UC00231

Reparar motores térmicos

Diagnóstico, reparação e ensaio de motores de combustão interna

Curso profissional · 50h · Mecatrónica Automóvel

Plano

  1. O motor de combustão interna
  2. Ciclo de 4 tempos (Otto e Diesel)
  3. Grandezas: binário, potência, consumo
  4. Sistema de arrefecimento
  5. Sistema de lubrificação
  6. Sistema de distribuição
  7. Metrologia e tolerâncias
  8. Diagnóstico de avarias
  9. Desmontagem da cabeça e do bloco
  10. Retificação e montagem
  11. Regulações e binários de aperto
  12. Ensaios, testes e registo oficinal
  13. Segurança, limpeza e ambiente

Bloco 1 · Fundamentos do motor

O que é um motor térmico

Um motor térmico transforma a energia química do combustível em energia mecânica através da combustão.

  • No automóvel usa-se o motor de combustão interna (MCI): a combustão ocorre dentro dos cilindros.
  • A pressão dos gases empurra o êmbolo (pistão) → biela → cambota → movimento rotativo.
  • Dois grandes tipos: explosão (gasolina, ignição por vela) e combustão (Diesel, ignição por compressão).

Componentes-base: cabeça (culatra), bloco, cambota, bielas, pistões, cavilhões, chumaceiras, volante do motor.

Componentes principais

Grupo Peças Função
Fixos Bloco, cabeça, cárter Estrutura e câmaras
Móveis Pistão, biela, cambota Converter pressão em rotação
Distribuição Árvore de cames, válvulas, correia/corrente Abrir/fechar válvulas
Vedação Junta da cabeça, segmentos, retentores Estanquidade

A junta da cabeça veda a câmara, a água e o óleo entre bloco e cabeça — é a avaria "cara" mais comum.

Ciclo de 4 tempos

Cada ciclo = 2 voltas da cambota (720°):

  1. Admissão — desce o pistão, entra mistura (ou ar no Diesel).
  2. Compressão — sobe o pistão, comprime a carga.
  3. Explosão/expansão — a vela (Otto) ou a compressão (Diesel) inflama; a força motriz.
  4. Escape — sobe o pistão, expulsa os gases queimados.

Otto vs Diesel: o Otto usa vela e mistura ar+gasolina; o Diesel comprime muito mais (≈18:1) e injeta gasóleo que auto-inflama — sem vela de ignição.

Grandezas de desempenho

  • Binário (N·m) — força de rotação; sente-se na "força" a baixas rotações.
  • Potência (kW / cv) — trabalho por unidade de tempo: P = binário × rotação.
  • Rendimento (η) — quanta energia do combustível vira trabalho útil (MCI ≈ 25–40%).
  • Consumo específico (g/kWh) — combustível gasto por unidade de energia.

A relação de compressão liga estas grandezas: mais compressão → mais rendimento (com limites: detonação no Otto).

Bloco 2 · Sistemas de apoio

Sistema de arrefecimento

Dissipa o calor da combustão para o motor não gripar. Circuito líquido fechado:

  • Bomba de água — circula o líquido.
  • Radiador + ventilador — troca calor com o ar.
  • Termóstato — só abre a ~85–90 °C (aquecimento rápido).
  • Vaso de expansão — absorve a dilatação.

Líquido: água + anticongelante (etilenoglicol) → não congela, não ferve, protege da corrosão. Avarias típicas: termóstato preso, fugas, bomba gasta, junta da cabeça queimada.

Sistema de lubrificação

Cria uma película de óleo que separa as peças em movimento — reduz atrito, desgaste e ajuda a arrefecer.

  • Cárter (reservatório) → bomba de óleofiltro → galerias → chumaceiras, cames, cilindros.
  • Manocontacto/sensor de pressão avisa se a pressão cai.

Óleo: classificado por SAE (viscosidade, ex.: 5W-30) e API/ACEA (qualidade). Trocar óleo + filtro nos intervalos do fabricante. Pressão baixa = paragem imediata (risco de gripagem).

Sistema de distribuição

Sincroniza a abertura das válvulas com a posição dos pistões.

  • Árvore de cames (cames) acionada pela cambota via correia dentada ou corrente.
  • Relação 2:1 — a árvore roda a metade da cambota.
  • Ponto de distribuição (timing) tem de estar exato; erro → válvulas batem nos pistões.

Regra de ouro: a correia de distribuição substitui-se ao km/tempo do fabricante. Partir = motor destruído (nos motores interference). Marcar sempre as marcas de PMS antes de desmontar.

