04. Sistemas do Veículo Automotor

Quais são os sistemas de um veículo automotor?

Os principais sistemas de um veículo automotor são:

• Sistema do motor

• Sistema de transmissão

• Sistema de direção

• Sistema de suspensão

• Sistema de freios

Também fazem parte da mecânica do veículo:

• Sistema de arrefecimento

• Sistema de lubrificação

• Sistema elétrico

• Sistema de escapamento

• Sistema de rodagem (rodas)

Atuam de forma agregada ao sistema motor, auxiliando o funcionamento primário do motor, os seguintes sistemas:

1. Alimentação: fornece a mistura "ar + combustível".

2. Lubrificação: diminui o atrito das peças do motor.

3. Arrefecimento: controla a temperatura do motor.

4. Elétrico: possibilita a partida do motor.

5. Transmissão: transmite a força do motor para as rodas.

O que é e como funciona o sistema de alimentação?

O sistema de alimentação é um dos sistemas auxiliares do motor, sendo responsável por:

• Armazenar o combustível no tanque.

• Preparar a mistura do ar com o combustível.

• Transportar o "ar + combustível" até o motor.

No trajeto do tanque até o motor, o combustível precisa ser preparado para se tornar uma mistura explosiva que é chamada de carburante (ar + combustível).

A transformação do combustível em carburante é feita pelo carburador ou pelo módulo de injeção eletrônica.

Carburador

Os automóveis fabricados até 1995 usam o sistema de alimentação por carburador, que foi substituído pelo sistema de alimentação por injeção eletrônica. 

Isso aconteceu pois o sistema por carburador apresenta deficiências mecânicas. O motor esquenta lentamente exigindo combustível extra, sendo menos econômico do que a injeção eletrônica.

Injeção eletrônica

No sistema de injeção eletrônica há sensores em todo o veículo, que controlam automaticamente a quantidade ideal de combustível para o funcionamento do motor.

Consequentemente, é um sistema mais econômico e com menor impacto ambiental do que o antigo sistema de alimentação por carburador.

As principais peças que compõem o sistema de alimentação dos veículos atuais são:

• Tanque de combustível: reservatório que armazena o combustível (gasolina, etanol, diesel ou GNV).

• Bomba de combustível: impulsiona o combustível pelas tubulações do sistema.

• Filtro de combustível: retém impurezas do combustível, provenientes do tanque e que podem danificar o funcionamento do motor.  

• Tubulações: fazem o trajeto que leva o combustível do tanque até o motor.

• Filtro de ar: filtra o ar a ser misturado com o combustível, evitando que partículas de sujeira entrem no motor.

• Canister: filtra e absorve os vapores poluentes do combustível no tanque, evitando que eles sejam dispersados no meio ambiente.

• Injeção eletrônica: sistema controlado por uma unidade de comando eletrônica, que calcula a quantidade ideal de combustível para o funcionamento do motor.

O que é e como funciona o sistema de lubrificação?

O sistema de lubrificação é integrado ao sistema do motor. O tempo de duração do motor depende diretamente da manutenção adequada desse sistema.

A finalidade principal do sistema de lubrificação é reduzir o atrito entre as peças móveis do motor, evitando seu desgaste prematuro.

O movimento intenso dos pistões contra os cilindros dentro do bloco do motor também é fonte de calor e causa o aumento da temperatura do motor.

Além de diminuir o gasto das peças, o óleo lubrificante também tem como função dispersar parte do calor gerado pelo funcionamento do motor.  

A lubrificação do motor pode ser por: 

• Pressão
• Salpico 
• Imersão

Atualmente, todos os motores de 4 (quatro) tempos usam a lubrificação por pressão.

Na lubrificação por pressão, a bomba de óleo é acionada, dispersando com força o óleo nas tubulações (que leva à galeria do bloco motor), passando pelo virabrequim e canais internos das bielas até chegar aos pistões.  

As peças que fazem parte do sistema de lubrificação são as seguintes:

• Bomba de óleo: faz o óleo lubrificante percorrer as peças do sistema e lubrificar todos os componentes móveis do motor.

