Árvore de cames: função, avarias, sintomas

Tratando-se de uma peça fundamental para o funcionamento de um motor, a árvore de cames, detém várias designações como a árvore de comando, o veio de excêntricos, o veio de ressaltos ou ainda eixo de comando das válvulas.

Mas vamos dar uma vista de olhos à sua função, avarias e sintomas.

O que é a árvore de cames?

A árvore de cames trata-se de um objeto giratório – usualmente feito de metal – que contém cames pontiagudos, convertendo o movimento rotacional em movimento recíproco. Os eixos de comando são usados em motores de combustão interna, para a operação das válvulas de admissão e exaustão, sistemas de ignição controlados mecanicamente e os primeiros controladores de velocidade de motores elétricos. As árvores de cames em automóveis são produzidas de aço ou ferro fundido e são um fator chave na determinação da faixa de RPM da faixa de potência de um motor.

A árvore de cames utiliza cames que empurram contra as válvulas para as abrir enquanto a árvore de cames gira; as molas das válvulas retornam-nas à posição fechada.

Funcionamento da árvore de cames

Quando a árvore de cames roda, os cames execução a abertura e o fecho das válvulas de admissão e em sincronia o de escape com o movimento do pistão. Verifica-se a existência de uma relação estreita entre a forma dos lóbulos do came e a forma do funcionamento do motor em distintas faixas de velocidade.

Para tentar perceber melhor, iremos imaginar que estamos a operar um motor extremamente lento – a apenas 10 ou 20 rotações por minuto (RPM) – de modo que o pistão leva alguns segundos para completar um ciclo. Seria impossível rodar um motor normal tão lentamente, mas vamos supor que poderíamos. A esta velocidade lenta, gostaríamos de ter lóbulos de came formados para que:

Assim que o pistão começa a se mover para baixo no curso de admissão (chamado ponto morto superior ou TDC), a válvula de admissão abre-se. A válvula de admissão iria fechar quando o pistão chegar ao fundo.
A válvula de escape abriria quando o pistão atingir o fundo (chamado ponto morto inferior ou BDC) no final do curso de combustão e fecharia quando o pistão completar o curso de escape.

Mas o que acontece se o RPM for aumentado?

Quando aumenta o RPM, a configuração de 10 a 20 RPM para o eixo de comando não funciona bem. Se o motor estiver a funcionar a 4.000 RPM, as válvulas estão a abrir-se e a fechar-se 2.000 vezes a cada minuto, ou 33 vezes a cada segundo. Nessas velocidades, o pistão move-se muito rapidamente, de modo que a mistura ar / combustível que entra no cilindro de igual forma move-se muito rapidamente.
Quando a válvula de admissão abre e o pistão inicia o seu curso de admissão, a mistura ar / combustível no duto de admissão começando a acelerar para dentro do cilindro. Quando o pistão atinge o final de seu curso de admissão, o ar / combustível está a mover-se a uma velocidade bastante alta. Ao fechar-se a válvula de admissão, todo o ar / combustível pararia e não entraria no cilindro. Ao deixar a válvula de admissão aberta um pouco mais, o momento do movimento rápido do ar / combustível continua a forçar o ar / combustível para dentro do cilindro quando o pistão inicia o seu curso de compressão.
Portanto, quanto mais rápido o motor gira, mais rápido o ar / combustível se move e mais tempo se pretende que a válvula de admissão permaneça aberta. Também queremos que a válvula se abra mais amplamente em velocidades mais altas – este parâmetro, chamado elevação da válvula, é governado pelo perfil do lóbulo do came.

Tipos de motores e árvores de cames

Qualquer eixo de comando será perfeito apenas numa rotação do motor. A cada rotação do motor, o motor não funcionará com todo o seu potencial. Por isso, é sempre um compromisso uma árvore de cames fixa. É por isso que os fabricantes de automóveis desenvolveram esquemas para variar o perfil do came à medida que a rotação do motor muda.

Verifica-se a existência de diversos arranjos distintos de árvores de cames nos motores.

