MECATRÓNICA 581 páginas Autores: EMANUEL EDUARDO PIRES VAZ FEUP, JIC, MIT, SORBONNE, NYAS JOÃO PEDRO BARBOSA VAZ CAMBRIDGE UNIVERSITY, ISEP HUGO FILIPE BARBOSA VAZ IESF

Público alvo: Técnico profissional, e alunos de engenharia.Está escrito para facilitar a compreensão dos hobbyists.

Conteúdos essenciais:  Mecânica Básica .  Motores endotérmicos. Binário.  Potência . Diâmetro , curso , cilindrada. Curvas características Binário motor.  Curva de potência. Motores a quatro tempos . O que é a sobreposição da abertura das válvulas. Ordem de explosão dos cilindros de um motor. Carburação e injeção.   Carburadores . Carburador elementar .  Carburador moderno .  Como funciona o carburador.  Ajustamentos num veículo.  Injeção   Injeção electrónica.  KE – Jetronic.  Abastecimento de combustível. Injetores. Aquisição de dados de operação.   Processamento de dados de operação.  Controlo de combustível .  Distribuidor de combustível e atuador electrohidráulico. Injetor de combustível. Adaptação a diferentes condições de operação. Funções suplementares. Controlo de fecho lambda. Jetronic.   Sistema básico. Alimentação de combustível. Aquisição de dados de operação Processamento de dados de operação. Medição de combustível.   Adaptação a diferentes condições de operação. Interruptor da válvula de borboleta. Circuito de ar auxiliar. Sensor de temperatura da máquina. Válvulas de arranque operadas eletricamente e interruptor-temporizador térmico. Funções suplementares.  Limitador de velocidade da máquina.  Correcção de mistura pobre. Controlo lambda. L3 – Jetronic. LH – Jetronic. Adaptação às condições de operação.   Interruptor da válvula de borboleta. Atuador rotativo de ralenti. Sensor de temperatura da máquina. Funções suplementares. Controlo lambda. Mono – jetronic.  Arranque a frio e pós arranque. Aquecimento. Carga máxima (WOT).  Controlo de velocidade do ralenti. Funções suplementares. Válvula borboleta de ultrapassagem. Limite de velocidade da máquina. Controlo de velocidade do ralenti.  Controlo lambda. Injeção mecânica de Kugelfisher. Reparação na injeção Kugelfisher. Comece: aqui estão os detalhes para fazer o processo completamente.  É tempo de testar a afinação.  Injecção mecânica Lucas. Descrição geral. Guia para encontrar avarias. O motor para no tempo quente.  Consome combustível em demasia. O motor corre não-suavemente. Perdas de combustível. O motor não aumenta de potência.   Problemas de arranque.  O motor para.  O motor não rola depois de um conserto.   Mais detalhes.  Avaria no vácuo. Bomba de combustível. Regulador de pressão do combustível. Curva de alimentação de combustível. Precauções.  Modificações. A injeção Lucas e a preparação.  Sistema Bosch Motronic. A injeção numérica cartográfica. Princípios de elaboração de uma cartografia de injeção. Princípio do cálculo do tempo de injeção.  Ignição , distribuição e diferenciais. Comparação Diesel / Gasolina. Turbocompressor. Ignição. Ignição com bobina comandada dos cortes. Ignição transistorizada. Ignição eletrónica. Mapa de ignição. Avanço da faísca. Ignição sem distribuidor. Catalisador. Controlo de detonação. Sensor de pancadas. Unidade de controlo eletrónico. Controlo de detonação em motores turbocarregados. O fenómeno da detonação nas ignições espontâneas visto por um engenheiro na perspetiva matemática do sinal elétrico. Deteção de sinal no domínio da frequência-tempo- bases teóricas de cálculo. Estudo experimental. Algumas notas das experiências feitas.  Resultados e discussão.  Bases matemáticas usadas neste artigo.  Integração numérica.  Equações diferenciais.  Conclusão. Funções especiais.  Diagnóstico e segurança. Sistemas de injeção a Diesel. Alguns conhecimentos dos sistemas de injeção a diesel.  Contentores de pressão conhecida.   Contentores de pressão desconhecida bu1.  Passagem de fluxo cj1 controlada por válvula.   Contentor de pressão desconhecida bubk1. Passagem cj1 do fluxo de abertura constante.  Bombas de injecção de combustível em linha. Bombas de distribuição de pistão axial. Bomba do distribuidor de pistão radial. Bombas de injeção de combustível a êmbolo simples. Unidade injetora. Sistema de bomba unitária.  