Funcionamento: Sensor de rotação do motor

Nesta edição, nos vamos entender detalhadamente como funciona o sensor de rotação do motor G28, que é um componente de vital importância do sistema de injeção eletrônica de combustível.

Com o sinal deste sensor a UCM calcula a rotação instantânea do motor e a posição da árvore de manivelas e, de posse destas informações efetua o cálculo da massa de ar admitida.

Basicamente, existem dois tipos de sensores de rotação, o de efeito Hall e o indutivo. Ambos têm a mesma função, o que varia são as caracteristicas construtivas e a forma em que o sinal de rotação é gerado.

O sensor de rotação de efeito Hall normalmente está fixado no flange do vedador traseiro do motor, juntamente com a roda geradora de impulsos, que está fixada à árvore de manivelas em uma posição predefinida (figura 1).

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Já o sensor de rotação tipo indutivo está fixado na lateral do bloco do motor, próximo ao lado da embreagem. Nesse ponto, no interior do motor, também fixo à árvore de manivelas e está fixada a roda geradora de impulsos em posição predefinida (figura 2).

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Princípio de geração do sinal de rotação

A roda geradora de impulsos em ambos os sensores possui 60 dentes com uma falha de 2 dentes. Através da roda geradora de impulsos, a unidade de controle do motor consegue determinar a posição exata da árvore de manivelas, ou seja, em que posição se encontra cada um dos cilindros do motor (figura 3).

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O PMS (ponto morto superior)  dos cilindros 1 e 4 encontra-se no 14° dente após a falha dos 2 dentes, enquanto que o PMS dos cilindros 2 e 3 encontra se no 44º dente.

A falha dos dois dentes é a referência para que a UCM possa realizar, com antecedência, o cálculo do ponto de ignição, tempo de injeção e comandar os atuadores envolvidos.

Se dividirmos 360º, considerando-se uma volta completa da roda dentada, por 60 dentes, concluímos que cada dente equivale a 6º. Então o PMS do 1º e 4º cilindros está a 84º após a falha dos 2 dentes (6º x 14 dentes) é nesse intervalo que a UCM realiza os cálculos do tempo de injeção e ponto de ignição em função das leituras obtidas pelos demais sensores do sistema de injeção.
A rotação do motor é obtida contando-se a passagem dos dentes por unidade de tempo (frequência).

Atualmente existem vários formatos de roda geradora de impulsos, algumas se parecem com engrenagens e outras não apresentam dentes aparentes. Mas o formato não altera o princípio de funcionamento do sensor que veremos mais adiante.

Essa roda possui posição de fixação definida e, caso seja montada errada, pode ocasionar falhas no motor ou até mesmo danificá-lo. Por isso, é essencial o uso da ferramenta T10017 para montar o flange de vedação, pois esta ferramenta posiciona a roda geradora de impulsos em relação a árvore de manivelas.

Principio de funcionamento do sensor de rotação indutivo
O sensor indutivo é constituído por uma bobina que envolve um núcleo imantado. No exemplo, a passagem dos dentes e dos vãos entre os dentes diante do sensor provocam a variação do campo magnético do núcleo imantado. Essa variação do campo magnético gera um sinal de corrente alternada induzida na bobina que é captado pela UCM (figuras 4 e 5).

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O sinal do sensor indutivo é sensível à distância entre a roda geradora de impulsos e o sensor.

Caso essa distância esteja fora da especificação, a UCM pode não interpretar o sinal.

Não é possível regular essa distância, portanto sempre verifique se o sensor está bem fixado e examine a roda geradora de impulsos quanto a existência de deformações nos seus dentes (figura 6).

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Principio de funcionamento do sensor de rotação Hall
O sensor Hall é constituído por um ímã permanente e um material semicondutor com propriedades elétricas especiais. O material semiconductor é alimentado pela UCM com tensão de 5V ou 12V (dependendo do sistema de gerenciamento), causando uma passagem de corrente elétrica pelo mesmo (figuras 7 e 8).

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A roda geradora de impulsos tem a finalidade de aproximar ou afastar o campo magnético, gerado pelo ímã permanente, da região do material semicondutor.
Quando o campo magnético é forçado a se aproximar do material semicondutor, ocorre um desvio dos elétrons que o estavam atravessando, causando uma diferença de potencial (tensão) no terceiro terminal do sensor.
Quando o campo magnético é forçado a se afastar, essa diferença de potencial desaparece.

A UCM percebe essa alteração do sinal analógico do sensor e, através de um circuito eletrônico interno, ajusta o sinal para onda quadrada.
O sinal do sensor Hall é menos sensível do que o sensor indutivo com relação à distância entre a roda geradora de impulsos e o sensor (figura 9).

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Em caso de avaria do sensor
Dependendo do sistema de gerenciamento do motor, caso a UCM não receba o sinal do sensor G28, esta registrará o tipo de falha na memória de avarias e adotará a informação do sensor de fase G40 para estimar a rotação do motor e a posição da árvore de manivelas. O motor continuará funcionando, porém com limitações.

**Fonte: http://noticiasdaoficina.com.br

Novo Passat acelera, freia, estaciona sozinho e ainda vigia o motorista

As tecnologias de última geração da Volkswagen permitem realizar tarefas automaticamente, muitas vezes com maior precisão e agilidade que qualquer motorista experiente, como vimos na última edição da Revista Notícias da Oficina, quando foi explicado o funcionamento da transmissão DSG. Veremos agora a aplicação da inteligência tecnológica a favor do conforto e principalmente da segurança.

Os novos Passat e Passat Variant estão equipados com estes sistemas, por isso serão utilizados para exemplificar o que é e como funcionam os sistemas que um dia permitirão ao motorista a possibilidade de simplesmente dizer o endereço para onde deseja ir e deixar o resto por conta do veículo.  

Detecção de fadiga

O sistema de detecção de fadiga está sendo aplicado pela primeira vez a um carro da Volkswagen e é uma inovação em sua área. O equipamento detecta a perda de concentração do motorista e o avisa através de um sinal auditivo com cinco segundos de duração. Uma mensagem visual também aparece no painel de instrumentos, recomendando que o condutor pare para descansar. Caso o motorista não pare nos próximos 15 minutos, o aviso é repetido.