Câmara aérea única (SOHC)
Came duplo no alto (DOHC)
SOHC significa Single OverHead Cam, que indica que o motor tem uma única árvore de cames localizada sobre / na cabeça do cilindro. DOHC (Double OverHead Cam) indica dois cames localizados sobre ou no cabeçote do cilindro, geralmente operando as válvulas de admissão e exaustão, respetivamente. Essa é a principal diferença entre SOHC e DOHC.
Pushrod
A principal diferença é que o eixo de comando num motor pushrod está dentro do bloco do motor, e não no cabeçote.

Configurações de árvore de cames e danos causados

Danos causados por um pistão atingindo uma válvula.

Câmara Aérea Única
Este arranjo denota um motor com um came por cabeça. Caso se trate de um motor de 4 ou de 6 cilindros em linha, irá ter um came; Irá ter dois cames (um para cada cabeçote), caso se trate de um V-6 ou V-8.
O came aciona os balancins que pressionam as válvulas, abrindo-as. As molas retornam as válvulas à sua posição fechada. Essas molas precisam ser muito fortes porque, em altas rotações do motor, as válvulas são empurradas para baixo muito rapidamente e são as molas que mantêm as válvulas em contacto com os balancins. Caso as molas não sejam suficientemente fortes, as válvulas poderiam soltar-se dos balancins. Esta é uma situação indesejável que resultaria em desgaste extra nos cames e balancins.
Em motores de cames simples e duplos, os cames são acionados pela cambota, por meio de uma correia ou corrente designada de correia dentada ou corrente de sincronização. Em intervalos regulares, essas correias e correntes precisam de substituição ou ajustamento.
Câmara aérea dupla
Um motor de came duplo no cabeçote tem dois cames por cabeça. Assim, os motores em linha têm dois cames e os motores V têm quatro. Normalmente, os cames duplos no cabeçote são usados em motores com quatro ou mais válvulas por cilindro – um único eixo de cames simplesmente não pode conter lóbulos de came suficientes para acionar todas essas válvulas.
Mais válvulas significam que os gases de admissão e exaustão podem fluir mais livremente porque existem mais aberturas para os mesmos passarem. Isso aumenta a potência do motor.
Motores Pushrod
O came permite o acionamento de longas hastes que se erguem pelo bloco, entrando na cabeça para a movimentação dos balancins. As mesmas adicionam massa ao sistema, o que acrescenta a carga nas molas das válvulas. Isto poderá delimitar a velocidade dos motores pushrod; a árvore de cames no cabeçote trata-se de uma das tecnologias que proporcionou velocidades mais altas do motor.
O eixo de comando em um motor pushrod é frequentemente acionado por engrenagens ou uma corrente curta. As engrenagens são geralmente menos propensas a quebrar do que as correias, que costumam ser encontradas em motores de came suspenso.

Sintomas de um sensor de posição do eixo de comando defeituoso ou com falha

O sensor de posição do eixo de comando das válvulas reúne conhecimentos relativamente à velocidade do eixo de comando da viatura, remetendo-as para o módulo de controlo do motor do veículo (ECM). O ECM usa esses dados para determinar o tempo de ignição, bem como o tempo de injeção de combustível que o motor requer. Sem essas informações, o mecanismo não funcionaria corretamente.

Com o decorrer do tempo, o sensor de posição da árvore de comando poderá falhar ou mesmo ficar com desgaste dado a acidentes ou ao próprio desgaste natural. Há diversos sinais de alerta que devem ser observados anteriormente à falha completa do sensor do eixo de comando e desligue o motor, ocorrendo a necessidade de uma substituição.