Bloco 3 · Metrologia e diagnóstico

Medição e tolerâncias

Reparar um motor exige medir com rigor:

Instrumento Mede
Paquímetro comprimentos, diâmetros (0,05 mm)
Micrómetro diâmetros com precisão (0,01 mm)
Comparador folgas, empeno, batimento
Súbito / apalpa-folgas folga de válvulas
Manómetro de compressão pressão nos cilindros

Tolerância = intervalo aceitável entre o valor mínimo e máximo. Erros de medição: sistemáticos (instrumento mal calibrado — corrigíveis) e aleatórios (dispersão — reduzem-se repetindo).

Diagnóstico de anomalias

Método: sintoma → hipóteses → medir → confirmar.

Sintoma Causas prováveis
Fumo branco + perda de água Junta da cabeça / cabeça fissurada
Fumo azul Óleo a queimar (segmentos, retentores de válvula)
Fumo preto (Diesel) Injeção rica / ar insuficiente
Batimento metálico Chumaceiras gastas, folgas
Sobreaquecimento Termóstato, bomba, junta, falta de líquido

Ferramentas: teste de compressão, teste de estanquidade (fugas de cilindro), aparelho de diagnóstico OBD, teste de gases de escape ao vaso de expansão.

Bloco 4 · Reparação

Desmontagem — cabeça e bloco

  1. Motor frio; despressurizar; escoar líquido e óleo.
  2. Retirar acessórios, coletores e distribuição (marcar o ponto).
  3. Desapertar a cabeça em estrela, do centro para fora, em etapas.
  4. Inspecionar: empeno da cabeça (régua + apalpa-folgas), estado das válvulas e guias.
  5. No bloco: cilindros (ovalização, conicidade), pistões, segmentos, folga das chumaceiras (plastigage).

Organizar as peças por ordem; parafusos da cabeça muitas vezes são de uso único (torque-to-yield).

Retificação e montagem

  • Retificar a face da cabeça se empenada; retificar cilindros e montar pistões sobredimensionados se ovalizados.
  • Assentar válvulas (esmerilar) e substituir vedantes.
  • Junta da cabeça nova, sempre; superfícies limpas e secas.
  • Montar na ordem inversa, lubrificando chumaceiras e cilindros.

Binários de aperto: respeitar valor + sequência + ângulo (aperto angular). Usar sempre chave dinamométrica — nunca "a sentimento".

Regulação e afinações

  • Folga das válvulas (nos motores sem hidráulicos): com apalpa-folgas, no valor do fabricante.
  • Ponto de distribuição: alinhar marcas da cambota e cames antes de fechar.
  • Tensão da correia: no valor especificado.
  • Pré-lubrificar; verificar níveis de óleo e líquido.

Consultar sempre os valores de referência do fabricante — cada motor tem os seus. Nunca reutilizar juntas, retentores ou parafusos de uso único.

Bloco 5 · Ensaio, segurança e registo

Ensaios e testes finais

Após a montagem, validar antes de entregar:

  1. Arranque e observar pressão de óleo e temperatura.
  2. Verificar fugas (óleo, líquido, escape).
  3. Confirmar ralenti estável e ausência de ruídos anómalos.
  4. Novo teste de compressão por cilindro.
  5. Ensaio em estrada / banco: resposta, fumos, temperatura em carga.

Só se dá o motor por reparado quando os valores estão dentro das tolerâncias e não há fugas.

Segurança, ambiente e limpeza

  • EPI: luvas, óculos, calçado de segurança; cuidado com fluidos quentes e sob pressão.
  • Elevar o veículo com apoios; nunca só no macaco.
  • Resíduos: óleo usado, líquido de arrefecimento e filtros são perigosos → recolha seletiva.
  • Limpeza de peças: desengordurante, cuba de lavagem, ar comprimido; superfícies de junta impecáveis.

Registo da atividade oficinal

Toda a intervenção fica documentada no sistema informático da oficina:

  • Ordem de reparação (OR): viatura, km, cliente.
  • Diagnóstico, peças substituídas, tempos.
  • Valores medidos (compressão, binários, folgas).
  • Garantia e recomendações.

Um bom registo protege a oficina e o cliente, e permite rastrear o histórico do motor.

Recapitulando

  • MCI de 4 tempos: admissão, compressão, explosão, escape.
  • Binário, potência, rendimento, consumo medem o desempenho.
  • Arrefecimento, lubrificação e distribuição mantêm o motor vivo.
  • Medir com rigor: paquímetro, micrómetro, tolerâncias.
  • Diagnóstico por sintoma → medição; reparar com binários e pontos corretos.
  • Ensaiar, cumprir segurança/ambiente e registar sempre.

Próximo: fichas e projeto — diagnosticar e reparar um motor completo.