Mecânica de Locomotivas, Esquemas de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
Stephan1997
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Mecânica de Locomotivas, Esquemas de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

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Apostila informativo sobre mecânica de locomotivas GE
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MECÂNICA DE LOCOMOTIVAS GE / GM

MECÂNICA DE LOCOMOTIVAS GE / GM

DISPOSIÇÃO GERAL

LOCOMOTIVA EMD / VILLARES MODELO SD40 -2

PRINCÍPIOS BÁSICOS DOS MOTORES DIESEL

GM - EMD

SEÇÃO A

PRINCÍPIOS BÁSICOS DOS MOTORES DIESEL

GM - EMD

MOTOR DIESEL GM / EMD

Descrição

Os motores diesel turboalimentados de dois tempos em "V" incorporam as vantagens do baixo peso por HP, sistema de admissão e exaustão de ar dos cilindros com pressão positiva, unidade de injeção sólida e alta compressão.

Operação

Nos motores de dois tempos, cada cilindro completa um ciclo de trabalho (força) útil em uma rotação de girabrequim, como não acontece nos motores de quatro tempos, os quais necessitam de duas rotações do girabrequim para que cada um cilindro complete uma explosão de força. Nos motores de dois tempos foi previsto um dispositivo separado para fornecer o ar necessário e para eliminar os gases de combustão do cilindro.

O motor está equipado com um turboalimentador Fig. 1 para fornecer eficientemente o ar necessário para a combustão e a lavagem. O turboalimentador fornece uma quantidade de ar maior do que o proporcionado por sopradores de deslocamento positivo usados em outros modelos de motores.

Durante a operação do motor o turboalimentador utiliza a energia dos gases do escapamento do motor, assim como a força do conjunto de engrenagens do comando de válvulas para acionar a turbina, contudo quando a exaustão é suficiente para acionar a turbina, a embreagem do trem de engrenagens desengata. A turbina aciona um soprador centrífugo que fornece ar ao motor.

O ar do soprador centrífugo é elevado a uma pressão maior e também a uma temperatura maior. É desejável reduzir a temperatura do ar para os cilindros. A temperatura do ar é reduzida, passando-o por uma serpentina de refrigeração, vide Fig. 1. O ar assim refrigerado tem sua densidade aumentada antes de ser fornecido ao motor.

Referindo-se à Fig. 1 e admitindo-se que o pistão está no ponto morto inferior da combustão e que apenas iniciou seu curso ascendente, as entradas de ar e as válvulas de escape estão abertas. O ar sob pressão penetra no cilindro através das janelas do cilindro expulsando os gases de escape deixados pela combustão anterior, empurrando-as para fora através das válvulas de escape, enchendo logo em seguida o cilindro com ar frio. Quando o pistão está a 45° após o ponto morto inferior, as janelas de entrada de ar se fecharão pelo pistão, conforme indica o diagrama de tempo. Logo depois as válvulas de escape também se fecharão, fazendo com que o ar frio fique preso no cilindro.

O fechamento das válvulas de escape após as janelas de entrada de ar no cilindro faz com que a eficiência seja maior na lavagem dos gases de combustão do cilindro.

O pistão continuando o curso ascendente comprime o ar preso a um volume muito pequeno. Antes que o pistão atinja o ponto morto superior, o injetor pulveriza combustível no cilindro. A ignição do combustível é praticamente instantânea, devido à alta temperatura do ar comprimido preso na parte superior do cilindro. O combustível queima-se rapidamente e o pistão é empurrado para baixo no curso de força durante a combustão. Conforme mostra o diagrama de tempo, o pistão continua descendo em curso de força até que as válvulas de escape se abram.As válvulas de escape abrem-se antes das janelas de ar no cilindro, a fim de permitir que a maioria dos gases de combustão seja expulsa, reduzindo a pressão no cilindro. Quando as janelas de admissão de ar são descobertas pelo pistão a 45°, antes do ponto morto inferior e este continua seu curso descendente, o ar sob pressão que se encontra na caixa de ar entra

no cilindro, efetuando a lavagem dos gases remanescentes da combustão, enchendo o cilindro com ar fresco para iniciar novo ciclo. O pistão está novamente no seu ponto inicial e o novo ciclo será repetido.

Disposição

A localização dos cilindros e a designação dos extremos e bancadas do motor a que se refere no decorrer desta apostila. O governador, bombas d'água e bombas de óleo lubrificante estão montadas na parte frontal do motor. O turboalimentador e o volante estão localizados no extremo de acoplamento com o alternador ou parte traseira do motor. Lado esquerdo e direito será considerado olhando-se em direção à frente do motor visto da parte traseira.

DADOS DE SERVIÇO

INFORMAÇÃO GERAL SOBRE O MOTOR

ESPECIFICAÇÕES

Diâmetro interno do cilindro .......................................................................... 230,19 mm (9" 1/16) Curso do pistão .................................................................................................... 254,0 mm (10") Ângulo entre bancadas ............................................................................................................. 45º Razão de compressão .............................................................................................................

16:1 Deslocamento por cilindro .................................................................... 10.570 cm3 (645 pol. cúb.) Rotação (vista do lado traseiro) ...................................................................... Sentido anti-horário Ordem de explosão - 16 cil. ........................................................................ 1, 8, 9, 16, 3, 6, 11, 14

4, 5, 12, 13, 2, 7, 10, 15 Válvulas de escape (por cilindro) ................................................................................................. 4 Mancais principais - 16 cil. ..........................................................................................................

10 Governador (Woodward) ........................................................................................................ PGR Lavagem .......................................................................................................................... Contínua Tipo do soprador de lavagem ............................................................................ Turboalimentador Bombas d'água ..............................................................................................................Centrífuga Sistema de refrigeração ............................................................................................ Pressurizado Sistema de lubrificação ........................................................................................ Pressão de óleo Bombas de óleo

Bomba principal de óleo e bomba de óleo de refrigeração dos pistões ....................... Duas bombas em um alojamento, entrada geminada, descarga dupla

Bomba de óleo para limpeza ............................................................Engrenagem helicoidal Injeção de combustível ....................................................... Injetor unitário com válvula de agulha Bomba de combustível ...............................................................................Deslocamento positivo

16 cil. com gerador de CA ..................................................................... Motor elétrico duplo

POTÊNCIA E ROTAÇÕES NOMINAIS

Marcha lenta-baixa .................................................................................................200 / 235 RPM Marcha lenta ...........................................................................................................269 / 300 RPM

Rotação máxima .............................................................................................................. 904 RPM

POTÊNCIA NA SAÍDA

16 cil. ................................................................................................................................ 3000 HP

CAPACIDADES

900 RPM LPM GPM

Bombas de óleo Bomba de lubrificação 16 cil. .................................................... 700 185 Resfriamento do pistão 16 cil. ....................................................