A importância do sistema é muito alta, pois estatísticas mostram que pelo menos 25 por cento de todos os acidentes rodoviários podem ser atribuídos ao cansaço dos motoristas, especialmente em trechos longos e monótonos. A detecção da fadiga se contrapõe a essa situação.

Logo no começo de cada viagem do carro, o sistema analisa as características de direção do motorista. A caminho, o sistema de detecção de fadiga avalia continuamente sinais, como o ângulo do volante, uso dos pedais e aceleração transversal. Se os parâmetros monitorados indicarem um desvio do padrão de direção registrado no início da viagem, os avisos sonoro e visual no painel são acionados. Independentemente dessa monitoração, sempre que o sistema é ativado, recomenda ao motorista uma interrupção da viagem a cada quatro horas de percurso.

O sistema de assistência não visa alertar o motorista em casos extremos, de sono momentâneo. Em vez disso, ele procura detectar com antecedência possíveis lapsos de concentração.

ACC com front assist e função de frenagem de emergência urbana

A possibilidade de colisões frontais é sempre maior no para e anda do tráfego urbano, do que em trânsito com fluxo constante. Para essa situação, a Volkswagen desenvolveu a nova função de frenagem de emergência urbana, um sistema que faz parte do aperfeiçoado ACC – controle automático de velocidade e distância, adicionado do Front Assist System.

ACC

O ACC (Adaptive Cruise Control – controle automático de velocidade e distância) oferece um importante auxílio ao motorista, acelerando e desacelerando o automóvel dependendo do fluxo de tráfego detectado pelo radar frontal. Em todas as situações, o motorista continua no comando, responsável pelas decisões à direção: é possível sobrepassar o sistema a qualquer momento, desligando-o ou ao utilizar os pedais do freio ou do acelerador.

O ACC é ativado por um controle posicionado no volante. O motorista seleciona a velocidade desejada, a distância a ser mantida em relação ao veículo à frente (mantendo as distâncias de segurança mínimas previstas na legislação) e o modo de resposta dinâmica (Comfort, Normal ou Sport).

O ACC funciona como um controlador de velocidade (piloto automático) inteligente, que mantém automaticamente a distância escolhida pelo motorista em função da velocidade do veículo à frente.

Reagindo ao veículo que vai à sua frente, o Passat pode até mesmo frear até a imobilidade. Sempre que a estrada à frente estiver livre, o ACC funciona como um controlador de velocidade convencional, mantendo a velocidade estabelecida pelo motorista.

Front assist

O sistema Front Assist, integrado ao ACC, atua como se fosse um “passageiro da frente sempre alerta”, ajudando a evitar colisões frontais, mesmo quando o ACC estiver desligado. Ele monitora o tráfego de forma contínua usando o radar frontal em velocidades entre 30 km/h e 200 km/h, relatando quaisquer situações críticas ao motorista.

A terceira fase do Front Assist, implementada agora no novo Passat, pode ser descrita, de forma figurada, como se houvesse um passageiro ao lado do condutor, sempre alerta e com seu próprio pedal de freio. O sistema auxilia o motorista sempre que a aproximação em relação ao veículo da frente estiver chegando a um ponto crítico.

O sistema de freios é então precondicionado e os sistemas de assistência de frenagem são sensibilizados. À medida que o risco de uma colisão frontal aumenta, são emitidos avisos visuais e acústicos e o motorista é alertado de que precisa agir.

Caso a reação do motorista ao frear seja muito fraca, o veículo aumenta automaticamente a pressão nos freios.

Frenagem urbana de emergência

Um novo destaque tecnológico do Passat é a utilização da função de frenagem urbana de emergência. Este sistema funciona em velocidades abaixo de 30 km/h e também reage a veículos parados. Se necessário, ele inicia automaticamente a frenagem para ajudar a evitar uma colisão iminente ou, pelo menos, minimizar os danos da batida.

Park Assist, geração II

A Volkswagen introduziu a segunda geração do Park Assist no novo Passat. Diferentemente dos sistemas de primeira geração, que ajudavam a estacionar o carro exclusivamente em vagas paralelas, o novo assistente de estacionamento também funciona para vagas perpendiculares. O sistema é ativado em velocidades abaixo de 40 km/h pelo acionamento de um botão no console central. O motorista indica o lado da rua em que pretende parar acionando o indicador de direção.

O Park Assist usa seus 12 sensores ultrassônicos (quatro à frente, quatro à ré, dois à esquerda e dois à direita, com alcance de 4,5 metros) para encontrar uma vaga do tamanho adequado e inicia a sequência de estacionamento. O motorista engata a marcha-ré e, a partir daí, só precisa acelerar e frear. O Passat controla o volante. O motorista é orientado por sinais acústicos e indicações visuais no display multifuncional.

Durante as manobras de estacionamento, o Park Assist funciona a uma velocidade limeite de 7 km/h, acima dessa velocidade o sistema é automaticamente desativado. 

O motorista é responsável pelo controle da velocidade através do acelerador e freio. O sistema foi amplamente otimizado em relação ao de primeira geração. Essencialmente, o Park Assist agora permite parar em vagas bem menores 80 cm maiores que o carro, enquanto anteriormente eram necessários 140 cm. Também funciona em curvas, junto a blocos de concreto e entre árvores ou outros obstáculos. E mais: o novo Park Assist ajuda também a sair de vagas apertadas, auxiliando o motorista desde que haja um mínimo de 50 cm de espaço livre à frente do veículo.

**Fonte: http://noticiasdaoficina.com.br

MINI: recall de 2.470 carros no Brasil – problema na bomba d´água

Os modelos Cooper S, Cooper S Cabrio, Cooper S Clubman, Cooper S JCW, Countryman Cooper S e Countryman Cooper S ALL4, estão sendo chamados no Brasil para um recall.

Tal como aconteceu nos EUA, China e outros países, a BMW está chamando estes modelos por causa de um defeito no circuito eletrônico da bomba d’água elétrica.

Um superaquecimento pode ocorrer na placa e com o derretimento dos conectores, haver um incêndio. Serão chamados 2.470 veículos feitos entre março de 2006 e janeiro de 2011.