Sistema de injeção com acumulador de grade comum. Sistema de injeção de combustível com câmara comum. Funções. Funções básicas. Funções auxiliares.   Características de injeção convencionais. Características de injeção com câmara comum. Injeção piloto. Injeção principal.  Injeção secundária.  Redução do gás de exaustão.  Medidas no motor. Recirculação no gás de exaustão.  Influência da injeção de combustível. Sistemas de combustível. Componentes do sistema de baixa pressão. Relação carga –descarga.  Atomização do combustível. Bomba de pré- alimentação. Componentes do sistema de alta – pressão.  Filtro de combustível.    Como a válvula de controlo de pressão deve ser usada.  Bomba de alta – pressão.   Acumulador de alta pressão ( câmara).  Injetores. Linhas de combustível na secção de alta – pressão.  Desenho e funções das componentes.   Andar de baixa- pressão.   Bomba de pré- alimentação.  Bomba de combustível elétrica. Bomba de combustível de engrenagem.  Filtro combustível. Andar de alta-pressão.  Bomba de alta-pressão. Desenho e construção.  Método de operação. Relação de envio do combustível. Relação de transmissão. Válvula de controlo de pressão. Desenho de construção.  Método de operação.  Acumulador de câmara comum de alta-pressão.   Desenho e construção. Funções. Sensor de pressão da câmara de acumulador comum.  Desenho e construção. Função.  Controlo de corrida. Controlo de velocidade do veículo.  Autoignição.  Atuadores.  Válvula de controlo de pressão.    Unidade de controlo de ignição.  Transdutor  eletropneumático. Controlo de válvula borboleta.   Método de operação.  Injetor fechado no estado de descanso.   Injetores tipo-furo. Desenhos. Injetores de furo em saco com bico do furo de raio cilíndrico ou cónico. Injetores de furo de saco cónico e de bico também cónico.   Injetores de furo no assento. Controlo do sistema usando controlo eletrónico de diesel.  Sensor de velocidade do eixo da cambota.  Geração do sinal. Sensor da velocidade da árvore de cames.  Sensor de temperatura. Medidor do filme de massa de ar quente. Sensor do acelerador do pedal. Sensor de sobrepressão.  ECU.   Construção e desenho. Quantidade de arranque. Controlo da velocidade do ralenti.   Controlo da velocidade branda. Controlador da velocidade do veículo.   Controlador do limite da quantidade de combustível injetado. Atuadores.   Injetor.   Válvula cde controlo de pressão. Unidade de controlo de incendiamento.   Atuador de sobrepressão.  Controlador de turbulência. Posicionamento do EGR.    Controlo por válvula de borboleta. Comunicação entre ECU`s.  Diagnóstico integrado.   Controlo diesel eletrónico, EDC. Processamento de dados do EDC.   Processamento do sinal no ECU. Transmissão de dados para outros sistemas. . Transmissão convencional de dados. O circuito do ECU. Diagnóstico integrado.   Sistemas de arranque assistido. Ficha de aquecedor de elemento encapsulado.  Ficha de incendiamento por chama. Unidade de controlo de acendimento.  Sequência funcional. Alinhamento simplificado da mecânica turbo. Caminho importante para reparar vídeo-cassetes  utilizadas na mecânica turbo. Ignição em sistemas convencionais. Ignição com descarga capacitiva. Verificação da pré-instalação.  Velas de ignição.  Resistência de balastro.  Condensador.  Condensador para supressão de ruído. Bobina defeituosa. Instalação da ignição de descarga capacitiva.  Instalação do veículo típico. Instalações em motores especiais ou marítimos.  Adaptador de ignição sem platinados  Instalação.  Eixo traseiro.  Diferencial. Disposição do eixo traseiro. Diferenciais controlados. Tração positiva.  Eletricidade do automóvel.  Eletricidade geral do Automóvel. Relés. Corrente contínua e corrente alternada. Bateria. Carregadores de baterias. Medidas de precaução.  Teste da bateria.  Motor e ignição.  Solenoide de partida. Ignição.   Tempo de ignição.  Supressão da estática da ignição. Bomba elétrica de gasolina.   Dínamo e geração da corrente contínua.  Manutenção do gerador.  Teste.  Caixa de controlo.  Iluminação.   Luzes de aviso. Um ligador de pressão poe esferas.   