348 92

Bomba de limpeza 16 e 20 cil. ............................................ 1476

390

Bomba de combustível 12, 16 e 20 cil. ...................................... 17 4,5

Bomba d'água 16 cil. .................................................... 3218 850

Bomba de resfriamento do turboalimentador 8, 12, 16 e 20 cil. .................................. 11 3

PESOS

Os pesos relacionados abaixo são aproximados e se destinam a ajudar na determinação do procedimento de manuseio. Os pesos estão aqui representados em quilos e libras e são unitários.

16 cil. DESCRIÇÃO KG LB Motor completo ................................................................. 16.522 36.425 Bloco (incluindo mancais e capas) ....................................

5.319 11.727

Carter ................................................................................ 953 2100 Girabrequim ...................................................................... 1.422 3.180 Amortecedor de vibração (engrenagem) .......................... 170 375 Engrenagem acionamento acessórios .............................. 44 98 Engrenagem do girabrequim ............................................ 51 112 Engrenagem anel do volante ............................................ 132 290 Disco de acoplamento .......................................................

147 325

Conjunto de força c/ biela garfo ........................................ 185 408 Conjunto de força c/ biela faca ......................................... 165 363 Cabeçote .......................................................................... 66 145 Cilindro .............................................................................. 58 127 Pistão ................................................................................ 18 40 Biela garfo ......................................................................... 23 50 Biela faca .......................................................................... 11 25 Comando de válvula c/ semi eixo ..................................... 100 220

SISTEMA DE ÓLEO LUBRIFICANTE

Descrição

O sistema de óleo lubrificante de todo motor é uma combinação de três sistemas separados. Eles são o sistema de lubrificação principal, o sistema de refrigeração do pistão e o sistema de limpeza do óleo.

Cada sistema possui sua própria bomba de óleo. A bomba de óleo de lubrificação principal e a bomba de óleo de refrigeração dos pistões, embora sendo bombas individuais, ambas se encontram num único alojamento e são acionadas por um eixo comum. A bomba de limpeza do óleo é separada. Todas as bombas são acionadas pelo trem de engrenagens de acessórios, localizado na parte frontal do motor.

SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO PRINCIPAL

Descrição

O sistema de lubrificação principal fornece o óleo sob pressão à maioria das peças em movimento do motor. A bomba de óleo de lubrificação principal recebe o óleo da carcaça do filtro no lado frontal do motor. O óleo da bomba entra na tubulação principal de lubrificação, a qual se encontra acima do girabrequim e se estende por todo o comprimento do motor. A pressão máxima do óleo é limitada por uma válvula de alívio entre a bomba e a tubulação principal do óleo.

Tubos para passagem de óleo no centro de cada mancal principal da armação "A" conduzem o óleo da tubulação principal para a metade superior dos casquilhos do girabrequim. Furos de passagem de óleo no girabrequim fornecem óleo aos casquilhos de biela, amortecedor de torção e à engrenagem de acionamento na parte dianteira do girabrequim. Vazamento de óleo dos casquilhos principais adjacentes lubrificam os mancais de escora do girabrequim.

Óleo que sai da tubulação, penetra no trem de engrenagem na parte traseira do motor pelo eixo curto da engrenagem intermediária.

Passagens de óleo na base deste eixo distribuem o óleo. Uma passagem conduz o óleo para ambas as engrenagens de acionamento dos eixos comando das bancadas direita e esquerda para uma tubulação conectada ao filtro do óleo do turboalimentador. Após passar através do filtro, o óleo entra na linha de retorno voltando para o furo do eixo curto da engrenagem intermediária. Uma passagem no suporte do eixo curto da engrenagem intermediária, direciona o óleo para os mancais superiores e inferiores dos eixos curtos. O óleo filtrado penetra no sistema de lubrificação do turbo pelo eixo curto intermediário superior.

Uma passagem de óleo no cabeçote do filtro do turbo, paralela à linha de saída do filtro, está conectada à uma passagem na tubulação do óleo do turboalimentador. Uma linha de pressão de óleo está conectada entre a passagem da tubulação a um dispositivo de baixa pressão de óleo do governador.

O óleo penetra nos furos do eixo comando através do eixo curto da engrenagem de acionamento deste. Furos radiais no eixo comando conduzem o óleo em cada casquilho do eixo comando. Uma linha de óleo para cada casquilho do eixo comando em cada cilindro alimenta com óleo o eixo dos balancins, os roletes dos balancins e ajustadores de folga do injetor. As sobras de óleo retornam ao carter através de ligações entre as bancadas e o carter.

Passagens no turbo conduzem aos mancais do turboalimentador, engrenagem intermediária, conjunto de engrenagens planetárias e ao furo do acionamento auxiliar.

Uma temperatura considerável permanecerá nas partes metálicas da turbina após a parada do motor e se o fornecimento de óleo for interrompido, esta temperatura poderá afetar os mancais do turbo. A fim de prevenir possíveis superaquecimentos do turboalimentador, o óleo é automaticamente fornecido ao turboalimentador após a parada do motor, através da bomba de lubrificação do turbo.

Consta também, uma proteção quanto à condição de óleo quente, através de uma válvula termostática, localizada na parte frontal do motor.

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DO PISTÃO

Descrição

O sistema de óleo de refrigeração dos pistões recebe seu óleo de uma sucção comum com a bomba de óleo de lubrificação principal e fornece óleo para as duas tubulações de óleo de refrigeração de pistões que se estendem por todo o comprimento do motor, uma de cada lado. Um tubo de refrigeração de óleo em cada cilindro dirige um jato de óleo através do carregador para refrigerar a parte interior da coroa do pistão e a plataforma de apoio. Uma parte deste óleo penetra nas ranhuras da telha do pino do carregador e o restante escoa através dos furos da saia do pistão para o carter.

SISTEMA DE LIMPEZA DO ÓLEO

Descrição

A bomba do sistema de limpeza do óleo, recebe o óleo do filtro de tela que vem do reservatório do carter. A bomba então força o óleo através dos filtros e do resfriador do óleo os quais estão localizados perto do motor. O óleo então retorna à carcaça do filtro, a fim de alimentar as bombas de lubrificação principal e a de refrigeração do pistão com óleo resfriado e filtrado. O excesso do óleo cai por cima de uma barragem na carcaça do filtro e retorna ao carter.

MEDIDOR DO NÍVEL DE ÓLEO

Descrição

Um medidor do nível de óleo, se projeta ao lado do carter, e se estende até o interior do reservatório do carter. O nível do óleo deve ser mantido entre as marcas baixo e cheio do medidor, com a leitura obtida quando o motor estiver em marcha lenta e com o óleo quente.

