Os automóveis movem-se devido ao impulso aplicado pelos pneus sobre a superfície da estrada. A força necessária para impelir o veículo é fornecida pelo motor, cujo movimento de rotação é transmitido às rodas.
Os mecanismos que constituem o automóvel têm uma missão especial a cumprir dentro do funcionamento geral do veículo e estão estreitamente relacionados entre si.
O motor está, situado na parte dianteira e unido à caixa de velocidades pela embraiagem. O movimento de rotação do motor é transmitido através da embraiagem, caixa de velocidades e veio de transmissão até à ponte traseira, que o aplica às rodas, cujo impulso é transmitido ao chassis do veículo pelo sistema de propulsão. Os travões, a suspensão e a direcção completam o conjunto dos mecanismos que se fixam à plataforma.
Cada um destes mecanismos tem uma missão a cumprir no automóvel, que a seguir se descreve.
O motor do automóvel
O motor do automóvel Tem como missão transformar a energia química contida no combustível em energia mecânica de movimento. Para isso, aproveita a força expansiva dos gases que se queimam no interior dos cilindros, fazendo girar um veio cuja rotação se transmite às rodas que deslocam o veículo.
Combustível usado pelos motores dos automóveis
O combustível geralmente usado é a gasolina, que a bomba de alimentação faz passar do depósito para o carburador, no qual se mistura com o ar, que entra através do respectivo filtro. Essa mistura é aspirada para os cilindros, onde é comprimida e depois inflamada por uma faísca eléctrica.
Noutros motores utiliza-se como combustível o gasóleo, que é finamente pulverizado ao ser injectado directamente no cilindro, quando o ar aspirado já está fortemente comprimido. A compressão aquece o ar e o combustível arde à medida que é injectado.
Como o motor, em consequência da combustão, alcança uma temperatura elevada, para evitar a sua rápida deterioração dispõe-se de um sistema de refrigeração, que faz passar uma corrente de água em torno do cilindro, através da qual se evacua o calor libertado por este. A água resfria-se no radiador mediante uma corrente de ar gerada por uma ventoinha ou pela própria marcha do veículo.
No interior do motor há um certo número de peças em movimento roçando continuamente umas contra as outras. Para evitar o excessivo desgaste dessas peças, devido ao atrito e ao calor, dispõe-se de um sistema de lubrificação, que insere entre as peças em movimento uma película de óleo e a renova constantemente.
Velocidade de rotação do motor pode variar conforme se carrega num dispositivo chamado acelerador. Quando se pisa este, aumenta o número de rotações do motor por minuto. Se se solta o acelarador, o motor passa a rodar em marcha lenta, ou ao ralenti.
Embraiagem
A embraiagem Tem por fim transmitir o movimento de rotação do motor às rodas segundo a vontade do condutor. Para isso, aproveitam–se as características de aderência por atrito de alguns materiais e assim consegue uma união rígida entre o motor e as rodas. Quando existe essa união, diz-se que o motor está embraiado. Se não há união, diz-se que está desembraiado.
A embraiagem é accionada por um pedal. Quando este está livre, o veículo está embraiado; quando se pisa, o veículo fica desembraiado.
Caixa de velocidades
A Caixa de velocidades do automóvel tem por missão variar a força (binário) aplicada às rodas ou a velocidade segundo as necessidades da marcha. Para isso, existe no seu interior uma série de rodas dentadas, que podem ser engrenadas de vários modos e que reduzem a velocidade de rotação do motor segundo as combinações estabelecidas, obtendo-se assim diferentes velocidades nas rodas do veículo com as mesmas rotações do motor.
Segundo as leis da mecânica, para uma mesma potência ganha-se em força o que se perde em velocidade. Assim, através do manejo da caixa de velocidades, pode-se dispor de mais força para subir as rampas, desde que se reduza um pouco a velocidade, o que se consegue mudando de redução, ou, como em geral se diz, «mudando de velocidade». •
A passagem a uma redução, a uma redução maior ou menor, faz-se com a alavanca das mudanças, situada ao alcance da mão do condutor para que este Possa manobrá-la consoante as exigências do andamento.
A alavanca tem uma posição denominada de ponto morto, em que não se transmite o movimento do motor às rodas, podendo, portanto, o motor girar sem que o veículo se mova. Por meio desta mesma alavanca, pode-se mudar o sentido do movimento de rotação que vem do motor, tornando-o no inverso do normal. Então, o veículo desloca-se para trás.