A MINI disponibiliza o telefone 0800 707 0578 ou o site da marca no Brasil. Abaixo, os números de chassis dos carros envolvidos:

Cooper S John Cooper Works
TX01277 – TX42383
Cooper S
T063357 – T063358
TU91691 – TU94992
TZ31405 – TZ99285
Cooper S Cabrio
TG07711 – TG07713
TY06501 – TY66880
Cooper S Clubman
TN71884 – TN73242
Countrymann Cooper S
WH96525 – WH98999
Countrymann Cooper S ALL 4
WK61700 – WK94121

**Fonte: http://www.noticiasautomotivas.com.br

Renault faz recall de 10.000 carros

Modelos Sandero, Sandero Stepway e Logan precisam de verificação da caixa de direção

A Renault do Brasil anunciou um recall nesta terça-feira, 24. Segundo o comunicado, 10.578 unidades de Sandero, Sandero Stepway e Logan foram convocadas para verificação da caixa de direção. Nesta quarta-feira, dia 25, os proprietários começas a ser informados pela marca.

Primeiramente será realizada a verificação e, caso for necessária, haverá a substituição do equipamento. O defeito poderia travar a direção e causar algum acidente. A razão do defeito, segundo a marca, foi um problema no processo de produção de um lote específico da caixa de direção hidráulica.

A campanha do recall terá ampla publicidade, afirmou a marca, para melhor informar os proprietários. Além disso, todos os clientes envolvidos receberão um comunicativo da empresa falando para comparecerem em alguma concessionária da rede Renault.

Caso seu carro esteja entre os modelos abaixo, a montadora também coloca à disposição o telefone e o e-mail do Serviço de Atendimento ao Cliente - 0800-0555615 (ligação gratuita) e sac.brasil@renault.com -, além do site da Renault do Brasil http://www.renault.com.br.

Modelos

Renault Sandero
Ano/Modelo: 2012
Final de Chassis: CJ840383 a CJ932550

Renault Sandero Stepway
Ano/Modelo: 2012
Final de Chassis: CJ856414 a CJ917170

Renault Logan
Ano/Modelo: 2012
Final de Chassis: CJ893124 a CJ 937030 

**Fonte: http://carroonline.terra.com.br

Motores aspirados de alto desempenho - Final

Estudamos até aqui diversos conceitos explorados pelas montadoras para aumentar o desempenho dos motores aspirados, mas é preciso lembrar que o ganho em desempenho é apenas uma das consequências do aumento da eficiência deste motor.

O aumento de eficiência proporciona ganhos em:• desempenho;
• consumo de combustível;
• emissão de gases;
• tamanho do motor;

Vamos examinar resumidamente porque ocorrem estas melhorias:

Desempenho

Melhorado pelo melhor aproveitamento da mistura ar/ combustível, que resulta em uma combustão mais poderosa.

Consumo de combustível

O consumo de combustível é reduzido, pois é preciso menor quantidade de ar/combustível para se obter o mesmo desempenho.

Emissões de gases

Uma queima mais completa da mistura deixa sobrar menos resíduos de combustível não queimado (HC), e outros gases nocivos ao meio ambiente (como o Monóxido de Carbono - CO).

Tamanho do motor (Downsizing)

Motores mais eficientes precisam de menor capacidade cúbica e quantidade de material para desenvolver o mesmo desempenho de motores maiores menos eficientes.

Para obter maior eficiência, diversos conceitos são explorados:

• Redução de perdas por atrito;

• Redução de massa móvel sem perda de resistência;

• Pulverização do combustível;

• Gerenciamento do momento e intensidade da injeção de combustível e ignição;

O principal conceito explorado para melhorar a eficiência de um motor é a respeito do comportamento dos gases durante a admissão, compressão e escapamento. Nas matérias anteriores falamos sobre a fase de admissão.

Relembrando: durante a admissão, a velocidade e a turbulência do ar determinam qual será a capacidade de enchimento dos cilindros. Esses dois fatores são determinados pelos seguintes componentes:

• Coletor de admissão

• Comandos de válvulas

• Válvulas

Agora vamos às fases de compressão e escapamento

Compressão

O quanto os gases são comprimidos, antes da queima, é definido pela relação entre o volume total do cilindro mais o volume da câmara de combustão, dividido pelo volume da câmara de combustão. Esta relação é chamada de taxa de compressão.

Quanto maior a taxa de compressão, maior será o poder de combustão e melhor será a queima, porém a temperatura gerada na câmara também será maior. A taxa de compressão é altamente explorada nos novos motores, principalmente com tecnologia bi-combustível, por isso muitos utilizam injetores de óleo por baixo do pistão, na região da cabeça e anéis, com o intuito de arrefecê-los.

Um aumento da taxa de compressão desses motores pode provocar danos e mau funcionamento, por isso, convém que se tenha muita atenção quando for preciso realizar uma retífica e também convém que se saiba medir o valor dessa taxa.

Calculo da taxa de compressão

Meça com um paquímetro o diâmetro interno de um dos cilindros, sua profundidade e a espessura da junta de cabeçote nova, com precisão centesimal.

Coloque os valores encontrados na formula abaixo:

Volume Cilindro = [( Diâmetro² x 3,1416 ) / 4 ] x (Profundidade + Espess. da Junta)

Coloque o cabeçote sobre uma bancada com as câmaras de combustão voltadas para cima e as válvulas de admissão e escape fechadas.

Com auxílio de um nível calce-o para que fique 100% plano.

Coloque uma das velas de ignição na câmara que for medida, enchendo-a com fluído hidráulico até transbordar. Depois faça o nivelamento com uma régua de aço.

A seguir retire o fluído com uma seringa de injeção, colocando-o numa proveta graduada, descobrindo desta forma o volume da câmara de combustão.

A taxa de compressão será:

TC = (Volume do cilindro + Volume da Câmara)/ Volume da Câmara

Escapamento

A restrição na saída dos gases após a combustão interfere na forma como a nova mistura irá entrar na câmara. Em baixas rotações, é importante que haja certa restrição, que irá provocar uma contrapressão dos gases de escapamento, impedindo a lavagem do cilindro, ou seja, a saída prematura da mistura durante o período de admissão, enquanto a válvula de escape  ainda está aberta, já que a velocidade do motor é baixa.

Quando a rotação do motor é alta, é preciso que a velocidade de entrada da mistura na câmara também seja alta, por isso um escapamento com menor restrição permite que a velocidade dos gases de escape ajude a acelerar este processo.

É importante que todos os dutos do coletor de escapamento tenham a mesma restrição, por isso, hoje os coletores são feitos em chapas de aço, ao invés de ferro fundido.