• Filtro de óleo: filtra o óleo lubrificante que vai para o bloco do motor impulsionado pela bomba. Conta com uma válvula reguladora de pressão e um canal interno.

• Galeria principal: tubulações por onde passa o óleo lubrificante, levando-o para as peças móveis internas do motor.

• Cárter: é uma peça fixa do motor, que fecha sua parte de baixo, ao mesmo tempo em que serve para armazenar o óleo lubrificante.

• Filtro de sucção: filtra o óleo lubrificante que sai de dentro do cárter.

• Pescador: liga a bomba de óleo até o cárter, recolhendo o óleo que está ali armazenado.

O que é e como funciona o sistema de arrefecimento?

É o sistema responsável por controlar a temperatura do motor. Também pode ser chamado sistema de resfriamento.

O sistema de arrefecimento pode ser somente a ar (mais comum em motocicletas) ou a água e ar. Quase todos os automóveis usam o sistema a água e ar.

O sistema de arrefecimento de veículos funciona da seguinte maneira:

• Quando o motor começa a funcionar, ele ainda está frio e o termostato permanece fechado, sem deixar a água circular pelo sistema.

• O funcionamento do motor gera calor e a água também se aquece, atingindo a temperatura máxima permitida.

• A válvula termostática se abre, permitindo que a água quente saia do motor e vá para o radiador.

• No radiador, a circulação da água é feita em pequenos tubos que são resfriados pela corrente de ar produzida pela ventoinha (ventilador).

• O radiador dissipa o calor da água. A água resfriada sai por outra tubulação e segue novamente para as canaletas internas do bloco do motor.

• É a bomba d’água que pressuriza e impulsiona a circulação da água pelo sistema, que mantém o motor em sua temperatura ideal.

As principais peças do sistema de arrefecimento são:

• Radiador: dispositivo dotado de pequenos tubos metálicos, com pequenas alas para dissipar o calor.

• Ventilador (ou ventoinha): puxa o ar do ambiente, fazendo com que ele circule e passe pelo radiador.

• Bomba d'água: bomba centrífuga que faz circular a água sobre o bloco do motor.

• Termostato: também chamado de válvula termostática, mantém a temperatura da água no ideal de 80º Celsius.

• Canais de refrigeração: no interior do motor, existem galerias para conduzir a água por todas as partes que precisam ser resfriadas.

• Mangueiras: possibilitam a circulação da água do motor ao radiador e vice-versa.

O que é e como funciona o sistema elétrico?

Sistema elétrico é o sistema responsável em gerar, armazenar, converter e liberar a energia elétrica necessária para o funcionamento do veículo.

De modo geral, o princípio de funcionamento do sistema elétrico é o seguinte:

• A energia é gerada pelo alternador, que é ligado ao motor do veículo por uma correia. O alternador produz a energia e a envia para ser armazenada na bateria.

• A chave de ignição, quando acionada, libera a energia da bateria que vai para componentes dos circuitos elétricos, como a bobina que converte a energia em alta voltagem.

Por isso, se você esquecer o farol aceso com o carro desligado, você corre o risco de ficar sem energia suficiente para poder dar a partida no motor.

Como a bateria armazena a energia, mesmo sem o funcionamento do motor, o farol estará consumindo a energia elétrica do veículo.

São vários itens que compõem o sistema elétrico, desde fusíveis, cabos e fios elétricos, até peças que geram, armazenam e alteram a tensão da energia elétrica do veículo.

Os principais componentes do sistema elétrico são:

• Chave de ignição: funciona como um interruptor. Quando a chave é acionada, ela permite que a energia elétrica circule no sistema.

• Motor de partida: também chamado de motor de arranque, dá o impulso inicial para o funcionamento do motor do veículo.

• Alternador: também chamado de dínamo, é um gerador de energia que transforma a energia mecânica em energia elétrica.

• Bateria: é formada por placas de chumbo que ficam mergulhadas em uma solução de ácido sulfúrico, que armazena e transforma a energia química em elétrica.