DISTRIBUIDOR DO ÓLEO DE REFRIGERAÇÃO DO PISTÃO E DO ÓLEO DE LUBRIFICAÇÃO PRINCIPAL

Descrição

O distribuidor do óleo de lubrificação principal e de óleo de refrigeração dos pistões, é uma peça fundida com passagens interiores.

O distribuidor é montado e guiado na placa da extremidade frontal sob a tampa do acionamento dos acessórios.

Tubos de conexão passando através da tampa do acionamento dos acessórios, protegidos contra vazamentos por anéis de vedação, conectam o distribuidor ao lado de descarga das bombas de lubrificação principal e de refrigeração dos pistões.

A finalidade do distribuidor é a de transferir o óleo fornecido pelas bombas ao duto principal de lubrificação, no centro do bloco do motor. O distribuidor também transfere óleo para os tubos de refrigeração dos pistões em cada lado na parte interna do bloco.

VÁLVULA DE ALÍVIO DE PRESSÃO DO ÓLEO LUBRIFICANTE

Descrição

A válvula de alívio de pressão do óleo lubrificante, está instalada no distribuidor do óleo lubrificante, no lado interno da carcaça do trem de engrenagens dos acessórios no lado esquerdo do motor.

A finalidade da válvula é a de limitar a pressão máxima do óleo lubrificante que entra no sistema de óleo do motor. Quando a pressão da bomba de óleo lubrificante exceder a tensão da mola da válvula, a válvula abrirá a rede e liberará o excesso de pressão.

Este óleo drena dentro da carcaça dos acessórios e vai para o carter.

ALOJAMENTO DO FILTRO DE ÓLEO

Descrição

O alojamento do filtro de óleo, é uma carcaça de alumínio fundido em formato de caixa, a qual é montada na dianteira direita do motor, ao lado da tampa do acionamento dos acessórios. Contém filtros independentes para o fornecimento da bomba de óleo de lubrificação principal e bomba da limpeza do óleo. Existem dois filtros para a bomba do óleo de lubrificação principal e uma tela para a bomba de limpeza de óleo, tendo cada sistema, entrada e saída de óleo em separado.

Os dois filtros da bomba de lubrificação principal, cada um consistindo de um elemento substituível feito de um núcleo de metal aplicado, perfurado coberto de tela metálica e um cilindro de metal o qual envolve o elemento. O cilindro protege o elemento em caso de uma grande queda de pressão. O elemento é preso ao cilindro por um parafuso comprido que passa através da base do elemento e seguro por uma contraporca. A parte não perfurada externa do cilindro, fornece constantemente óleo, já que a sucção é feita pela parte inferior e não através do comprimento total da tela.

O fluxo de óleo é da parte inferior do filtro entre o cilindro e a tela metálica, através da referida tela e o núcleo de metal perfurado, no centro do elemento, e saindo pela parte superior do filtro.

Quando no local, estes são fixos por uma garra e por uma manípula em um prisioneiro entre os furos. Cada filtro é vedado na parte superior por um anel de borracha. Também óleo sob pressão da bomba é admitido na fenda em redor de cada filtro, abaixo do anel, a fim de evitar a entrada de ar.

Uma divisão adjacente aos filtros, se abre na parte inferior e separa-os do alojamento de entrada de óleo. O óleo penetra no filtro através da abertura inferior e é conduzido pela bomba através de uma passagem fundida no alojamento.

O filtro da bomba do óleo de limpeza, possui uma tela rígida de metal, perfurada, a qual retém sua forma e é facilmente lavada. Quando o filtro é montado no alojamento, ele é fixo na posição através de três porcas. Duas manípulas em parafusos oscilantes fixam a tampa sobre o filtro e as válvulas de drenagem.

O nível do óleo é mantido no alojamento do filtro até a parte inferior da abertura do excesso de óleo. O óleo em excesso retorna ao carter. Uma válvula de mola é usada a fim de drenar o óleo do alojamento em direção ao carter, quando da troca de óleo. Uma válvula adicional, é utilizada a fim de drenar a carcaça do filtro de óleo.

Ambas as válvulas estão localizadas sobre a tampa de enchimento e devem ser mantidas fechadas com exceção dos períodos de drenagem.

FILTRO DE ÓLEO DO TURBOALIMENTADOR

Descrição

O filtro de óleo do turboalimentador, proporciona proteção para os mancais com alta velocidade e as outras portas que devem ser lubrificadas, filtrando o óleo antes deste ser admitido no turboalimentador. O óleo penetra no filtro através de um tubo fundido e após circular através do filtro retorna ao eixo curto da engrenagem intermediária e em seguida ao turboalimentador. O elemento filtrante é de construção com papel plissado e do tipo substituível.

O filtro é montado na carcaça de acionamento do eixo de comando na bancada direita do motor. O cabeçote do filtro possui duas válvulas de retenção, uma para prevenir que o óleo de lubrificação vindo do sistema de retorno vá para dentro do filtro do turboalimentador e a outra para prevenir que o óleo lubrificante que vai para o turboalimentador entre no sistema de retorno quando o motor estiver funcionando.

SISTEMA DE RETORNO DE ÓLEO

Descrição

De maneira a garantir a lubrificação dos mancais do turboalimentador antes da partida do motor e para remoção do calor residual ao turboalimentador após a parada do motor, uma fonte de óleo sobre a pressão para a lubrificação é montada no motor. Esta fonte de pressão é controlada automaticamente, através dos controles de “partida” e “parada” do motor.

Uma bomba acionada eletricamente puxa o óleo lubrificante do carter, bombeia o óleo através do filtro do retorno de óleo, e do cabeçote do filtro de óleo do turboalimentador diretamente para dentro da área dos mancais do turboalimentador. A bomba acionada por motor e o filtro estão montados no lado do carter.

CUIDADO!

Se a bomba de retorno de óleo vier a falhar quando o motor é desligado, volte a partir o motor imediatamente e deixe-o trabalhar por, no mínimo quinze minutos em marcha lenta sem carga, a fim de prevenir danos ao turboalimentador. Se o motor não voltar a funcionar dentro de dois minutos depois de desligado, não volte a ligar o motor até que a operação da bomba de retorno seja consertada e que o motor resfrie o suficiente.

Uma válvula de alívio de pressão, regulada com 379 kPa (55 psi) está localizada no cabeçote do filtro. Quando o motor diesel é acionado e a bomba acionada por motor elétrico está ainda girando, a pressão da bomba de lubrificação principal acionada pelo diesel é maior que a bomba acionada pelo motor elétrico. Assim como não existe saída pela baixa pressão de óleo, a válvula de alívio irá abrir quando a pressão alcançar 379 kPa (55 psi) e o óleo retornará ao carter através de uma passagem no flange de montagem do cabeçote do filtro. Também localizada no cabeçote do filtro, existe uma válvula By-pass regulada com 483 kPa (70 psi). Esta válvula irá abrir a fim de permitir que a pressão da bomba desvie, devido a fechamento ou plugagem do filtro, evitando assim a falta de lubrificação e danos ao turboalimentador.