Conclusão

Estes são conceitos básicos para que o reparador compreenda os sistemas que equipam os  veículos modernos e que estão cada vez mais acessíveis.

**Fonte: http://www.oficinabrasil.com.br

Motores aspirados de alto desempenho - Parte 2

Nesta matéria continuaremos falando sobre conceitos de funcionamento dos motores naturalmente aspirados que são explorados pelo fabricante quando se deseja obter um maior desempenho para equipar veículos de comportamento esportivo.

O comando de válvulas

O comando de válvulas tem a função de determinar o momento de abertura e fechamento das válvulas de admissão e escapamento. Isto ocorre sincronizado ao movimento de subida e descida dos pistões.

No diagrama de válvulas, também chamado de mapa de válvulas, constam as posições, em graus, onde acontece a abertura e fechamento de cada válvula em relação ao ponto morto inferior e superior do pistão.

Veja a imagem em que exemplificamos um diagrama de válvula de um motor a gasolina.

Levante (lift): altura, em milímetros ou em polegadas, de abertura da válvula. Quando maior for esse valor, maior será a quantidade de mistura admitida e mais rápida será feita a expulsão dos gases. Na maioria dos motores convencionais usa-se 10 ou 11 mm de levante máximo, ao passo que os motores de alto desempenho podem trabalhar com até 13mm de levante.

Duração: é o período, medido em graus, em que a válvula ficará aberta. Para a maioria dos motores este valor fica em torno de 200 graus, mas motores de alto desempenho podem ter duração de 270 graus ou mais. Esta medição é feita em função da rotação do virabrequim. Assim, um comando com duração de 225° de admissão significa que, a partir do momento que a válvula começar a abrir, o virabrequim irá se mover 225°.

É importante ressaltar que, para motores onde a folga das válvulas pode ser regulada (isto é, os que possuem tucho mecânico), este valor é medido com uma folga entre o balancim e a válvula padrão. Se esta folga for alterada para maior, mais tempo levará para que a válvula seja acionada e, por conta disso, menor será o tempo em que a ela ficará aberta.

Lobe center: é a distância medida no comando de válvulas, em graus, entre os pontos de levante máximo dos cames de admissão e escape.
Para motores convencionais, esse valor fica entre 110 e 115 graus; para motores de alto desempenho, este valor fica em torno de 100 graus.

Overlap: é o tempo, medido em graus no virabrequim, em que ambas as válvulas ficam abertas simultaneamente. O overlap permite que, enquanto a válvula de escape ainda está aberta, a mistura ar/combustível comece a entrar na câmara, promovendo o resfriamento e a limpeza do cilindro, já que uma pequena parte dela também sairá pelo escape.

Além disso, a saída dos gases de escape cria uma região de baixa pressão no interior do cilindro, o que facilita a entrada da mistura. Essa dinâmica de gases é altamente explorada para motores de alto desempenho, pois ela interfere em diversos fatores, como pressão no coletor de admissão, curva de torque, comportamento do motor em marcha-lenta, entre outros.

Em um funcionamento teórico do motor, uma válvula só se abre quando a outra se fecha, e sempre essa abertura ou fechamento ocorre no PMS ou no PMI, de forma bem definida. Na prática, devido principalmente a dinâmica dos gases, a válvula abre ou fecha antes ou após o PMI ou PMS, melhorando a admissão de mistura ou a expulsão dos gases. Leia a seguir como é o comportamento real das válvulas de admissão e escape:

Admissão: cerca de dez graus antes de o pistão atingir o PMS, no final do ciclo de escape, a válvula de admissão começa a abrir, e irá se fechar por volta de 50 graus após o PMI.

Escape: depois de o virabrequim completar uma volta (360°), a válvula de escape é aberta até 50 graus antes do PMI, e será fechada até dez graus após o PMS. Perceba que, no final do ciclo de escape, a válvula de escape está se fechando enquanto a de admissão começa a abrir: este é o cruzamento de válvulas ou overlap ocorrendo.

Veja que cada uma das características do comando de válvulas implicam podem ser aplicadas de diferentes formas, porém, cada escolha traz um benefício e um efeito colateral. Por exemplo, um overlap maior trará um ganho maior de torque em cargas parciais, mas prejudica a estabilidade da marcha-lenta.
Desta forma, no momento em que a montadora define qual o comando válvulas será utilizado, ela busca um equilíbrio entre os benefícios e efeitos colaterais. Para atingir este objetivo, uma das técnicas utilizadas é a aplicação de um comando de válvulas variável.

Comando de válvulas variável

O comando de válvulas variável permite que existam dois ou mais perfis de acionamento das válvulas em um mesmo eixo. A forma como isso é feito depende da estratégia de cada montadora, e pode ser feito atrasando ou adiantando o comando em relação ao virabrequim, como nos VW Gol e nos Toyota Corolla VVTi, ou alternando entre cames diferentes, como nos Mitsubishi com sistema MIVEC .

O sistema variável mais conhecido é o VTEC, da Honda, aplicado no superesportivo NSX e no Civic, que chegou ao Brasil no começo da década de 1990. Era composto por um eixo de comando com dois cames de diferentes levantes e um pino hidráulico.

Em rotações baixas e médias (até 4500 rpm), o came de menor graduação acionava a válvula e, assim que a pressão do óleo aumentava, o ressalto de maior graduação passava a atuar. Com isso, era possível extrair potência em regimes elevados, sem penalizar demais o torque em baixos regimes. Para se ter uma idéia, o Civic VTi vendido no Brasil entre 1993 e 1997, equipado com um motor 1.6 16V VTEC, gerava impressionantes 160cv sem nenhum tipo de sobrealimentação.

Essa solução, contudo, ainda não era ideal, pois o motor ficava limitado a duas “fases” de funcionamento. Como forma de contornar este problema, foi desenvolvida uma nova geração do sistema, chama de i-VTEC, que equipa o Civic 1.8 16v.

No i-VTEC, a posição do comando em relação ao virabrequim é alterada por intermédio de um rotor hidráulico conectado a polia. Dependendo da rotação e da carga do motor, o acionamento das válvulas pode ser atrasado ou adiantado em relação ao virabrequim. Isso permite ampliar a faixa de torque do motor e obter maior potência. Isto permitiu, por exemplo, que o motor 2.0 16v do
Civic Si, que é equipado com i-VTEC, alcançasse 192cv a aproximadamente 8000 rpm, sem nenhum tipo de sobrealimentação.