• Bobina: converte (transforma) a energia de baixa tensão, liberada pela bateria a partir do acionamento da chave de ignição, em alta tensão.

• Distribuidor: distribui a corrente elétrica de alta tensão produzida pela bobina para as velas.

• Velas de ignição: liberam a faísca elétrica que queima a mistura do combustível. Para cada cilindro do motor há uma vela.

• Cabos de vela: ligam as velas ao distribuidor.

• Platinado: fica dentro do distribuidor. Interrompe a corrente que vem da bobina, fazendo com que cada vela libere sua centelha no ponto certo dentro do cilindro.

• Condensador: protege o platinado.

• Regulador de voltagem: dispositivo eletrônico que mantém a voltagem do alternador constante e também a corrente de descarga da bateria.

• Chicote elétrico: conjunto de cabos que conduz a eletricidade para os sensores e componentes dos circuitos elétricos do veículo. 

O sistema elétrico nos veículos com motor ciclo Otto é composto por 4 circuitos elétricos que desempenham funções específicas: 

• Circuito de ignição
• Circuito de partida
• Circuito de recarga
• Circuito de iluminação

Abaixo vamos falar sobre cada um deles.

Circuito de ignição

Produz, no tempo certo, a centelha (faísca) da vela de ignição que provoca a explosão da mistura "ar + combustível" nos cilindros do motor.

Funcionamento:

• A chave de ignição é acionada e libera a passagem da corrente de baixa tensão da bateria até a bobina.

• Na bobina, a corrente de baixa tensão é transformada em alta tensão, que passa pelo condensador e é enviada ao distribuidor.

• Através da abertura e fechamento do platinado, o distribuidor libera a corrente elétrica no tempo certo para cada uma das velas de ignição.

• A vela recebe a corrente elétrica e emite a centelha dentro do cilindro do motor, fazendo a queima do carburante (mistura do ar com o combustível).

Circuito de partida

É responsável por iniciar o funcionamento do motor.  

Funcionamento:

• Ao ligar a chave de ignição, a corrente enviada da bateria para a bobina passa antes pelo motor de partida (ou motor de arranque), acionando o seu funcionamento.

• O motor de partida é um motor elétrico. Sempre que ele é acionado você consegue escutar o barulho de seu funcionamento.

• O movimento do motor de arranque gira o motor do veículo através da cremalheira (engrenagem maior) fixada no volante do motor e dá início ao seu funcionamento.

• Uma vez que o motor principal do veículo está trabalhando, o motor de arranque já não precisa mais funcionar.

Circuito de recarga

É o circuito que supre a energia para as peças que consomem eletricidade (e também mantém a bateria carregada).

Compõem o circuito de recarga: 

• Dínamo
• Alternador
• Regulador de tensão (relé)
• Chicote elétrico 
• Bateria

Circuito de iluminação

É responsável pelo funcionamento das diversas luzes do veículo, como faróis, faroletes, pisca-alerta, luzes de freio, marcha ré e setas direcionais.

Permite o acionamento dos faróis para a circulação noturna do veículo e das luzes de identificação e indicação de manobras.

O que é e como funciona o sistema de transmissão?

É responsável por transmitir até as rodas a força motriz gerada pelo motor, controlando o torque e a velocidade do veículo, conforme a marcha da embreagem.

O sistema de transmissão pode ser:

• Automático: as mudanças de marcha são selecionadas por um mecanismo de comando automatizado, de acordo com a velocidade do veículo e o uso do acelerador.

• Semiautomático: o condutor pode selecionar as mudanças de marcha manualmente ou pode optar por usar o modo de câmbio automático.

• Manual: o condutor seleciona manualmente, pela alavanca do câmbio e pedal de embreagem, a melhor marcha para cada situação.

Para a prova teórica, você precisa conhecer o funcionamento do sistema de transmissão manual:

• Ao movimentar a alavanca da caixa de câmbio, o condutor altera a posição das engrenagens do motor que determinam a força e o torque das rodas.