Dá-se o nome de velocidades a cada uma das posições da alavanca e das engrenagens em que se obtêm distintas reduções da velocidade do movimento de rotação vindo do motor. Os veículos de turismo dispõem de quatro, cinco ou seis velocidades para a frente e uma para trás.
Para seleccionar uma velocidade, é necessário usar primeiro a embraiagem para interromper a transmissão de movimento de rotação do motor às rodas.
Transmissão
A transmissão tem por fim transmitir o movimento de rotação da caixa de velocidades ao eixo motor. Nos carros com motor à frente e tracção a trás, a transmissão faz-se, na maioria dos casos, por dois veios tubulares de aço ligados por uma união articulada. À saída da caixa de velocidades e à entrada de movimento do eixo traseiro existem também uniões articuladas, para assegurarem a transmissão apesar das oscilações que as rodas transmitem ao eixo ao deslocarem-se sobre o solo.
Quando o motor acciona as rodas dianteiras ou está montado a trás, não existem veios de transmissão. A transmissão final está directamente ligada à caixa de velocidades e o eixo propulsor é substituído por semieixos, que accionam directamente as rodas com interposição de uniões articuladas.
Ponte traseira
A ponte traseira tem duas missões importantes a cumprir:
- Mudar de 90 % a direcção do movimento de rotação vindo da caixa de velocidades, para o transmitir às rodas e reduzir a velocidade do mesmo;
- Fornecer um mecanismo diferencial que faça girar a roda exterior com maior velocidade nas curvas.
A primeira destas missões é cumprida por um sistema de engrenagens cónicas, formando um grupo de pinhão e coroa, que ao mesmo tempo reduz a rapidez do movimento vindo do veio de transmissão.
A segunda é realizada por um grupo de carretos cónicos dispostos de maneira a permitir que numa curva a roda exterior possa girar mais depressa do que a interior, pois tem de percorrer um caminho mais longo.
Quando o motor está colocado transversalmente, o grupo cónico é substituído por um de engrenagens cilíndricas.
Sistema de propulsão
O movimento de rotação que chega ao eixo propulsor vindo do motor é transmitido às rodas montadas neste sobre rolamentos. Como as rodas se apoiam no solo, quando se lhes transmite o esforço da rotação (o binário), elas são obrigadas a girar, transmitindo um impulso ao eixo traseiro, a que estão unidas. Este impulso pode ser aplicado ao chassis do carro pelas molas, quando de folhas, ou por braços, ou tirantes.
As rodas que impelem o veículo denominam-se motrizes.
Travões
Para afrouxar a marcha do veículo e o levar, se necessário, a deter-se totalmente, usam-se os travões, que se accionam com um pedal colocado no interior do veículo, perto do da embraiagem, e que o condutor pisa com o pé direito. Então, umas placas forrradas de amianto aplicam-se contra uns discos que giram com as rodas. O atrito detém o disco sem chegar a provocar a blocagem da roda, ou seja, a sua paragem brusca. O calor gerado pelo atrito dissipa-se com o ar da marcha.
Muitos veículos usam nas rodas traseiras tambores com sapatas internas, em vez dos discos.
Suspensão
A suspensão tem a finalidade de proporcionar mais comodidade aos passageiros e de contribuir para a maior estabilidade possível. Para isso, usam-se meios elásticos de união entre as rodas e o chassis, como os pneumáticos, as molas de folhas, ou helicoidais, e os amortecedores.
Os pneus absorvem as pequenas irregularidades do terreno; as molas, os grandes desníveis ou desigualdade, e os amortecedores travam as oscilações das molas.
O conjunto dos órgãos de suspensão faz com que o chassis não se mova excessivamente durante a marcha em pisos irregulares.
Direção
A função da direção é permitir que o condutor siga o caminho desejado, o que se consegue orientando as rodas dianteiras, ditas diretrizes, por meio de um mecanismo que o condutor acciona fazendo rodar um volante situado no interior do veículo.
O mecanismo de direção deve dar a cada uma das rodas dianteiras a orientação devida, já que, tal como ocorre no eixo motor, as rodas têm de descrever cursos diferentes nas curvas.
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