Nos motores aspirados mais modernos, o gerenciamento das válvulas de admissão é tão preciso que a borboleta de aceleração tornou-se dispensável, sendo o controle da quantidade de ar admitido feito diretamente pela variação da abertura da válvula.

O papel dos coletores

Tanto o coletor de admissão quanto o de escape têm papel fundamental no rendimento do motor, já que o primeiro envia a mistura ar/combustível para a câmara, enquanto o segundo envia os gases resultantes da queima para o exterior.

Para entender como os coletores podem melhorar o desempenho, é necessário compreender a dinâmica dos gases que entram e saem da câmara. Não somente o formato dos dutos de passagem do ar, mas também o contato da válvula com a sua sede têm grande impacto no desempenho do motor. O contato da válvula com a sede deve ser o mais suave possível e, para isso, muitos fabricantes produzem válvulas com três, quatro ou mais ângulos, o que melhora a passagem dos gases e permite extrair alguns cavalos a mais.
De uma forma geral, quanto mais livre for o caminho pelo qual a mistura ar/combustível deverá passar, mais rapidamente ela chegará ao cilindro, o que significa mais potência. Mas, ao contrário do que seria de se imaginar, um tubo mais curto ou completamente reto não necessariamente resultará em melhor desempenho. Como o combustível e o ar não se misturam completamente, existem algumas técnicas que favorecem a melhor mistura possível entre eles.

Uma destas técnicas é a de projetar o coletor de admissão de maneira que, na região próxima a válvula, haja um estreitamento do duto. Com isso, uma turbulência é gerada, o que melhora o fluxo para o interior da câmara. Outra forma de melhorar este fluxo é com pequenas curvas no interior do duto, que facilitam o escoamento.

Via de regra, quanto mais homogênea estiver a mistura, mais facilmente é possível extrair torque em baixa rotação. Logo, um coletor mais longo é indicado para esta situação.

Em compensação, quanto mais rapidamente a mistura chegar até a câmara, mais potência poderá ser extraída em altas rotações, já que não existirá o risco de falta de combustível suficiente para uma queima eficiente. Neste caso, um coletor mais curto é altamente recomendado.

As montadoras buscam sempre um coletor que permita extrair potência e torque em rotações intermediárias. Para alcançar este objetivo, algumas marcas passaram a adotar o chamado coletor variável.

Esta peça nada mais é do que um coletor, geralmente fabricado em plástico, que possui uma antecâmara em seu interior e que é separada do restante do coletor por uma portinhola. Nos momentos de maior carga do motor, ou seja, quando a máxima potência é necessária, essa portinhola se abre e permite que o ar acumulado na antecâmara siga para o interior do cilindro.

Quando a carga diminui, esta portinhola volta a se fechar, fazendo o fluxo de ar voltar ao seu caminho normal. Com a utilização deste dispositivo, é possível ter um coletor que atenda tanto a necessidade de vazão de ar em qualquer RPM do motor.

Na próxima edição do jornal, não perca a terceira e última parte desta matéria.

**Fonte: http://www.oficinabrasil.com.br

Motores aspirados de alto desempenho – Parte 1/3

Na época em que não havia sistemas eletrônicos de injeção direta e os sistemas de sobrealimentação eram caros e pouco confiáveis, os engenheiros precisavam buscar soluções para aumentar o desempenho do motor sem comprometer outros quesitos. Apesar de muito se falar atualmente sobre downsizing de motores, isto é, motores menores com sistema de injeção direta e turbo compressor, os motores aspirados ainda se mostram opções interessantes devido ao menor custo de construção

Nesta edição, iniciamos uma série de matérias sobre as principais estratégias e alterações realizadas por fabricantes para extrair o máximo de torque e potência do motor, tanto em modelos recentes quanto em modelos mais antigos.

Motores do passado

Ao falarmos em motor de alto desempenho, muitos logo imaginam os muscle cars americanos da década de 1960 e 1970, com grandes motores V8 e muito torque. Para outros, motores seis cilindros montados em carrocerias leves são o que há de melhor em esportividade. Como veremos a seguir, não é possível ser extremo para nenhum dos lados. Marcas de países diferentes buscam características distintas em seus modelos como forma de atender as expectativas dos diferentes consumidores.

Tradicionalmente, as três grandes montadoras norte-americanas (Ford, GM e Chrysler), tanto no país sede como em suas filiais ao redor do mundo, são conhecidas por adotarem, desde a época do carburador, motores de grande deslocamento para obter potências elevadas e, quase sempre, estes motores possuem duas válvulas por cilindro e comando de válvulas convencionais montados no cabeçote. 

A Chrysler conseguiu contornar este problema redesenhando a superfície dos pistões. Assim, os pistões de alguns motores passaram a ter a cabeça arredondada, ou hemisférica. Com isso, a mistura sofre maior turbulência, quando chega à câmara de combustão, ficando mais homogênea. As velas foram deslocadas para o centro do cilindro, inflamando mais rapidamente a mistura.

As marcas alemãs, francesas e inglesas, em geral, costumam equipar a grande maioria de seus modelos com motores sobrealimentados, principalmente os com seis ou mais cilindros, sendo difícil encontrar motores oito cilindros aspirados, exceto em sedãs que visam mais ao conforto do que à esportividade.

Como exemplo, a Porsche recentemente lançou a versão 2011 do 911 GT3, que, apesar de contar com um motor boxer de seis cilindros com quatro litros de aspiração natural, gera 500 cavalos, graças a um coletor de admissão variável e componentes de baixo peso, como pistões e bielas.

Os italianos têm o hábito de aplicar motores de pequeno volume, mesmo em superesportivos. Podemos citar, como exemplo, a Ferrari 250 GTO, considerado o primeiro superesportivo da marca, que saía de fábrica com um motor V12 de três litros. O sistema de alimentação era composto por diversos carburadores de corpo duplo, para que cada carburador alimentasse dois cilindros, como no caso desta Ferrari, enquanto o sistema de escape era o mais livre possível, sem curvas exageradas.