Em motores equipados com purga automática, não avançar a alavanca dos injetores até que o motor tenha girado por seis segundos.

Posicione a alavanca de acionamento das cremalheiras dos injetores a um terço de seu curso normal (aproximadamente 1.6 na escala). Gire a chave da bomba de combustível de “ESCORVA” para “PARTIDA”, até que, o motor entre em funcionamento e a velocidade aumente.

Solte a alavanca quando o motor alcançar a velocidade de marcha lenta. Não aumente a velocidade de rotação até confirmar que há pressão de óleo.

Verifique se o detector de baixo nível d’água está acionado. Caso esteja, espere meio minuto após a partida do motor e aperte o botão de rearme e mantenha-o por cinco segundos. Se ao soltá-lo ele saltar novamente, verifique a pressão do óleo e acione a alavanca dos injetores até aumentar ligeiramente a rotação, antes de apertar o botão novamente.

Verifique se o nível de água está correto, se a pressão do óleo é satisfatória e se o nível do óleo do governador está certo.

SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO

Descrição Geral

O sistema de lubrificação do motor diesel é apresentado no diagrama esquemático da Fig. 43.

Fig. 43 – Diagrama esquemático do sistema de óleo lubrificante

SISTEMA DE RESFRIAMENTO

Descrição

O sistema de resfriamento do motor consiste de bombas d’água centrífugas acionadas pelo motor diesel, tubulação de admissão de água, tubos de água individuais para cada cilindro, cotovelos de descarga do cabeçote e a tubulação de saída pela qual a água circula.

As duas bombas d’água centrífugas estão montadas na carcaça de acionamento dos acessórios, sendo impulsionadas pela engrenagem acionadora do governador. Uma ilustração representativa do sistema do resfriamento do motor.

A água do motor circula também através dos pós-resfriadores, localizados no duto de descarga de ar do turboalimentador, a fim de refrigerar o ar, antes que este adentre a caixa de ar do motor diesel.

A água que sai do motor flui através de um sistema de resfriamento externo a fim de dispersar o calor absorvido no motor. Este sistema consiste de um tanque d’água, medidores de nível d’água, termômetros radiadores e canos conectores.

TUBULAÇÃO DO SISTEMA DE RESFRIAMENTO

Descrição

Os cotovelos de descarga da bomba conduzem a água destas para as tubulações de entrada d’água localizadas em cada caixa de ar. Cada tubulação é conectada à chapa da extredade traseira, a um cano de entrada d’água do pós-resfriador. O flange traseiro da tubulação está equipado com duas vedações que previnem o vazamento do ar da caixa de ar. Um flange na extremidade frontal do tubo estabelece o contato com a face externa da chapa da extremidade frontal quando a tubulação é instalada.

BOMBAS D’ÁGUA

Descrição

As duas bombas de água de resfriamento do motor diesel são bombas auto-lubrificadas e auto- drenadas que giram em sentido oposto ao girabrequim do motor. As bombas possuem dois números de código de peça, com a finalidade de identificar as bombas das bancadas direita e esquerda.

O eixo acionador da bomba é apoiado na carcaça principal da bomba por dois rolamentos de esferas, separados por um distanciador de aço. Os rolamentos são lubrificados por óleo do sistema de lubrificação do motor diesel através de uma passagem furada na carcaça da bomba. Preso junto com o rolamento externo, por um ressalto no eixo, existe um difusor d’água. O rolamento interno está fixo na posição através de um anel retentor e um anel elástico a fim de limitar a folga axial do eixo. A engrenagem de acionamento, adjacente ao rolamento interno é fixa através de uma porca e uma arruela.

A bucha estacionária, está montada à carcaça do eixo motriz. O carvão do conjunto vedador encosta na superfície interna lisa, sendo preso por uma mola. Qualquer vazamento d’água

através da vedação é indicado por um dreno existente na carcaça do eixo do impulsor, o que permite o escoamento, evitando a entrada desta no lado do motor diesel.

O impulsor é enchavetado e o eixo da bomba é fixado ao eixo através de uma arruela e de uma porca.

O impulsor é envolvido pela carcaça do impulsor, a qual é montada na carcaça principal da bomba por oito prisioneiros e porcas.

PÓS-RESFRIADOR

Descrição

Um pós-resfriador está localizado em cada lado do turboalimentador, para refrigerar o ar que entra em cada bancada do motor diesel. O resfriamento do ar comprimido no turboalimentador reduz a temperatura do ar, aumentando sua densidade e melhorando sua eficiência de operação mo motor.

Os pós-resfriadores são trocadores de calor, de construção tipo caixa, consistindo de uma rede de tubos, através dos quais a água circula e cuja finalidade é auxiliar a transferência do calor do ar comprimido que entra na caixa de ar do motor. Eles recebem a água diretamente do lado da descarga das bombas d’água do motor, água esta que, saindo dos pós-resfriadores, é canalizada para a tubulação de descarga do motor. Não há válvulas no encanamento dos pós- resfriadores, de forma que há provimento de água sempre que o motor estiver funcionando.

SISTEMA DE COMBUSTÍVEL

Descrição

O sistema de combustível do motor, consiste do injetor de combustível, filtro de combustível montado no motor e tubulação de alimentação e retorno do combustível.

Componentes externos ao motor, como bomba de combustível, tanque, filtro de sucção e tubos de conexão completam o sistema de combustível.

Quando em operação, o combustível é succionado do tanque pela bomba de combustível, através do filtro de sucção e levado ao motor. Ele passa através dos elementos de filtro para a tubulação de alimentação e daí para o injetor em cada cilindro. Uma pequena quantidade de combustível que chega a cada injetor é bombeada dentro do cilindro com forte pressão, através da válvula de agulha e do bico pulverizador do injetor.

A quantidade de combustível injetado depende da posição rotativa do êmbolo, controlada pela cremalheira do injetor e pelo governador. O excesso de combustível que não for utilizado, lubrifica e refrigera as peças em operação.

INJETORES DE COMBUSTÍVEL

Descrição

O injetor, é localizado no furo cônico no centro de cada cabeçote com o bico pulverizador ligeiramente projetado abaixo do fundo do cabeçote. É colocado no cabeçote por um pino e preso por um parafuso de garra (“caranguejo”) e porca.

As peças externas do injetor são lubrificadas pelo óleo lubrificante vindo da extremidade do parafuso ajustador do balancim. As peças internas são lubrificadas e refrigeradas pelo fluxo do combustível através do injetor.