Controlo de motores para a indústria automóvel. Pisca-pisca. Traseira do veículo automóvel. Instalação de um farol de marcha-atrás. Faróis auxiliares. Faróis. .  Sealed – beam.  Lâmpadas duplas de quartzo-iodo. Luzes interiores de cortesia.   Luzes de leitura.  Lâmpadas de quartzo–iodo (halogéneo). Condutores e interruptores.  Instrumentos e lâmpada piloto.  Velocímetros. Medidores de combustível.  Novo indicador de nível de gasolina para automóveis. .  Termómetros de água.  Manómetro de óleo. Amperímetros. Indicador de condição de bateria.  Tacómetros. Lâmpadas piloto.  Iluminação do painel. Alternador e geração de corrente alternada. Ajuste da correia do ventilador e tamanho da polia.  Teste do alternador.  Teste de saída do alternador. Limpa para–brisas.   Lavadores de para- brisas. Sistema de limpa para-brisas intermitente.  Seletor de overdrive.   Testes.  Desgaste das pastilhas dos travões. Sistema eléctrico de reserva de gasolina.  Instalação de rádio amador. Instalação.  Antenas.  Localização. Testes de antena.  Antena de montagem magnética.  Antena motorizada. Ajustamento de afinação da antena motorizada. Alarme de veículos automóveis. Alarmes para automóveis. Detetor de radar. Rádios.  Rádio estéreo de modulação de frequência.  Instalação.  Ajuste do trimmer da antena. Eliminação do barulho do motor.   Circuitos de arrefecimento e de refrigeração. A tecnologia de hoje.   Características dos motores BLDC.  Controlo de motores BLDC. Controlo sem sensor de um motor sem escovas BLDC.  Deteção do cruzamento do zero da força contraelectromotriz. Distribuição. Mecanismo da distribuição. Dimensões da abertura e restrição de fluxo. Vantagens das touches de reajuste automático de folga.  Efeito das forças de inércia das massas alternadas. Molas de chamada das válvulas. Desaceleração máxima no ponto de levantamento máximo. Carga mínima que a mola deve exercer. Desaceleração máxima sobre o círculo da cabeça. Carga mínima que a mola pode exercer. Verificação das válvulas usadas. Escolha das válvulas.  Válvulas de entrada. Válvulas de exaustão. Induções. Guias de válvulas. Assentos de válvulas e conversão para combustível sem chumbo. Relações de conversão. Ângulos de abertura e fecho das válvulas. Comando das válvulas.  Comando por engrenagens.  Comando por corrente.  Ajuste de fase. Ajuste de fase utilizando as marcas de referência. Ajuste de fase quando faltam as marcas de referência.  Suspensões.  Noções sobre o projeto de um veículo. Suspensões. Molas semielípticas de flexibilidade variável. Articulações sobre chumaceiras elásticas. Cálculo das dimensões das molas semielípticas.  Molas helicoidais. Cálculo das dimensões da mola helicoidal. Material para molas. Barras de torsão. Vantagens e desvantagens  Suspensões a gás comprimido. Elementos elásticos de borracha. Influência do peso não molejado. Vários tipos de suspensões. Suspensões de eixo rígido. Suspensões de rodas independentes. Exemplos de suspensões. Ponte rígida. Ponte de Dion. Triângulos sobrepostos. Mac Person. De triângulo. Braços longitudinais. Braços longitudinais unidos. Suspensões longitudinais e barra de torção. Suspensões semiativas. Suspensões pneumáticas.  Suspensões interligadas.   Barras compensadoras. Tendências de fabrico. Caixas de velocidades. Mudanças de velocidades. Zona de utilização da potência do motor. Cálculo das velocidades mínimas admissíveis para as diversas velocidades. Relação entre as relações de transmissão.  Mudança normal. Dispositivos de segurança. Caixa. Posição do ponto morto. Posição da primeira velocidade. Posição da segunda velocidade.   Posição da terceira velocidade. Posição da quarta velocidade ou da prise direta.   Posição da marcha-atrás. Considerações sobre o engate das velocidades.   Passagem das velocidades baixas para altas.  Manobra da dupla embraiagem.   Mudanças sincronizadas. Engate das mudanças.  Engate da primeira velocidade.   Engate da segunda velocidade.  Engate da terceira velocidade. Engate da quarta velocidade.  Sincronizadores de anéis cónicos. Funcionamento dos sincronizadores de anéis cónicos.  