As marcas japonesas, por outro lado, recorrem a blocos de volume pequeno, priorizando a potência em altas rotações, ao invés de torque em baixas rotações. Em geral, estes motores são construídos com quatro válvulas por cilindro, comando de válvulas variáveis. O Toyota Celica e o Honda S2000 são exemplos claros destas características, pois ambos têm motores quatro cilindros e 16 válvulas com comando de válvulas variável de pequeno volume (1.8 e 2.0 litros, respectivamente), mas tem potência máxima acima de oito mil rotações.

Componentes “afinados”

Há alguns anos atrás, era bastante comum encontrar mecânicos especializados em “afinar motores”.

Estes profissionais recebiam os automóveis de seu cliente, muitas vezes, diretamente das concessionárias e, já sabendo que devido às técnicas de manufatura da época, os motores saíam das linhas de montagem com um pouco menos da potência máxima possível, faziam alterações no cabeçote, nos dutos e nas válvulas, corrigindo ângulos e removendo rebarbas, além de nova regulagem do carburador. Com isso, era possível obter ganhos de cinco ou dez cavalos de potência e de cerca de um quilograma-força de torque. Muitas vezes, estes especialistas haviam trabalhado durante vários anos em competições como a Stock Car ou no departamento técnico das montadoras e, por este motivo, possuíam conhecimento sobre os principais pontos no motor que poderiam receber acertos para que toda a potência fosse extraída do motor, mantendo a originalidade do veículo.

Conforme o tempo foi passando, as técnicas de fabricação foram evoluindo e isto fez com que os motores saíssem de fábrica com tolerâncias cada vez menores, limitando as alterações.

Relação curso x diâmetro

Uma das relações fundamentais em um motor é a estabelecida entre o diâmetro do cilindro e o curso do virabrequim, pois em função dela é possível priorizar torque ou potência. Isso ocorre porque existem três configurações possíveis:

- Quando o diâmetro do cilindro é menor que o curso do virabrequim, o motor é considerado subquadrado. Nesta situação, como o pistão fica mais tempo aplicando força no virabrequim, o torque irá aparecer em rotações mais baixas e em níveis maiores. Um ponto negativo desta configuração é que, justamente, pelo fato de o pistão ficar mais tempo sendo empurrado para baixo, de forma que a intensidade das cargas envolvidas aumente na mesma proporção que a rotação, acabam “anulando” parte do torque gerado. Outro ponto negativo é que exigem componentes reforçados, significando componentes maiores e mais pesados. É por este motivo que, dificilmente, motores Diesel ou de grande volume ultrapassam as cinco mil rotações.

- Quando o diâmetro do cilindro é maior do que o curso do virabrequim, consideramos o motor superquadrado. Como a área de aplicação da força de combustão será maior, o trabalho de empurrar o cilindro precisará de menos energia e será feito de forma mais rápida, aumentando a potência liberada.

Apesar de sacrificar o torque, reduzindo intensidade ou fazendo com que apareça em giros mais altos, este tipo de configuração é indicado para motores de pequeno volume onde se desejam alcançar níveis muito altos de potência. Motores atuais de Fórmula 1, por exemplo, quando testados em laboratório, chegam a 22 mil rotações e são capazes de gerar quase 1000 cv de potência. Vale lembrar que estamos falando de motores V8 com 2.4 l, com aproximadamente 90 x 40 mm (diâmetro x curso).

- Quando o diâmetro e o curso são iguais, o motor é denominado quadrado. Nestes casos, o motor consegue ter rendimento equilibrado entre torque e potência em rotações intermediárias (entre 2000 e 4000 rpm). As montadoras dificilmente projetam motores nesta configuração, sendo mais comum trabalhar acima ou abaixo desta relação, dependendo das características desejadas.

A importância do ponto de ignição

O ponto de ignição tem enorme influência no processo de queima do combustível e, por conseguinte, na geração de potência.

Como todos sabem. em um ciclo Otto teórico, a mistura ar/combustível é admitida e, quando o pistão atinge o PMI, a(s) válvula(s) de admissão se fecha e é iniciado o ciclo de compressão. Ao atingir o PMS, a centelha de ignição é disparada, inflamando a mistura na câmara.

Este é o ciclo teórico, perfeito e, por este motivo, não existe motor que trabalhe sempre nestas condições. Quase sempre o sistema de ignição é regulado para soltar a faísca entre 9° e 15° antes do PMS, em regime de marcha-lenta, chegando a 40° nas acelerações.

Se a faísca ocorrer mais cedo, podemos obter ganho de potência, já que a mistura terá mais tempo para se inflamar. Se o ponto de ignição for muito adiantado, pode causar baixa eficiência ou pré-detonação (quando ocorre a centelha, alguns pontos da câmara de combustão começam a se inflamar antes do resto) se a temperatura da câmara estiver muito baixa ou muito alta.

Na próxima edição, iremos detalhar outros fatores que interferem na potência dos motores.

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BMW X5 xDrive50i V-8 Bi-turbo

O que mais impressiona no motor desta versão do X5 não são os expressivos valores de torque e potência, mas sim a faixa de aproveitamento, devido aos muitos recursos utilizados pela BMW para ganho de eficiência, redução no consumo de combustível e emissão de poluentes, entre eles, a injeção direta, que permite uma maior precisão no volume de combustível injetado, além de outras vantagens.

As principais características deste motor são a construção em alumínio, os cabeçotes reverse-flow, em que a saída do escapamento acontece na parte superior do motor e a admissão na parte inferior, tornando o conjunto com as duas turbinas mais compacto, e com uma resposta mais rápida, além do sistema Double Vanos, que detalhamos mais adiante.

Devido à construção com fluxo reverso, os catalisadores estão instalados junto às turbinas em cima do motor, logo após os sensores de oxigênio. Os tubos de escapamento em aço inox seguem separados até a parte traseira do carro, onde se juntam em um grande silencioso. Os intercoolers são do tipo ar/água e ficam localizados logo à frente do motor.

A aceleração até 100 km/h partindo do zero acontece em apenas 5,5s, o que já seria impressionante para um sedã ou hatch, que dizer de um SUV, ou melhor SAV (Sport Activity Vehicle), como a BMW denomina o X5, que pesa mais de 2,2 toneladas.