O êmbolo é dotado de movimento alternado constante, pela atuação do excêntrico do injetor, através do balancim e do acionador do êmbolo.

A regulagem do tempo de injeção durante o movimento do êmbolo é feita por um parafuso ajustador colocado na extremidade do balancim. A rotação do êmbolo é feita por intermédio da cremalheira e da engrenagem, controla a quantidade do combustível injetado no cilindro a cada movimento. A posição da cremalheira é controlada pelo governador, através da alavanca de controle do injetor.

A engrenagem é chavetada e o êmbolo tem encaixe corrediço, a fim de permitir seu movimento vertical.

As hélices na extremidade do êmbolo controlam a abertura e fechamento das duas “janelas” para a passagem de combustível na bucha do êmbolo. A rotação do êmbolo regula o período em que as duas aberturas são fechadas na ocasião do movimento vertical, controlando desta maneira a quantidade do combustível injetado no cilindro, conforme mostrado na Fig. 63. Quando o êmbolo está sendo girado da posição lenta para a posição de plena carga, o período de bombeamento é prolongado, a injeção começa antecipadamente e maior quantidade de combustível é injetada.

A pulverização do combustível é obtida pela alta pressão alcançada durante o movimento do êmbolo para baixo, forçando o combustível a passar através da agulha da válvula e sair pelos furos no bico injetor.

Os injetores possuem um calibrador ajustável, montado ao lado do corpo do injetor, junto à cremalheira. Este calibrador serve exclusivamente para ajustagem da saída do injetor em sua bancada de teste.

Filtros montados nas conexões de entrada e saída do combustível protegem as partes móveis do injetor.

FILTRO DE COMBUSTÍVEL

Descrição

O filtro de combustível do motor, está localizado na parte dianteira direita do motor. Dois visores de vidro são montados sobre o alojamento do filtro, propiciando uma visão de condição do sistema de combustível. O diagrama do fluxo, indica o fluxo de combustível através do filtro.

O combustível voltando dos injetores passa através do visor de vidro de retorno de combustível, perto do motor e retorna para o tanque de combustível.

Sob operação normal, este visor está cheio de óleo.

Uma válvula de alívio de 69 kPa (10 psi), situada na entrada do visor de vidro do retorno de combustível, estabelece uma contra-pressão nos injetores para melhorar a operação.

Ar ou gás no sistema de combustível aparecerão no visor de vidro de retorno de combustível como bolhas. Ar penetrando em qualquer ponto no tubo de sucção poderá ocasionar falha ou parada do motor.

Bolhas no visor de vidro com a bomba de combustível em operação e com o motor parado, indicam entrada de ar pelo lado de sucção da bomba de combustível. Se bolhas aparecerem só quando o motor estiver em funcionamento, isso é indício de que há válvulas defeituosas nos injetores, permitindo que os gases de combustão penetrem no combustível. Pouco ou nenhum combustível no visor de vidro, com o desvio do visor de vidro vazio, indica o fornecimento insuficiente de combustível ao motor.

Em operação normal, o visor de desvio de vidro mais afastado do motor deverá estar vazio de combustível. À medida que os elementos de filtro acumularem sujeira, a pressão do combustível aumentará. Quando a pressão do combustível no alojamento do elemento filtrante se aproximar de 414 kPa (60 psi), a válvula de alívio, debaixo do vidro se abrirá, permitindo a entrada de combustível, o qual encherá o visor de desvio de vidro e retornará ao tanque de combustível, não alimentando o motor.

Os elementos de filtro substituíveis são montados diretamente no corpo do filtro. Esses elementos consistem de papel pregueado ao redor de um tubo metálico perfurado. Esse tubo metálico esmaltado é a armação do conjunto, e deve ser capaz de resistir a pressões internas superiores a 1034 kPa (150 psi). Um invólucro de plástico preso ao topo de cada elemento garante sua vedação.

GOVERNADOR

Descrição

O governador tipo PGR, é utilizado no motor turboalimentado. Um controle de velocidade elétrico-hidráulico mantém a velocidade do motor, selecionada pelo operador. O governador é provido de um sensor, sensível à pressão absoluta do ar, que funciona para ajustar a carga do motor em proporção à quantidade de ar fornecida, dentro da faixa de capacidade do regulador de carga, a fim de assegurar uma correta mistura ar-combustível. Existe ainda um conjunto de alavancas montadas no governador com a finalidade de limitar o movimento ascendente do pistão de força, através da ação de um limitador de combustível.

O governador possui um dispositivo de proteção que desliga o motor quando houver baixa pressão de óleo lubrificante, insuficiência de água, alta temperatura de óleo lubrificante, ou ainda quando operar o detector de pressão positiva do carter. Uma sinalização visual e um alarme são acionados no caso do dispositivo de proteção do motor vir a funcionar. A parada normal do motor é obtida pelo acionamento de uma das válvulas solenóides de velocidade com o botão de parada.

Existem ainda outros dispositivos auxiliares no governador, tais como a válvula piloto do regulador, que controla o óleo para o regulador de carga e o solenóide ORS que, quando energizado, eleva a válvula piloto para a posição de campo mínimo.

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Esta seção contém descrição dos dispositivos de proteção do motor. Estes dispositivos são projetados para parar o motor na eventualidade de ocorrer um mal funcionamento quando da operação do motor.

PARADA DO MOTOR POR BAIXA PRESSÃO DE ÓLEO

Descrição

O botão de parada por baixa pressão de óleo, é parte do dispositivo de parada do motor, que é parte integrante do governador.

Embora este seja um dispositivo de proteção, ele não é um acessório do motor.

CONJUNTO DO DETETOR DE DIFERENÇA DE PRESSÃO D’ÁGUA E PRESSÃO NO CARTER

Descrição

A combinação diferencial do detetor de pressão de água e pressão no carter, é um dispositivo sensível à pressão, operado mecanicamente, sendo utilizado para determinar anormalidades das condições de pressão no sistema de refrigeração do motor e na pressão do carter. Se uma condição prejudicial existir, este dispositivo irá causar a parada do motor.

O setor de pressão d’água do detetor balanceia com a diferença da pressão da saída da bomba d’água e a entrada da bomba d’água, contra a pressão da caixa de ar, para manter a válvula de alívio do óleo na posição fechada. Quando a diferença de pressão através da bomba d’água vem a ser menor que a pressão da caixa de ar, Fig. 73, o diafragma move-se, devido à abertura da válvula de dreno de óleo drenando o óleo lubrificante do motor para o governador. O governador capta a baixa pressão do óleo e inicia o processo de parada. Furos de sangria estão montados entre os diafragmas de entrada e de saída d’água e entre o da entrada da bomba e do diafragma da caixa de ar, proporcionando uma rápida indicação de vazamento. Este dispositivo proporciona proteção contra a cavitação da bomba d’água, o que pode resultar em baixo nível d’água de refrigeração, temperatura excessiva de água, gases de exaustão no sistema de refrigeração e muitas outras falhas no sistema de refrigeração. O setor d’água do detetor irá atuar sempre que for drenada a água no sistema de refrigeração.