O veículo não é conduzido como antes
Se o seu veículo se tornar mais lento, travar frequentemente, tiver uma queda na potência do motor, reduzir a milhagem do gás ou acelerar lentamente, todos esses são os sinais de que o sensor de posição do eixo de comando pode estar a falhar. Se tiver algum desses sintomas, isso pode significar que o sensor de posição da árvore de cames precisa ser substituído por um mecânico profissional o mais rapidamente possível.
Verificar se a luz do motor acende
A luz de verificação do motor acenderá assim que o sensor de posição do eixo de comando começar a falhar. Uma vez que esta luz pode acender por muitos motivos diferentes, sendo melhor que o veículo seja completamente inspecionado por um profissional. O mecânico fará uma varredura no ECM e verá quais códigos de erro que estão a ser mostrados para diagnosticar o problema rapidamente. Se ignorar a luz de verificação do motor, isso pode levar a problemas sérios no motor, como falha do motor.
O veículo não arranca
Se os outros problemas forem ignorados, eventualmente o veículo não dará o arranque. À medida que o sensor de posição da árvore de cames enfraquece, o sinal que ele transmite para o ECM do veículo enfraquece igualmente. Isso pode acontecer enquanto o veículo está estacionado ou enquanto o conduz. O último pode ser uma situação perigosa.
Assim que notar que o seu veículo não está a circular como antes, a luz de verificação do motor está acesa ou o veículo não arranca corretamente, o sensor pode precisar de ser substituído. Este problema não deve ser ignorado porque, eventualmente, o motor irá parar de funcionar totalmente.

Reprogramação de centralinas

Vantagens em reprogramar a sua centralina

A reprogramação de centralinas prima pelo cuidado a todas as viaturas. Só o circunstância de a reprogramação de centralinas ter como base a cuidada análise dos dados do banco de potência, no que diz respeito ao antes, durante e após a reprogramação, isso permitirá a entrega de um produto final com garantia de qualidade e exclusividade.

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Em situações de perigo, a reprogramação de centralinas garante ao seu automóvel uma resposta mais imediata e segura, permitindo a si o total controlo de todas as situações.

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Comentários – 1

@Á. P.

10.03.2023 14:05

Membro

Boa tarde
Depois de trocar a Correia Dentada preventivamente, esta ficou adiantada um dente, porque a dificuldade foi superior às espectativas.
Esta versão do Ibiza AUB BBZ, de 2005 1.4 16V pelo sucedido numa Oficina, a outra troca feita numa oficina pelo especialista (conforme me foi comunicado, só levou 7 horas), foram danificadas duas Bobinas de Ignição (individuais), é uma chatinha para trocar.
Desta vez deitei mão à obra e porque achei fácil executei o trabalho desde mudar a junta metálica entre outros trabalhos no motor, troca de parafusos, torques aplicados e corretos.
Depois de retificado o Ponto mecânico entre os veios de comando das válvulas, a ferramenta que serve de referência juntamente com o Veio da Cambota, ficou no ponto. O ponto entre os veios superior e inferior, pela análise dos sensores respetivos, estão bem porque foram testados e apresentam valores corretos.
O dente chanfrado a indicar 4 v e a ferramenta superior nas polias, tudo conforme.
O motor foi ligado, parando de imediato e entortando um pouco os eixos que entram nas polias, da ferramenta que ficou lá espetada, por descuido, o carro não andou porque está numa rampa e parou imediatamente.
Com a substituição do respirador do cárter do óleo (anelado) que além de estar roto estava quase desconetado, provocando uma entrada falsa de ar.
A EGR travada, com 19 anos de idade somente a ser limpa todos os anos, com as manutenções sempre bem executadas e dentro dos prazos.
Foi igualmente trocado o sensor de Velocidade da cambota, a TBI apresentava valores pouco coerentes, foi trocada por uma nova. Enfim as Velas como a ECU não consegue reciclar os gases, as velas ficavam muito escuras e quase isoladas pela mistura rica que é imposta pela ECU.
Neste momento com tudo testado no meu scaner que é da linha VAG, só aparece erro na EGR, Chicote danificado, rompido e sinal travado.
Já pedi uma EGR nova, estou á espera.
Os sintomas do motor é de pipocar ou quadrado como também se diz.
Não sei o que fazer mais.
A minha pergunta é se pelo fato da ferramenta ter ficado presa e a bloquear o movimento dos excêntricos ter parado, se afetou os cames, ou não?
É que não sei se os mesmos são prensados ou se são feitos de um só veio e torneados, pode ter afetado os componentes? ou com a TBI instalada o motor vai trabalhar redondo?
Estou desesperado e a pensar trocar os veios depois de os medir, se houver deslocamento, ou diferença significativa.

Fico a aguardar uma solução ou uma recomendação

A viatura é de 2005, mas tem sido um carro que nunca me deu problemas e passa sempre nas inspeções anuais.
Desde já agradeço.
Álvaro Pinto