• Para alterar a marcha do câmbio, é necessário acionar o pedal da embreagem.

• Quando o pedal da embreagem é pressionado (acionado), o sistema de transmissão é desligado.  

• Ao soltar o pé da embreagem, a informação sobre a força gerada pelo motor é passada para o eixo das rodas responsáveis pela tração do veículo.

Há 3 tipos de tração:

1. Tração dianteira
2. Tração traseira
3. Tração nas 4 rodas

Abaixo vamos falar sobre cada uma delas.

Tração dianteira

O diferencial e a caixa de transmissão ficam na frente do veículo, próximos ao motor, dispensando a peça da árvore de transmissão. 

É o tipo de tração mais comum entre os carros de passeio brasileiros.

Tração traseira

O diferencial fica posicionado na parte de trás do veículo (junto ao eixo traseiro), conectando-se ao motor pela árvore de transmissão. 

Hoje, é mais usado em caminhonetes.

Tração nas 4 rodas

A tração é feita pelos eixos traseiro e dianteiro. Há um diferencial central na árvore de transmissão, ligando a caixa de marchas até o diferencial das rodas traseiras.

As principais peças do sistema de transmissão são:

• Embreagem: é usada para trocar a marcha sem interromper o funcionamento do motor. É a embreagem que liga o motor ao sistema de transmissão. É composta por platô, disco e colar de embreagem.

• Caixa de câmbio: conjunto de engrenagens que transmitem menor ou maior força às rodas. Também conhecido como “caixa de marchas” ou “caixa de transmissão”.

• Árvore de transmissão (ou eixo cardã): liga a caixa de câmbio ao diferencial (presente em veículos com tração traseira ou nas 4 rodas).

• Diferencial: transmite a força necessária às rodas de forma independente.

• Semiárvore (ou semieixo): existe um semieixo para cada eixo de rodas (ou seja, são 2 peças para os veículos de passeio), que ligam os diferenciais às rodas, transmitindo o movimento de rotação.

O que é e como funciona o sistema de direção?

É o sistema que permite a mudança de trajetória do veículo pelo giro do volante.

O sistema de direção pode ser dos seguintes tipos (organizados hierarquicamente da direção mais “pesada” para a mais "leve"):

• Direção mecânica: o giro do volante é totalmente mecânico e depende da força manual do condutor, pois não há nenhum tipo de dispositivo auxiliando o movimento.

• Direção hidráulica: contém uma bomba hidráulica que utiliza como fluido o óleo que fica em alta pressão, responsável por fazer a maior força na mudança de direção.

• Direção elétrica: um dispositivo elétrico na direção faz a maior parte da força de giro do volante no sistema de direção.

• Direção eletro-hidráulica: combina no mesmo sistema o uso do óleo da direção hidráulica com o dispositivo elétrico.

O sistema de direção é composto pelas seguintes peças:

• Volante de direção: é o primeiro componente do sistema de direção, sendo controlado totalmente pelo motorista.

• Coluna de direção: leva o movimento do volante de direção até a caixa de direção.

• Caixa de direção: recebe a rotação do volante através da coluna e transforma em um movimento retilíneo.

• Barra de direção: sai da caixa no sentido das rodas, é articulável para acompanhar os movimentos da suspensão.

• Terminal de direção (ou pivô de direção): rosqueada na barra de direção e ligada ao montante da roda, transmite para a roda o movimento do volante.

• Manga de eixo: diretamente ligada ao terminal de direção, é a peça que transforma o movimento retilíneo da caixa de direção em movimento circular para as rodas.  

O que é e como funciona o sistema de suspensão?

O sistema de suspensão absorve os impactos gerados pelas irregularidades no pavimento, além de proporcionar maior estabilidade ao veículo nas curvas.

São 2 tipos de sistemas mais utilizados:

1. Eixo rígido: as rodas são ligadas por um eixo transversal, que as tornam dependentes entre si.
2. Independente: as rodas são ligadas diretamente ao chassi por um sistema de braços articulados, que as tornam independentes entre si.  