Para rearmar o setor d’água, o motor deve ser posto em funcionamento e o botão da válvula de alívio pressionado até se manter na posição; se necessário acelere manualmente o motor.

O setor de pressão do carter no dispositivo consiste de uma válvula de alívio de óleo, comparável a um setor d’água, mantendo-o em posição fechada até que uma pressão positiva se forme no carter.

A válvula de alívio do óleo fica solta e a pressão do óleo lubrificante no governador é aliviada, Fig. 74. Assim como no setor d’água, o governador acusa a queda de pressão e inicia o processo de parada do motor.

CUIDADO!

Após uma parada do motor devido à atuação do detetor de pressão, NÃO abra qualquer tampa de inspeção ou tampas das bancadas no motor para fazer inspeção, até que o motor tenha parado e que este se resfrie por um período de duas horas. NÃO tente dar partida no motor até que a causa do problema tenha sido determinada e corrigida. A ação do detetor de pressão indica a possibilidade de uma condição dentro do motor, tais como um superaquecimento de um mancal que pode pôr em ignição os vapores aquecidos com uma força explosiva, se for permitido a entrada de ar na câmara. Na eventualidade de não conseguir rearmar o detetor de pressão no carter, NÃO opere o motor até que a pressão do detetor se restabeleça, pois poderá ocorrer danos no diafragma.

Fig. 74 – Condições de pressão positiva no carter

DISPOSITIVO DE SOBRE-ROTAÇÃO

Descrição

O mecanismo de sobre-rotação é um dispositivo de segurança que corta a injeção de combustível nos cilindros se o motor alcançar rotação excessiva.

O eixo de acionamento está posicionado em todo o comprimento do motor, em suas duas bancadas e abaixo dos eixos comando, com um came para cada cilindro, o qual ao girar entra em contato com a lingüeta do arraste com mola, montada em cada cabeçote e localizada abaixo do balancim do injetor. O alojamento do mecanismo de sobre-rotação está conectado ao mecanismo de alavanca. A alavanca de rearme, no eixo de trava do acionamento, quando puxada em direção à bancada direta, acrescenta tensão na mola de acionamento, sendo esta a tensão que manterá a lingüeta engatada ao entalhe da alavanca do eixo de acionamento. Esta é a posição normal de marcha, no qual os cames do eixo de acionamento são mantidos distantes da lingüeta de acionamento dos balancins.

O mecanismo de acionamento do dispositivo de sobre-rotação está incorporado ao contrapeso do eixo de comando da bancada direita. Ele consiste de um contrapeso fixo por uma mola de tração ajustável. Quando o motor atinge a rotação limite, a tensão da mola é vencida pela força centrífuga que atua sobre o contrapeso fazendo com que o contrapeso se mova e acione e lingüeta de acionamento do mecanismo. Este movimento permite a atuação da mola de acionamento sobre as hastes e o elo, fazendo estas o movimento necessário para girar o eixo de acionamento do mecanismo. Conseqüentemente, os cames do eixo de acionamento contatam e levantam o balancim do injetor evitando que este permaneça em contato com o eixo de comando. Isto evita a injeção do combustível parando o motor.

Para rearmar o mecanismo aplicar à alavanca de rearme um movimento anti-horário, liberando assim os balancins do injetor do contato dos cames do eixo de acionamento. A rotação dos eixos de comando ao partir o motor, eleva os balancins e assim permite que as lingüetas reassumam a sua posição de destravamento, liberando assim o balancim para seu funcionamento normal.

PARADA DO MOTOR POR SUPERAQUECIMENTO DO ÓLEO

Descrição

O dispositivo de parada do motor pelo superaquecimento do óleo, consiste de uma válvula termostática e uma tubulação associada.

A válvula está localizada no cotovelo de descarga da bomba de óleo principal. A tubulação da válvula está ligada na linha de pressão de óleo entre o governador e o detector de diferença de pressão d’água e de pressão do Carter. Há também uma linha de dreno da válvula à caixa do acionamento do governador.

Quando a temperatura do óleo sobe a 124º - 126ºC, a válvula sobe e permite a passagem do óleo para a linha de dreno na carcaça de acionamento do governador. O governador acusa a queda de pressão e inicia o processo de parada do motor.

SISTEMA DE AR DA LOCOMOTIVA

(C-30-7B/U-23CA) A locomotiva possui vários sistemas de ar independentes e cada um realiza uma função no desempenho geral da locomotiva.

1. Sistema de ar de arrefecimento da água do motor diesel e das resistências do freio dinâmico

O arrefecimento e controle da temperatura da água do resfriamento do motor diesel é feito pelo ventilador do radiador de água e da válvula desviadora proporcional do sistema de água do motor diesel. Ver SISTEMA DE ÁGUA DO MOTOR DIESEL.

O arrefecimento das resistências de dissipação do freio dinâmico é feito pelo mesmo ventilador de arrefecimento da água do motor diesel.

O ar é aspirado através de telas em V, localizadas na cabine do radiador. Passa pelas resistências do freio dinâmico, pelo radiador e sai pela abertura existente na parte superior da cabine do radiador.

2. Sistema de ar de admissão do motor diesel

Ver SISTEMA DE AR DO MOTOR DIESEL.

3. Sistema de ar de admissão e arrefecimento do compressor de ar

O ar para admissão e arrefecimento do compressor entra no compartimento do compressor através de telas em V, localizadas em ambos os lados da locomotiva.

O ar para admissão do compressor passa ainda por filtros de papel.

O arrefecimento do compressor de ar é feito por um ventilador construído no flange do cubo do eixo de acionamento da caixa e engrenagens do ventilador.

4. Sistema de ar de arrefecimento do equipamento elétrico

O ar para resfriamento dos motores de tração, alternador de tração, gerador auxiliar, excitatriz, painel retificador e compartimento de controle, entra no compartimento do soprador do equipamento através de telas em V, em ambos os lados da locomotiva. O ar pressurizado passa por filtro centrífugo e é distribuído para o equipamento. O ar que passa pelo alternador de tração entra no compartimento do motor diesel. Esse ar pressuriza o compartimento do motor diesel e impede a entrada de ar externo sujo nesse compartimento.