Nova transmissão automática de oito velocidades

A transmissão de oito velocidades com gerenciamento Steptronic foi inicialmente utilizada nas séries 5 GT e 760i em 2009 e visa oferecer relações mais curtas nas primeiras marchas, proporcionando maior aceleração e aproveitando melhor o torque do motor. Para manter velocidades de cruzeiro, há duas relações longas para viagens com menor nível de ruído e consumo de combustível.

A tecnologia empregada nesta nova caixa de marchas permitiu manter o mesmo peso da antiga de seis velocidades, mas o que mais impressiona é a eficiência e precisão nas trocas de marcha, principalmente em acelerações fortes, seja em modo automático ou sequencial. Em velocidades baixa, somente com atenção é possível perceber as rápidas mudanças, de marcha.

Mas a principal vantagem que pode ser percebida nesta transmissão é a velocidade com que se adapta às condições de rodagem e solicitação do motorista. Se, ao circular a uma velocidade baixa e constante, quando o Steptronic seleciona uma relação de marchas que proporciona um rodar suave e econômico, o acelerador for requisitado de forma mais brusca, o sistema prontamente baixa algumas marchas e coloca o motor em estado de alerta, pronto para uma aceleração mais rápida, mas tudo de forma muito precisa, e se a velocidade for mantida, não demora até a transmissão voltar às condições de cruzeiro.

Seletor de marchas eletrônico - A alavanca de seleção de marchas da X5 é apenas um joystick que envia sinais eletrônicos para realizar as mudanças de marcha, ou seja, não há comunicação mecânica entre a alavanca e a transmissão. As posições de engate são as mesmas de um câmbio automático convencional, porém a posição Park (estacionamento) é feita por um botão no topo da alavanca. O modo sequencial é ativado deslocando a alavanca para a esquerda e então para a frente e para trás, para reduzir ou subir marchas.

Sistema VANOS

Trata-se de um controle de comando de válvulas continuamente variável. Os primeiros sistemas VANOS realizavam a variação do comando de válvulas, porém com apenas duas posições predefinidas, ativadas por uma solenoide ON/OFF.

Os sistemas continuamente variáveis, como os que equipam a X5, se tornaram possíveis com a aplicação de válvulas solenoides acionadas com sinal do tipo PWM, ou seja, com comprimento de pulso modulado, assim há múltiplas posições possíveis e a posição do comando de válvulas pode ser continuamente variável, atendendo a todas as condições de funcionamento do motor.

Para cada regime de rotação e funcionamento do motor, há um momento de abertura e fechamento ideal para facilitar ou aumentar a velocidade de entrada do ar na câmara de combustão, que irá se traduzir em um satisfatório enchimento dos cilindros.

Em um comando de válvulas de posição fixa, quanto antes acontecer a abertura da válvula de admissão em relação à posição do pistão (dentro de uma faixa de tolerância), melhor será o enchimento do cilindro nos regimes de médias a altas rotações, porém o maior cruzamento de válvulas (momento em que tanto as válvulas de admissão quanto as de escape estão abertas) irão causar marcha lenta irregular.

Por outro lado, uma abertura atrasada proporcionará uma marcha lenta suave, em detrimento da performance nos regimes de carga. A ideia do comando de válvulas variável não é elevar a potência, mas sim obter suavidade de marcha lenta, progressividade e incremento do torque em baixas rotações, obtendo assim menor consumo e emissões de poluentes, além de melhor dirigibilidade.

No sistema Single VANOS, o controle era feito apenas nos comandos das válvulas de admissão e no Double VANOS; agora é estendido também aos comandos das válvulas de escape. A principal vantagem é realizar um ajuste da reciclagem de gases de escapamento na câmara de combustão.

O ajuste da posição é feita pelo módulo de controle do motor, que possui um mapa cruzando informações de velocidade, carga, temperatura de água e óleo do motor, e posição dos comandos de válvulas. O módulo aciona uma válvula solenoide, neste caso com sinal tipo PWM, que direciona o fluxo do óleo para o pistão que está integrado à engrenagem, retardando ou adiantando a posição do comando em relação a ela.

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Cherokee Sport: Robusto e simples, mas exige conhecimento

Ele fez grande sucesso e várias unidades rodam país afora, muitos deles equipados com gás natural veicular.

Descobrimos dicas que ajudará você a solucionar grande parte dos problemas ocorrentes neste pequeno valente.

Motor

O motor que equipa a Cherokee Sport é um 6 cilindros em linha a gasolina, de 4 litros e 12 válvulas, e o tipo construtivo lembra muito o do Opala, com o comando de válvulas no bloco. Ele é extremamente forte e robusto, e exemplo disto são as unidades com mais de 200 mil km, que rodam atualmente sem queimar óleo e sem apresentar indícios de perda de força.

O chicote do motor é o item que mais apresenta problemas, principalmente por ressecamento. Um fator que agrava isto é o nosso clima tropical, que aquece mais o cofre do motor quando comparado com as unidades que rodam nos Estados Unidos e Canadá. Por outro lado, os plugs e terminais são de boa qualidade e dificilmente apresentam problemas.

O reparador deverá ficar atento à posição correta de montagem do distribuidor, pois existe o procedimento correto para a montagem, com ponto de sincronismo para o perfeito engate.

Um dos itens que mais apresentam problemas na linha Cherokee é a mangueira de combustível. Em 90% dos casos, a original, feita de plástico, estará quebrada, sendo que as oficinas costumam adaptar uma mangueira de alta pressão de aproximadamente 7 bar. Como o sistema de alimentação do veículo opera com 3,5 bar, o reparador imagina que garantiu o perfeito funcionamento. O problema é que o motor 4.0 trabalha naturalmente a uma temperatura acima da média, entre 100 a 105 graus. Logo, o cofre estará a uma temperatura semelhante, praticamente uma fornalha, o que acelera a degradação dos componentes.

Para a solução, dê preferência à original e, na ausência dela, adapte uma mangueira que suporte alta pressão e alta temperatura. Neste caso, a cada vinda do veículo à oficina, faça uma inspeção na peça.

Quando há incêndio na linha Chrysler, este item é um dos grandes causadores.

Um ponto positivo deste motor é que ele quase não apresenta problemas com borra de óleo. O bloco e cabeçote são produzidos em ferro fundido.

O óleo recomendado é 15W40 semissintético, com a troca do filtro. Como em qualquer veículo, nunca misturar com outros tipos ou especificações. No total são 5,9 litros e a troca nunca deverá ultrapassar os 5 mil km ou seis meses.

DICA: No momento da troca do filtro de óleo, o reparador que nunca se deparou com o modelo na oficina costuma quebrar o interruptor de pressão do óleo, devido ao posicionamento ingrato da peça, localizado logo acima do filtro e produzido em material plástico. Sempre tenha muita atenção ao utilizar cintas para a remoção do filtro.

As velas de ignição recomendas por Sandro, da Dr. Chrysler, são da marca Champion.

O líquido de arrefecimento exige aditivo do tipo orgânico concentrado, na proporção de 1 litro, para o restante de água desmineralizada, algo em torno de 10 litros para todo o sistema. Caso se utilize um aditivo que não seja do tipo concentrado, aplique apenas 2 litros dele.

Para facilitar a troca, remova o interruptor de temperatura e adicione o líquido por ele também, para que o sistema fique isento de ar. Caso o veículo apresente sinais de alta concentração de ferrugem, Sandro recomenda que se evite a adição de aditivos.

Para o controle da temperatura, a ventoinha é movida através da polia viscosa. A peça destes veículos costuma apresentar longa vida útil e raramente apresenta problemas.

Ao necessitar abrir o motor para alguma intervenção, o kit de juntas, importado dos Estados Unidos, é o mais recomendado. É possível encontrar de outros países, porém de qualidade duvidosa.

Filtros de ar e óleo existem os nacionais, e o modelo não possui o de combustível, nem o de cabine. Portanto, é recomendado efetuar a limpeza preventiva dos bicos injetores e TBI a cada 12 meses ou 10 mil km.

Este modelo de motor ainda utiliza o sistema de gaxeta para garantir a vedação do virabrequim no lado do volante do motor. Após a troca, se piorar o vazamento, será necessário remover o virabrequim para retífica. Na parte frontal, a vedação é feita através de retentor.

Transmissão

A maioria das Cherokee Sport está equipada com caixa de marchas automática de 4 marchas à frente e de 5 marchas à frente, quando mecânica.

O fluido recomendado é o Dexron III ou ATF + 4. No total são 7 litros na manutenção de rotina. O sistema inteiro requer aproximadamente 11,5 litros, contando o conversor de torque, tubulações e cooler. Para a troca do filtro, é necessária a remoção do cárter, sem a necessidade de atualização de software através do scanner DRBIII. Sandro recomenda o fluido Texamatic, código 7045E.

Para verificar o nível do fluido, o veículo deverá estar devidamente aquecido, em piso plano, motor funcionando e a alavanca interna em ‘N’. Preste atenção na vareta localizada no cofre do motor, pois ela possui as informações necessárias à manutenção, como nível mínimo e máximo.

O engrenamento do 4x4 é feito através de alavanca mecânica, e neste momento a alavanca principal deverá estar em N. Caso contrário, sérios danos poderão ocorrer na caixa.

O diferencial dianteiro não necessita de aditivação, devido a não ser “blocado”. Portanto, um óleo Multigear EP SAE 85W140, para engrenagem convencional, é o suficiente. Já o diferencial traseiro é do tipo blocante e utiliza o óleo de mesma viscosidade 85W140, porém com um pacote de aditivos especiais. Na oficina de Sandro, o utilizado é o Texaco Multigear LS SAE 85W140, mas o reparador poderá adquirir de qualquer outra marca, desde que atenda as especificações citadas. Para a troca, é necessário remover a tampa e esgotar. Na montagem, utilize silicone de alta temperatura com as superfícies de contato bem limpas e isentas de impurezas, e aplique óleo até começar a vazar pelo bujão de enchimento. No total são aproximadamente 1,7 litros em cada um dos diferenciais. A troca de ambos deverá ser feita a cada 20 mil km.

Nos modelos automáticos, não há grandes ocorrências de problemas na caixa, e o item que mais apresenta desgaste são os discos da embreagem, mas dentro do esperado, quando comparados com os de outros veículos.

Caso a caixa esteja demorando a trocar de marchas ou lenta nas respostas, basta regular o cabo do “‘kick down” , que está localizado junto do cabo do acelerador, no corpo de borboletas. Para regular, solte a trava de plástico e puxe o cabo de modo que fique esticado e sem folga. Plugue a trava novamente. Pronto, o veículo ficará bem mais esperto para andar.

Chaves

As versões produzidas em 1997 possuem a chave de cor preta, com o alarme (RKE) separado da chave. Ele é quem libera o funcionamento através da abertura pelo controle (tecla UNLOCK). Caso o chaveiro quebre ou acabe a bateria, a chave vem também com um transponder separado (avulso), que deverá ser aproximado em local específico no console de teto antes de funcionar o motor. Após este procedimento, a luz SECURITY do painel apagará e permitirá a partida.

Após 1998, a chave é de cor cinza com transponder interno, reconhecido através do “skin” (corpo) com sinal reconhecido pelo módulo.

Freios

Após passar dos 100 mil km rodados, este modelo poderá apresentar ruídos excessivos na parte dianteira, que muitos reparadores imaginam ser a suspensão. Na verdade, o que ocorre é uma considerável folga entre a pastilha e o cavalete da pinça. Para a solução do problema, uma chapa metálica poderá ser confeccionada e encaixada para servir de calço.

O sistema requer fluido DOT4.

Raramente será necessário trocar as lonas traseiras deste modelo.

Suspensão

A dianteira utiliza molas do tipo helicoidal e na traseira, feixe de molas. Os amortecedores, o reparador já encontra nacionalizados, e as buchas da suspensão costumam durar bastante, acima da média para veículos deste porte. Geralmente as buchas da barra estabilizadora dianteira são as que danificam mais facilmente, e deverão ser trocadas a cada revisão.

Os prisioneiros superiores, que fixam o amortecedor traseiro, costumam quebrar com o tempo de uso. Para a solução, o reparador deverá então remover tudo através de impacto e instalar um parafuso passante com porca 13 mm.

A longarina costuma trincar espontaneamente bem atrás da caixa de direção. Para reparar, é necessário remover a caixa e aplicar solda MIG. Este problema gera um estalo metálico ao passar por valetas, lombadas, entre outras situações de esforço.

Agradecimentos

Sandro dos Santos e Silvio Ricardo Candido, proprietários da oficina Dr. Chrysler.

**Fonte: www.drchrysler.com.br