O sistema de suspensão é composto por:

• Amortecedores: instalados próximos às rodas, ajudam na estabilização do veículo e auxiliam no amortecimento das trepidações. Há um amortecedor para cada roda.

• Molas: têm a função de suportar o peso do veículo. Também garantem a altura, o equilíbrio e a estabilidade do veículo em curvas ou freadas.

• Barra estabilizadora: na maior parte dos veículos, fica na suspensão dianteira, unindo os dois lados da suspensão. Mantém a aderência e agilidade do carro durante as manobras.

• Braço triangular (ou bandeja): é a peça que faz a união da roda com o chassi.

O que é e como funciona o sistema de freios?

O sistema de freios serve para reduzir a velocidade ou imobilizar totalmente o veículo.

Nos veículos, o condutor pode acionar 2 tipos de freios:

1. Freio de serviço: é acionado com o pé pelo pedal entre o acelerador e a embreagem do veículo. Ele atua nas 4 rodas.
2. Freio de estacionamento: é conhecido como freio de mão e atua apenas nas rodas traseiras (tração do veículo).

Existem diferentes tipos de mecanismos de freios usados nos veículos, sendo que alguns atuam de forma conjunta. Abaixo apresentamos cada um deles.

Freio mecânico

Atua diretamente nas rodas, sem auxílio de nenhum dispositivo. A força aplicada no acionamento do freio é repassada para as rodas.

O freio de estacionamento é um exemplo de freio mecânico.

Freio a disco e a tambor

A maioria dos veículos de passeio conjugam os dois tipos.

O freio a tambor costuma ser usado nas rodas traseiras. O freio a disco é mais eficiente e por isso é encontrado nas rodas dianteiras (responsáveis por 70% do potencial de frenagem).

Veículos mais sofisticados possuem freios a disco em todas as rodas.

Freio a ar

Também chamado de pneumático, é um freio eficiente que ajuda na frenagem (a força não depende apenas do condutor).

Seu funcionamento baseia-se no uso de ar comprimido e sua eficiência depende da correta pressão do ar (medida por um manômetro).

É o freio mais comum em veículos pesados (ônibus e caminhões).

Freio hidráulico

Mais usado em veículos de pequeno porte, é um sistema auxiliar de freio, que dá suporte aos freios a disco e a tambor.

O sistema hidráulico conta com a pressão do fluido de freio (óleo) para diminuir a força aplicada no pedal.

Com o acionamento do pedal, o fluido sai do cilindro mestre, passa por conexões e tubulações até chegar nos freios das rodas.

Freio hidrovácuo ou servo assistido

Também é um sistema auxiliar para os freios a disco e a tambor, de funcionamento semelhante ao freio hidráulico.

Por ser mais barato, é mais utilizado, estando presente na maioria dos automóveis.

Freio ABS

É o sistema antibloqueio de rodas que reduz cerca de 20% da distância necessária para imobilização total do veículo em uma frenagem.

Os sensores das rodas ligados a uma central eletrônica regulam a pressão dos freios evitando o travamento das rodas e tornando a frenagem segura.

Também é um sistema auxiliar, ou seja, no caso de falhas, os freios convencionais funcionarão normalmente. É item obrigatório em todos os veículos fabricados no Brasil desde 2014.

• Disco: é o principal componente do sistema. Atua diretamente nas rodas que são afixadas a ele. Para suportar as altas temperaturas, é feito de ferro fundido.

• Pastilhas: utilizadas em sistemas de freios a disco, as pastilhas cobrem a extensão do disco, comprimindo-o e fazendo o veículo frear.

• Tambor: tem um funcionamento parecido ao freio a disco, também está ligado à roda. Dentro dele há 2 sapatas e lonas que geram o atrito durante a frenagem.

• Sapatas: são usadas no sistema de freio a tambor. As sapatas se encaixam dentro dos tambores.

• Lonas: também presentes no freio a tambor, as lonas calçam as sapatas e ficam entre elas e os tambores.