Figura - Sistema de ar motor diesel e sistema de ar do equipamento

SISTEMA DE AR DO MOTOR DIESEL

O ar fornecido ao motor diesel para a combustão nos cilindros é aspirado do exterior da locomotiva pelo turboalimentador. O ar passa inicialmente por telas em V, de malha grossa, e depois por filtros primários centrífugos, os quais removem partículas pesadas e água que são expulsas para fora da locomotiva por um conduto exaustor acionado pelos gases de exaustão do motor diesel. Em seguida, o ar passa pelos filtros secundários de papel para uma câmara de ar limpo. O turboalimentador acionado pelos gases de exaustão aspira o ar da câmara de ar limpo e o envia sob pressão aos resfriadores de ar, onde é removida parte do calor adquirido durante a compressão do ar. Em seguida, o ar é dirigido aos cilindros através dos coletores de ar em cada lado do motor diesel. Os gases de exaustão dos cilindros são conduzidos através do coletor de exaustão ao turboalimentador e, em seguida, saem para a atmosfera através da chaminé de exaustão.

O sistema de ar do motor diesel possui um indicador de filtro de ar sujo e um dispositivo de segurança (chave de vácuo) que reduz em 17% a carga imposta ao motor diesel quando os filtros ficarem entupidos.

O indicador de filtro de ar sujo e a chave de vácuo são ligados à câmara de ar limpo através de encanamento único.

O indicador é instalado na lateral direita da locomotiva e o mesmo desarma (faixa vermelha aparece no indicador) quando ocorre um vácuo de 12 pol. de água na câmara de ar limpo. Caso os filtros de ar não sejam substituídos nessa oportunidade, o vácuo na câmara de ar limpo aumentará e quando atingir 14 pol. de água, a chave de vácuo atuará e reduzirá em 17% a carga imposta ao motor diesel.

Uma lâmpada indicadora e uma campainha soará na cabine de operação. O restabelecimento da chave de vácuo é feito através do botão rearme do filtro de ar, localizado no painel de controle na cabine de operação.

SISTEMA DE ÁGUA DO MOTOR DIESEL

O sistema de água mantém a temperatura do motor diesel essencialmente constante em toda a faixa de carga e em amplas variações de temperatura ambiente. O funcionamento do motor diesel na faixa de temperatura recomendada é essencialmente importante para que haja perfeita queima da mistura ar-combustível na câmara de combustão dos cilindros. O sistema é composto de um tanque de armazenamento, uma bomba e um conjunto de duas bancadas de radiadores. A tampa do bocal de abastecimento de água do tanque de armazenamento possui uma válvula de alívio que mantém o sistema pressurizado, evitando a formação de bolhas de ar.

A bomba de água acionada pelo motor diesel secciona a água do tanque de armazenamento através dos tubos de água do resfriador de óleo lubrificante. A água, ao passar através dos tubos de água do resfriador de óleo, remove o calor do óleo lubrificante que circula na parte externa dos tubos do resfriador de óleo. A água, impulsionada pela bomba, entra por passagem lateral na tampa da extremidade livre do motor diesel, de onde é distribuída para os coletores de entrada de água, turboalimentador e resfriadores intermediários de ar.

Os coletores de entrada de água, um em cada lado do motor diesel, distribuem a água aos cilindros. A água circula entre a camisa e a jaqueta e, em seguida, passa para o cabeçote. A

água, ao passar pelo conjunto de cilindros, remove calor gerado pela queima de combustível na câmara de combustão do cilindro. Do cabeçote a água é descarregada ao coletor.

O turboalimentador recebe água através de duas passagens na sua base, alinhadas com passagens no topo da tampa da extremidade livre do motor diesel. A água remove calor do turboalimentador, transmitido pelos gases de exaustão que o acionam. A água sai do turboalimentador por duas aberturas próximas do topo, no lado de entrada dos gases de exaustão, as quais são ligadas ao encanamento de descarga de água que vem do resfriador intermediário esquerdo.

A água, vinda da tampa da extremidade livre do motor diesel, entra pelo fundo de cada resfriador intermediário, passa verticalmente três vezes pelos tubos e, em seguida, é descarregada pelo topo do resfriador. A água, ao circular pelos resfriadores, reduz a temperatura do ar comprimido pelo turboalimentador. O fluxo de água em cada resfriador é limitado por um orifício na descarga de água do resfriador.

O coletor de descarga que recebe a água dos cilindros está localizado no centro e no sentido do comprimento do motor diesel, com sua abertura de descarga ligada a uma caixa de junção no topo do resfriador intermediário direito. Os fluxos de água vindos dos resfriadores intermediários, do turboalimentador e do coletor de descarga, juntam-se na caixa de junção e vão para o tanque de armazenamento ou para os radiadores.

O sentido do fluxo da água é determinado pela válvula de controle de fluxo, de acordo com a temperatura da água que é controlada pela válvula piloto termostática, a qual comanda a válvula desviadora proporcional que dirige o fluxo da água vinda do motor diesel para o tanque de armazenamento o para uma ou ambas as bancadas de radiadores.

Figura - Diagrama esquemático do fluxo da água (sistema de respiro não restritivo)

Fig. 51 - Sistema de água de resfriamento (típico)

Outras chaves termostáticas (WTS1 e WTS2), montadas na caixa da extremidade do tubo de saída de água do motor diesel controlam automaticamente a rotação do ventilador do radiador.

O ventilador do radiador é montado sobe um eixo vertical, logo abaixo do radiador, e é acionado pelo motor diesel através de uma caixa de engrenagens e uma embreagem magnética.

Quando a temperatura da água do motor diesel atinge 180 graus F, a chave termostática WTS1 é ligada aplicando uma corrente elétrica à embreagem magnética do ventilador, fazendo com que ele funcione a baixa rotação.

O ar ambiente entra na cabine do radiador através de telas laterais e é soprado para cima e para fora através do radiador. Este fluxo de ar faz o resfriamento da água do motor diesel que circula pelo radiador.

Se a temperatura continuar a subir e alcançar 190ºF, a chave termostática WTS2 é ligada e uma corrente elétrica adicional é aplicada à embreagem magnética do ventilador, fazendo com que ele funcione a plena rotação. Quando a temperatura da água cai a 185ºF, a chave WTS2 é desligada e o ventilador volta a funcionar a baixa rotação. Se a temperatura da água cai a 175ºF, a chave WTS1 é desligada, o ventilador deixará de funcionar.

O sistema de água possui um dispositivo contra baixa pressão, o qual é montado no governador de controle e ligado por encanamento ao coletor de entrada de água nos cilindros do lado direito do motor diesel. Ver "GOVERNADOR DE CONTROLE DO MOTOR DIESEL".

O sistema de água possui uma chave termostática que controla a alta temperatura (HWTS), montada na caixa da extremidade do tubo de saída de água do motor diesel. Quando a temperatura da água, por qualquer motivo, ficar excessiva (236ºF), a chave fechará seus contatos, acendendo uma lâmpada e tocando uma campainha na cabine do operador, indicando a anormalidade. Se após 10 minutos essa condição não for corrigida a potência do motor diesel será automaticamente reduzida.

SISTEMA DE ÓLEO LUBRIFICANTE DO MOTOR DIESEL

O sistema de óleo lubrificante fornece óleo sob pressão a todas as peças em movimento no motor diesel e remove o calor gerado pelo atrito e pela combustão no cilindro do motor diesel.

O óleo lubrificante da bacia de óleo (Carter) fica quente e com impurezas depois de lubrificar e resfriar os componentes do motor diesel. Por isso, foram previstos meios de limpar e resfriar o óleo lubrificante antes de voltar a lubrificar os componentes do motor diesel.

O sistema de óleo lubrificante é do tipo de fluxo total, isto é, todo óleo lubrificante tem que passar pelos filtros de óleo antes de voltar a lubrificar os componentes do motor diesel.

O sistema de óleo é composto dos seguintes componentes pela ordem do fluxo de óleo:

1- Bacia (Carter) 2- Bomba 3- Válvula de alívio 4- Resfriador 5- Filtro 6- Coletor

Fig. 56 - Resfriador de óleo lubrificante

A bomba aspira ao óleo quente e com impurezas da bacia através de um filtro metálico de malha grossa e lança-o sob pressão no sistema. No cano de saída da bomba está instalada a válvula de alívio que impede que altas pressões provoquem avarias dos elementos filtrastes. Ao sair da bomba, o óleo passa pelo resfriador onde é resfriado pela água do motor diesel que passa pelo resfriador. Saindo do resfriador, o óleo passa pelo filtro, o qual contém elementos filtrastes onde são retidas todas as impurezas contidas no óleo. O óleo resfriado e filtrado é conduzido para a tampa da extremidade livre, onde, através de passagem na tampa, é conduzido ao coletor principal.

SISTEMA DE ÓLEO COMBUSTÍVEL

O óleo combustível para o motor diesel está contido em um tanque localizado abaixo da plataforma, entre os truques da locomotiva.

O sistema de combustível é composto dos seguintes componentes pela ordem do fluxo do combustível:

1- Tanque 2- Bomba de transferência 3- Válvula de alívio 4- Filtro 5- Coletores de combustível 6- Equipamento de injeção 7- Válvula reguladora 8- Coletores de dreno

A bomba de transferência do combustível é acionada por um motor elétrico. O lado da sucção do sistema está entre o tanque e a bomba.

O combustível é aspirado do tanque pela bomba e flui para o filtro. A válvula de alívio conectada entre a bomba e o filtro protege a bomba contra sobrecargas causadas por restrições ao fluxo que podem ocorrer no lado de pressão do sistema.

No lado de pressão do sistema está localizado entre a bomba e a válvula reguladora de pressão. A válvula reguladora descarrega o excesso de combustível para o tanque.

O filtro de combustível é constituído de um elemento filtraste grande, de dois estágios. O elemento filtraste é de papel e retém até as menores partículas estranhas contidas no combustível que se introduzidas no sistema causariam avarias no equipamento de injeção.

O combustível filtrado é conduzido através de um cano ao coletor de combustível do motor diesel.

Mangueiras flexíveis, individuais, ligadas entre as conexões de entrada da bomba injetora, constituem o coletor de combustível do motor diesel.

O coletor do sistema paralelo fornece combustível às bombas injetoras de ambas as bancadas, simultaneamente.

O excesso de combustível retorna ao tanque através da válvula reguladora, a qual é ajustada para manter a pressão no coletor de combustível.

Dois coletores de dreno de combustível, um em cada lado do motor diesel, coletam o combustível que retorna dos injetores e das bombas injetoras e, em seguida, drena-os ao tanque.

PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DAS LOCOMOTIVAS DIESEL-ELÉTRICAS

C-30-7B/U-22C/U-23CA

A energia química contida no combustível é convertida em energia mecânica necessária à tração da locomotiva, através do seguinte sistema:

1- É admitida uma quantidade de ar no cilindro do motor diesel. Após a compressão desse ar, é injetada uma quantidade de combustível, formando uma mistura proporcional, necessária à boa combustão.

2- Durante o tempo-motor (expansão), essa mistura é queimada, aumentando a pressão dos gases, impulsionando o pistão que, através da biela, dará um movimento de rotação ao virabrequim (a energia química transformou-se em energia mecânica).

3- Acoplado ao flange do virabrequim está o alternador de tração, que converte essa energia mecânica em energia elétrica.

4- A energia elétrica produzida pelo alternador de tração, através de sistemas elétricos adequados, é entregue aos motores de tração montados nos truques, onde é convertida em energia mecânica necessária ao movimento da locomotiva.

O motor diesel é comandado pelo governador de controle de modo que para cada ponto do acelerador produz uma potência constante (para a determinada rotação), com a finalidade de se obter o melhor rendimento do combustível.

O maquinista solicitará do motor diesel, através do acelerador (que comanda o governador), potência adequada ao movimento da locomotiva, de acordo com as necessidades do serviço.

O governador, por sua vez, comanda a abertura das cremalheiras das bombas injetoras, regulando a quantidade de combustível injetado no cilindro, necessária àquela potência requerida. Também regulada, através de um potenciômetro interno, a corrente no campo da excitatriz que, por sua vez, controlará a excitação do gerador de tração, regulando a carga imposta ao motor diesel.

A excitatriz está acoplada a uma caixa de engrenagens situada na parte traseira do gerador de tração. Nessa caixa de engrenagens também estão acoplados o gerador auxiliar e o soprador dos motores de tração.

O gerador auxiliar produz corrente a partir do magnetismo residual e, controlado por um regulador de tensão, fornece a energia necessária para recarregar as baterias e alimentar todos os circuitos de baixa tensão durante o funcionamento do motor diesel;

Um conjunto de baterias fornece energia a todo o circuito de baixa tensão quando o motor diesel não está em funcionamento. Durante o arranque do motor diesel, o gerador auxiliar e a excitatriz são utilizados como motor de arranque, alimentado pelo conjunto de baterias.

Na condição de tração, a energia do alternador de tração é retificada e conduzida ao compartimento de força e daí, através de sistemas elétricos adequados, fornecida aos motores de tração. Na situação de frenagem dinâmica, os motores de tração passam a funcionar como geradores, convertendo a energia mecânica de movimento do trem em energia elétrica, a qual é dissipada num conjunto de resistores de grade. Durante a frenagem dinâmica, o campo dos motores de tração, agora funcionando como gerador, é alimentado pelo alternador de tração.

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