Sincronizadores de anel elástico. Funcionamento dos sincronizadores de anel elástico. Posição do ponto morto. Início de contacto.   Pressão do anel. Engate. Sincronizador de anéis flutuantes cónicos.   Sincronizador de anéis elásticos. Trabalho de sincronização. Materiais para os anéis de sincronização. Mudanças epicicloidais. Trens Cíclicos. Funcionamento dos epiciclos. Velocidade angular do porta-trem.  Trens de engrenagens epicicloidais.  Soluções de trens planetários por uso de uma forma. Funcionamento das mudanças epicicloidais. Mudanças epicicloidais automáticas. Mudanças de variação contínua de binário.  Rendimento e binário do motor aplicável.  Mudanças assistidas. Comando pneumático para o engate de velocidades.   Comando electropneumático assistido para engatar o redutor.  Pneus.   Considerações sobre pneus.  Pneus para camiões. Pneus de baixa e de muito baixa pressão. Pneus de alta – pressão. Determinação da carga sobre os pneus nos automóveis. Determinação da carga sobre pneus de camiões.  Dimensionamento dos pneus para usos em planos inclinados. Velocidade mínima. Velocidade máxima. Pressão de enchimento dos pneus. Estudo das oscilaçõesnum banco de um automóvel.  Dimensionamento de um banco. Deteção de avarias.  Motor.  Falhas de arranque. O motor hesita em acelerar. Ralentis do motor erráticos.  O motor entra em explosão na velocidade de ralenti. O motor entra em explosão na gama da velocidade de comando. Luz de aviso da pressão de óleo acesa com o motor em andamento. O motor continua a rodar depois de desligado.  Barulhos no motor.   Na pré-ignição. Batimentos durante a aceleração ou sob carga. Assobios ou barulhos de aspiração. Barulhos de batidas cadenciadas. Batimentos grandes.   Consumo de combustível excessivo. Enfraquecimento do combustível ou odor a combustível. Excessivo barulho ou fumos da sistema de exaustão. Pedal sem resistência cai para o chão. A embraiagem é incapaz de selecionar as engrenagens.   A velocidade do motor aumenta sem aumento de velocidade do veículo.  Barulho quando pressiona ou solta o pedal da embraiagem.  Barulho ao aplicar os travões. .  Viagem do pedal do travão excessiva. Excessivo esforço do pedal para travar.   Rodas traseiras bloqueadas sob travagem normal. Sistema elétrico. A bateria não segura. Luz avisadora da ignição falha em acender e continua assim. A luz da ignição falha de acender e continua assim. Luzes inoperativas.  Dimensionamento de pneus para planos inclinados. APÊNDICE. O desenho de algumas experiências realça a execução de carros de corrida. A.  Tecnologia da soldadura. Tipos de soldadura.  Repartição de passagens.  Soldadura topo a topo. Soldadura de estanquicidade. Processo TIG. Complementos sobre pneus.O pulsador! O que é isto?!  Controlo de equilíbrio em corrente alternada. O que é isto?! Noções de organização de empresas no ramo automóvel.  Quotas do mercado.  Manutenção preventiva.  Na circunstância.  Monitor na circunstância. Programação.  Desvantagens.  Falhas que podem ser impedidas. Manutenção para impedir falhas.  Pessoal. Prestar serviços de manutenção com equipas. Quando começar.   Economia da manutenção preventiva. O catálogo universal da manutenção. Bom desempenho da manutenção.  Desempenho relevante da manutenção. Fórmulas e unidades do sistema hidráulico. Informação geral. Equações básicas estáticas sem perdas. Cilindros hidráulicos.  Ação simples. Dupla ação. Extensão. Equações básicas no equilíbrio de forças. Retração. Equações básicas em equilíbrio de forças. Bombas e motores hidráulicos. Válvulas direcionais, válvulas de pressão, válvulas de fluxo, válvulas de verificação. Orifícios: válvulas de verificação de by-pass. Tubos. Contrapressão de carga devida à forma geométrica. Perdas de carga para furos concêntricos e excêntricos. Perdas volumétricas devidas ao aumento da temperatura. Perdas volumétricas devidas ao aumento de pressão. Aumento de pressão causado pelo aumento de temperatura sem compensação volumétrica.  Acumuladores hidráulicos. Alterações de pressão isotérmicas lentas ou adiabáticas rápidas. Cavitação. Nível térmico, dissipação de potência e temperatura do óleo.  Tabela de conversão. Literatura a usar.