação do tuchoe não representam motivo

de preocupação.

CorreçãoNenhuma medida corretiva - asuperfície está em bom estadode trabalho.

Desgaste aumentado

• Fundo de tucho fortementedesgastado.

• Um perl de superfície destesdenota alto desgaste do fundodo tucho.

CorreçãoTucho e eixo de comando devemser substituídos.

Desgaste pesado

Desgaste por abrasão / adesão

causou quebra total

CorreçãoO tucho deve ser substituído.Adicionalmente, o eixo de comandodeve ser rigorosamente inspecionado.

Tucho hidráulico

CausaÓleo do motor excessivamentecontaminado com resíduos.

ResultadoTucho danicado no furode localização.

Correção• Limpar (lavar) o motor.• Dê especial atenção à limpeza ao

instalar o novo tucho.

Furo de guia


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Direção da vista nas figuras a) até d)


Desgaste aumentado

Desgaste aumentado


6.3.2 Avaliação de Falhas –Balancins Flutuantes

Desgaste do balancim flutuante edo pivô hidráulico

• Marcas de polimento na área decontato do rebaixo do balancim.

• Desgaste e abrasão normais devidoao uso.

Estágio crítico de desgaste altamenteabrasivo da cabeça, resultando emgeometria distorcida da cabeça esférica.

Estágio crítico de desgaste altamenteabrasivo do rebaixo, resultando emgeometria distorcida do rebaixo.

Marcas de polimento na área de contatoda cabeça esférica.

Correção

Nenhuma medida corretiva - a superfícieestá em bom estado de trabalho.

CorreçãoO pivô hidráulico e seu respectivobalancim flutuante devem ser substituídos.

a)

c)

b)

d)


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Desgaste pesado

Desgaste da face de contato dobalancim flutuante com a válvula

Direção da vista nas figuras a) e b)

• Pequenas marcas de alisamentona superfície de contato com aválvula resultantes do movimentorelativo entre o balancimflutuante a válvula.

• Desgaste e abrasão normaisdevido ao uso.

• Superfície de contato com aválvula com desgaste pesadopor abrasão.

• Bordas claramente visíveis naface externa de contato denotamdesgaste de alguns décimos.

• O uso continuado pode causar a

quebra.

CorreçãoNenhuma medida corretiva -

a superfície está em bom estadode trabalho.

CorreçãoO pivô hidráulico e seu respectivobalancim flutuante devem sersubstituídos. A haste da válvuladeve ser examinado.

partículas estranhas presasentre rolo e came.

• Desgaste e abrasão normaisdevido ao uso.

Desgaste pesado do anel externo dorolo de apoio, inclusive com geometriado rolo seriamente deformada.

a)

CorreçãoO pivô hidráulico e seu respectivobalancim flutuante devem sersubstituídos. A respectiva posição doeixo de comando deve ser examinada.

Desgaste do anel externo do rolode apoio


Desgaste pesado

CorreçãoNenhuma medida corretiva - asuperfície está em bom estado de uso.

b)

• Anel externo do rolo de apoio

sem danos visíveis. As marcascirculares resultam de pequenas


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Desgaste do eixo do rolo dobalancim flutuante

Funcionamento incorreto do pivô hidráulico

Verificação da folga radial do eixo do rolo

Para vericar a folga do eixo dorolo, simplesmente movimente acarcaça do balancim para cima epara baixo.

Se houve folga de alguns décimosde milímetro, a zona de contatodo rolo está desgastada e ocomponente deve ser substituído.

Válvula antirretorno do pivô hidráulico.

CausaContaminação com partículasestranhas levadas para dentro docomponente de ajuste da folga deválvulas pelo óleo do motor.

ResultadoFuncionamento incorreto da válvulaantirretorno.

Atenção!A garantia do fabricante é anulada,se peças forem desmontadasna ocina durante o períodode garantia. Para asseguraro funcionamento correto dosmecanismos de ajuste altaprecisão do pivô hidráulico, peçasdesmontadas não devem serreaproveitadas, pois diminuiriam aconabilidade geral do sistema.

Desgaste pesado

Desgaste pesado

Estágio nal do desgaste: asagulhas do rolamento estão soltas.

CorreçãoO pivô hidráulico e seu respectivobalancim flutuante devemser substituídos.

A região de carga do eixo do roloestá seriamente desgastada.


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Válvula solenoide para ajustes da fase do eixo de comando

6.3.3 Avaliação de Falhas – Variaçãode Fase do Eixo de Comando

Sistema de variação de fase do eixo comando

Ruídos de peças soltas na região do variadorde fase ao ligar o motor.

CausaFolga de travamento excessiva.

CorreçãoO variador de fase tem que ser substituído.

Falha parcial ou total no funcionamento do variador de fase.

CausaBorra de óleo ou contaminação de óleo.

Correção• Limpar (lavar) o motor e trocar o óleo.• Substituir o variador de fase.

Válvula solenoide não funciona

Causa• Partículas de sujeira no motor prejudicam o

funcionamento do pistão da válvula decontrole, danicando o pistão.

• Contato elétrico intermitente no conector daválvula de controle.

Correção• A válvula solenoide tem de ser substituída.• A conexão elétrica deve ser examinada e

consertada, se necessário.

ObservaçãoSe o pistão da válvula solenoide não alcançaras posições nais desejadas, a central de

comando do motor (ECV) gera mensagem de errocorrespondente (“Falha em alcançar o ângulodesejado”).


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Schaeffler Brasil Ltda.

Av. Independência, 3500 A

Todos os dados constantes neste material

foram elaborados e vericados

cuidadosamente. Todavia, reservamo-nos o

direito de introduzir modicações

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I m p r e s s o n o B r a s i l

componentes do trem de vlvulas

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