• Hidrovácuo: dispositivo auxiliar que pressiona o sistema de óleo e ar, diminuindo a necessidade da força a ser aplicada no pedal de freio pelo condutor.

O que é e como funciona o sistema de escapamento?

Conhecido como sistema de escapamento ou de exaustão, é por onde são expelidos os resíduos resultantes da queima do combustível.

Tem como função filtrar os gases e abafar os ruídos da explosão do motor. Também atua no controle da pressão desses gases.

No escapamento, os gases nocivos ao meio ambiente, gerados pela queima do carburante, são transformados em substâncias não poluentes.

As principais peças que compõem o sistema de escapamento são:

• Tubo dianteiro: é ligado ao coletor de escapamento do motor, sendo responsável por recolher os resíduos sem tratamento liberados pela queima do combustível.

• Flexível: é uma peça não estática que absorve e reduz as vibrações do motor, garantindo maior durabilidade ao escapamento.

• Catalisador: transforma os gases poluentes em água, dióxidos de carbono e nitrogênio.

• Silenciador intermediário: é o primeiro abafador de ruído, é uma câmara localizada no tubo de descarga que reduz os ruídos das explosões do combustível dentro do bloco motor.

• Tubo intermediário: é continuidade do tubo de escapamento, que fica entre os 2 silenciadores (intermediário e traseiro).

• Silenciador traseiro: é o abafador de ruídos localizado próximo à saída de ar do tubo de escapamento, que melhora ainda mais a redução dos barulhos do motor.

Atualmente, o sistema de escapamento é tão eficiente que na prática é difícil perceber o barulho ou a fumaça saindo pelo cano do escapamento.

A fumaça escura pode indicar mau funcionamento de outros sistemas do veículo:

• Fumaça preta: provável problema no sistema de alimentação que está queimando combustível em excesso, principalmente em veículos com carburador.

• Fumaça cinza (meio azulada): indica desgaste no motor, pois há queima de óleo lubrificante junto com o combustível. Boas chances do motor ter que ser retificado.

Como fazer a manutenção preventiva do veículo?

Os itens do veículo que devem ser verificados frequentemente são os listados abaixo.

Calibragem dos pneus

Deve ser feita semanalmente para garantir a aderência do veículo ao pavimento e aumentar a durabilidade dos pneus.

Água no sistema de arrefecimento

Verificação diária e com o motor frio. Retire a tampa do reservatório e observe o nível, caso necessário coloque mais água.

Óleo de lubrificação do motor

Pela vareta do motor, verifique diariamente o nível e viscosidade do óleo. Preste atenção também ao prazo de validade.

Saiba o passo-a-passo para a verificação do nível, viscosidade e validade do óleo.

Passo 1

O motor deve estar desligado e frio, o veículo estacionado em local plano.

Passo 2

Abra o capô do veículo e localize a vareta de medição do óleo (ela tem uma argola geralmente de cor amarela para facilitar a sua retirada).

Passo 3

Puxe a argola e limpe a ponta da vareta que fica dentro do motor.

Passo 4

Introduza novamente a vareta no motor, até o fundo do motor (no cárter). Retire e observe a marcação do nível de óleo.

Passo 5

A marcação do óleo deve estar entre as indicações de nível mínimo e máximo da vareta.

Passo 6

Observe também a viscosidade. O óleo é um fluido mais viscoso, isto é, mais grosso e pegajoso do que a água.

Passo 7

Para checar a validade, confira a data e quilometragem da última troca realizada (costuma estar anotado num adesivo colado na janela frontal do veículo).

Passo 8

O óleo do motor deve ser trocado a cada 5.000 quilômetros ou a cada 6 meses (o que acontecer primeiro).

Passo 9

Use somente óleo recomendado pelo fabricante, conforme indicado no manual do veículo.  

Além das verificações regulares, mantenha em dia a manutenção mecânica do veículo para não comprometer a segurança no trânsito e garantir maior durabilidade às peças.

Na tabela a seguir, estão os principais itens de manutenção de cada sistema dos veículos automotores: