Diagnósticos E Reparos No Cabeçote Dos Motores Ea 111 6d1k6r

DIAGNÓSTICOS E REPAROS NO CABEÇOTE DOS MOTORES EA 111 Capítulo 1: Diagnósticos e reparos no cabeçote dos motores EA 111 Editado por: Gilberto Farias

O motor de combustão interna é uma máquina termodinâmica composta por um conjunto de peças fixas e móveis que transformam a energia química do combustível em energia de calor que por sua vez é transformada em energia mecânica. É possível afirmar que o princípio de funcionamento físico de um motor a combustão interna depende diretamente de um aumento súbito de pressão no interior dos cilindros gerado pela combustão dos gases ali presentes

O diagrama das válvulas é resultado do sincronismo mecânico entre o deslocamento linear do Êmbolo no interior do cilindro e a abertura e fechamento das válvulas realizado pelos cames da árvore comando das válvulas Atualmente o cabeçote tem a função de alojar a árvore de comando das válvulas, as válvulas da issão e do escape. Este conjunto é chamado de mecanismo comando das válvulas e tem o objetivo de permitir o acontecimento da dinâmica gasosa nos ciclos de issão e escape do motor. A árvore de comando de válvulas deve estar mecanicamente sincronizado com a árvore de manivelas que o aciona por meio de uma correia dentada, tornando-se possível através de cames, balancins e tuchos o acionamento no momento exato das válvulas de issão e escape. Nos motores EA 111 RSH o acionamento das válvulas é feito por balancins que possuem rolamentos que minimizam as perdas por atrito mecânico. Isto significa que, diferentemente do sistema convencional em que ocorre atrito de deslizamento nos tuchos para o acionamento das válvulas, o sistema RSH com atrito de rolamento também permite mais possibilidades geométricas, que resultaram numa melhor curva de levante das válvulas com cames de pequenas dimensões e sem dispositivo de variação. É importante destacar que este conceito proporciona o uso de alojamentos menores para os tuchos, o que resulta na adoção de câmaras de circulação do líquido de arrefecimento maiores proporcionando o uso de taxas de compressão maiores e melhor arrefecimento na parte superior do motor.

Funcionamento do sistema hidráulico de apoio Substituindo o tucho hidráulico este componente serve de apoio para o balancim e compensa a folga da válvula pelo êmbolo. Para isto este componente recebe a pressão hidráulica do sistema de lubrificação e possui um êmbolo, um cilindro e a mola do êmbolo. Uma pequena esfera em conjunto a mola forma uma válvula de única via na câmara de óleo inferior.

Para eliminar a folga entre a válvula e o rolete, enquanto a válvula não está sendo acionada, a mola pressiona o êmbolo para cima até que o balancim se apoie no came. Isso faz com que a pressão na câmara inferior diminua. Assim, a válvula de única via se abre para permitir que entre óleo na camara inferior. A válvula se fecha quando a pressão de óleo da câmara inferior se igualar com a pressão da câmara superior, que é a mesma do circuito de lubrificação.

Quando o came pressiona o rolete ocorre a elevação da pressão na câmara inferior. Como o óleo não é compressível, o calço hidráulico formado não permite que o êmbolo ceda ando a pressão. Desta forma o elemento hidráulico de apoio atua como componente rígido sobre o qual se apoia o balancim.

O elemento hidráulico de apoio faz o ponto de giro para o movimento do balancim. O came atua sobre o rolete e comprime o balancim para baixo. O outro extremo da válvula aciona a válvula. Devido a alavanca entre o rolete e o elemento hidráulico de apoio, se consegue um grande deslocamento da válvula com uma força relativamente pequena.

A lubrificação entre o came e o rolete é feita entre o elemento hidráulico de apoio e o balancim roletado, assim como entre o came e o rolete do balancim, através de um duto de óleo no elemento hidráulico de apoio. Assim, o óleo é projetado para o rolete do balancim através de um orifício localizado na parte superior do elemento hidráulico de apoio.

A árvore comando das válvulas está montada no cabeçote e é fixada pela própria tampa das válvulas que tem a função de mancal superior. Na parte traseira do comando de válvulas existem quatro dentes que geram o pulso do sensor de fase do sistema de gerenciamento do motor.

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote

Atenção: ao remover e instalar a tampa de válvulas dos motores EA 111 de 8 válvulas deve-se utilizar, para vedar as superfícies, a junta líquida original AMV 1888001.02. Atente para que a junta líquida fique somente na superfície de vedação. Nos motores EA 111 de 16 válvulas os comandos das válvulas ficam incorporados á tampa, portanto, ao remover a tampa de válvulas remove-se também os comandos formando um subconjunto do cabeçote já com os retentores, polias, bobina e sensor de fase. Isto faz com que na montagem também seja evitado o aperto das 10 capas de mancais posterior.

Devido a usinagem dos mancais de fixação e centralização da árvore de comando das válvulas estarem na própria tampa, não é possível usinagens devido a empenamentos na tampa e tão pouco a substituição da tampa independente do cabeçote Atenção: ao remover e instalar o subconjunto dos motores EA 111 de 16 válvulas deve-se utilizar, para vedar as superfícies, a junta líquida original AMV D 1888003.A1. Atente para que a junta líquida fique somente na superfície de vedação evitando que invada os orifícios de lubrificação das árvores de comando das válvulas. Os dutos de issão e escape apresentam reduzida restrição, portanto, proporcionam alto coeficiente de fluxo proporcionando elevado movimento interno da carga de mistura dentro do cilindro. Este efeito é chamado de “tumble” que consiste num movimento ordenado em torno do eixo perpendicular ao do cilindro durante o tempo de issão e compressão. Este efeito aumenta a velocidade da combustão e diminui a tendência à detonação. A consequência é o

aumento da eficiência térmica que auxilia a performance e o consumo.

Análises dimensionais no cabeçote, árvore comando das válvulas e sedes Existem duas medidas fundamentais para o cabeçote: a altura mínima e a aproximação da árvore comando das válvulas das hastes das válvulas. A altura do cabeçote tem influência em duas características fundamentais do motor: a taxa de compressão e o sincronismo mecânico. A aproximação da árvore de comando da válvula determina o levante das válvulas em relação ao movimento linear do êmbolo.

Ao usinar a face do cabeçote, atente para que a medida mínima “a”: • Motores de 8 válvulas seja de 135,6 mm. • Motores de 16 válvulas seja de 108,25 mm Estando abaixo destas medidas o cabeçote não poder ser mais usinado devendo, portanto, ser substituído Atenção: o que for rebaixado no cabeçote deve ser também retirado na sede da válvula durante a operação de assentamento das válvulas. Este cuidado evitará que ocorra o choque das válvulas com os pistões devido a maior proximidade. Esta verificação é importante devido ao desvio máximo de paralelismo do cabeçote, também conhecido como empenamento. Neste caso atente para a medida máxima de empenamento e, caso seja necessário recuperar a planicidade da face do cabeçote, atente para a garantia da medida mínima da altura do cabeçote.

Empenamento máximo issível é de 0,05mm Aproximação da árvore, comando das hastes das válvulas Para efetuarmos o cálculo da especificação de ree máxima issível, deve-se instalar a válvula e pressionar firmemente contra a sede da válvula. Caso se substitua a válvula durante os reparos, utilizar a válvula nova para a medição.

Agora, meça a distância –a– entre a extremidade da válvula e o canto superior do cabeçote do motor. Assim, calcule a medida da retífica máxima da distância medida e a medida mínima, sendo esta de 32,1mm para as válvulas de issão e escape. Basicamente, o cálculo é: distância medida menos a distância mínima = medida máxima issível para retificar. Por exemplo:

Medidas básicas das válvulas. Verifique na página 19 A folga axial do comando de válvulas nos motores de 8 válvulas deve ser verificada no cabeçote desde que os balancins estejam removidos. A folga axial máxima do comando de válvulas deve ser de 0,15mm. Observe:

Nos motores de 16 válvulas a verificação deve ser feita na própria tampa de válvulas com os retentores das árvores dos comandos removidos. Neste caso a folga axial máxima deve ser de 0,40mm.

Capítulo 2: O sincronismo do motor Editado por: Gilberto Farias

Para realizarmos este procedimento nos motores 8 e 16V da Volkswagen, é importante lembrar que estes deverão estar com temperatura ambiente, no máximo morno. Outra importante condição é certificar-se de que os pistões não se encontrem em PMS.

Atenção: Girando a árvore de comando das válvulas, as válvulas podem bater nos pistões que se encontrarem no PMS.

Motor de 8 válvulas Para efetuarmos o processo de sincronismo, devemos inicialmente colocar a engrenagem da árvore de comando das válvulas conforme marca A da imagem abaixo. Em seguida, posicione a árvore de manivelas no PMS do cilindro 1.

Nesta etapa, o dente chanfrado na engrenagem da árvore de manivelas deverá coincidir com a marcação “2V” no flange/bomba de óleo conforme marca B da imagem. Se for mantida a mesma correia dentada (peça não substituída), instale-a mantendo o mesmo sentido de giro anterior. Para isso marque o sentido de giro com uma seta antes da desmontagem.

Agora, aperte o parafuso de fixação da polia tensora da correia com a mão. Então, o entalhe da placa da base (1) deverá alcançar acima do parafuso de fixação (2), conforme figura. Agora, estique a correia dentada girando a polia tensora da correia na direção da seta à esquerda da figura abaixo, até que o ponteiro (3) esteja sobre a marca na placa de base, conforme seta à direita da mesma figura. Em seguida, aperte o parafuso de fixação da polia tensora da correia com torque de aperto de 20Nm. Após o aperto, gire a árvore de manivelas duas vezes no sentido de giro normal do motor, até que a mesma esteja novamente no PMS do cilindro 1. Não esqueça de conferir novamente o ajuste da correia dentada e a posição da polia tensora da correia. Motor de 16 válvulas – verificação do sincronismo Para verificação do sincronismo nos motores de 16 Válvulas recomendamos que, primeiro a árvore de manivelas seja colocada na posição de PMS do primeiro cilindro fazendo com que a marca da polia coincida com a marca 0 da carcaça plástica da correia

Nesta condição, os furos de referência das polias das árvores de comando das válvulas, deverão coincidir com os furos de encaixe existentes na tampa do cabeçote. Observe:

Para a verificação exata desta posição de sincronismo, confeccione duas ferramentas em L cujo diâmetro não exceda 7,9 mm.

Quando esta posição de sincronismo mecânico for atingida, deve ser possível instalar os 2 pinos de conferência sem nenhuma dificuldade. Nesta condição, a posição de sincronismo deve coincidir com os furos de referência entre as polias dos comandos e a tampa das válvulas e a marca da polia da árvore de manivelas apontando para a posição 0 da carcaça plástica de proteção da correia dentada.

Capítulo 3: A compressão nos motores EA 111 Editado por: Gilberto Farias

A taxa de compressão é uma das características mais importantes para o perfeito funcionamento dos motores à combustão interna. Podemos afirmar que esta tem papel fundamental no seu rendimento. No geral, quanto maior a taxa de compressão, maior o

rendimento termomecânico do motor, porém, esta taxa tem limitações geradas pelo tipo de material de construção do bloco (ferro, alumíno, etc.), pelo limite à detonação/pré-ignição do combustível, pelo limite de temperatura/pressão ado ou pela durabilidade do motor. Pensando nisso, vejamos quais são os valores de compressão desta geração de motores e quais são as principais dicas para medição e análise dos valores encontrados. Verificação Devemos iniciar o processo de conferência removendo o filtro de ar do motor. Em seguida, deve-se desconectar os conectores e remover as bobinas de ignição do motor (motor BA). Agora, desconecte o conector de 3 pólos do sensor Hall – G40 – conforme seta da imagem abaixo.

Na sequência do processo, desconecte o conector de 4 pólos do transformador de ignição – N152 – seta- e, após isto feito, desconecte também o conector de 6 pólos do mesmo transformador. Remova também os conectores das bobinas de ignição com estágio final de potência (motor BA).

Vá até o a caixa de fusíveis do veículo e remova o fusível 33.

Atenção: Lembre-se que ao remover este fusível, a alimentação elétrica dos injetores é interrompida.

Continuando o processo, verifique a compressão com o medidor de compressão dos cilindros dos motores gasolina/álcool.

Agora, peça a ajuda de outro reparador para que ele pise no pedal do acelerador, de forma que a válvula borboleta de aceleração seja completamente aberta quando o motor de partida for acionado. Acione-o até que não se verifique mais nenhum aumento de pressão no aparelho de teste. (Ver tabela Valores de Compressão). Após conferência dos valores, instale as velas de ignição e as aperte com 30Nm de torque. Finalizando o processo, consulte a memória de falhas e elimine quaisquer que estiverem presentes e, em seguida, apague a memória das falhas.

Capítulo 4: Componentes do cabeçote, remoção instalação, desmontagem e montagem Editado por: Gilberto Farias

O cabeçote deste motor é derivado do motor EA111 1.6l do Golf, como já dissemos anteriormente. Nesta evolução, a eficiência térmica foi ampliada através da taxa de compressão, possível devido ao desenho da câmara de combustão, ao adequado valor de “TUMBLE”, que nada mais é do que o movimento da mistura dentro do cilindro em torno de seu eixo, e também ao sistema de arrefecimento dos pistões por jato de óleo.

Todas estas melhorias permitiram que o desempenho em plena carga fosse melhorado, e também que este motor ofereça redução do consumo de combustível em cargas parciais. Os dutos de escape do cabeçote, diferentemente do que ocorrem com os de issão, formam canais convergentes e, sua característica mais importante é a baixa restrição à agem do gás proveniente da queima. Fundida em alumínio, a tampa do cabeçote incorpora as capas dos mancais da árvore de comando de válvulas. Dessa forma, o sistema permite que em uma só operação, ocorra a montagem dos mancais e da própria tampa, sendo a usinagem dos mancais realizada com a tampa montada no cabeçote. Atenção! • Deve-se sempre substituir as porcas auto-travantes e parafusos submetidos a torque angular. • Ao se montar um cabeçote, lubrifique todas as superfícies de contato entre os elementos de apoio, e as sedes de válvula, antes da instalação do cabeçote. • Os calços plásticos fornecidos para proteção das válvulas nas peças originais, só devem ser removidos imediatamente antes da instalação no cabeçote. • Todas as vezes que for substituído o cabeçote, deve-se obrigatoriamente trocar todo o líquido de arrefecimento. • Sempre que o cabeçote for removido, utilize a placa de e para cabeçotes para mantê-lo livre de acidentes e impactos. 1. Parafuso da polia da árvore de comando das válvulas. Sempre substituído após cada remoção. Torque: 20Nm mais 90°. Trave sempre a polia para soltá-lo. 2. Polia da árvore de comando de válvulas. Requer atenção na fixação durante a montagem, pois deve-se atentar para a posição de sincronismo da correia dentada. 3. Parafusos de fixação da cobertura posterior da distribuição mecânica. Sempre que removido e instalado deve aplicar trava química original D 000 600 A2 4. Cobertura posterior da correia dentada. 5. Tampa do cabeçote. Atente para que não sejam retificadas as superfícies de vedação. Atenção: • A tampa e o cabeçote formam um par. A gravação deste par está no lado do coletor de escapamento próximo ao Sensor Hall. • Sempre remova todos os restos da juntra líquida para motores. No momento da montagem, aplique o vedador líquido original AMV 188 001 02 ou D 154 103 A1. • No momento da montagem do cabeçote, é importante colocá-lo na vertical, por cima com pinos nos furos do cabeçote. 6. Parafusos do cabeçote do motor. Devem ser substituídos a cada remoção do cabeçote. Atenção: Nunca reaproveite estes parafusos. Devido a deformação plástica destes parafusos após o primeiro uso, o torque aplicado não garantirá a retenção do cabeçote. 7. Defletor de óleo. Atente para a posição de montagem 8. Tampa de abastecimento de óleo. 9. Guarnição da tampa de abastecimento de óleo 10. Parafusos de fixação da tampa das válvulas. Substituir sempre que removido. Torque: 6 Nm + 90° 11. Parafuso do e auxiliar dos cabos de ignição Torque: 10 Nm 12. e dos cabos de ignição 13. Pino guia 14. Balancins com roletes (RSH)

Atenção: • Examine o mancal de rolamentos quanto a folgas e danificações • Sempre que for novamente instalado, lubrifique a superfície do rolamento com óleo • Para instalação, coloque a presilha de retenção no elemento de apoio • Identificação dos fornecedores: – INA: gravação 030 na lateral próximo a região esférica – GTT: gravação S3011 na parte superior próxima a região esférica Nunca misture as peças dos diferentes fornecedores. 15. Elemento de apoio Atenção: • Nunca mude sua posição de trabalho. • Sempre que for novamente instalado, lubrifique a superfície do rolamento com óleo • Identificação dos fornecedores: – INA: gravação “I” na parte inferior do elemento de apoio – GTT: gravação “GT” na parte inferior do elemento de apoio Nunca misture as peças dos diferentes fornecedores. 16. Junta de vedação do cabeçote Atenção: • A junta original é confeccionada em metal. • Sempre que removida deve ser substituída. • Sempre que o cabeçote for removido, deve-se substituir o líquido de arrefecimento 17. Cabeçote Atenção: • Não existe tolerância para retíficas na superfície de vedação entre o lado comando de válvulas e o cabeçote. • Cabeçote e tampa formam um par: a gravação de identificação do par está no lado do coletor de escape próximo ao sensor Hall. • Os parafusos de fixação devem ser substituídos por peças originais 18. Tubulação 19. Parafuso do tubo Torque: 25 Nm 20. Árvore de comando das válvulas Verifique detalhes e tolerâncias nos respectivos capítulos 21. Vedador da árvore comando das válvulas Atenção: • Sempre que removido deve ser substituído por uma peça original. Vedador com mola • Na instalação da peça nova lubrifique moderadamente o lábio do anel de vedação Vedador sem mola • Não é necessário lubrificar o lábio do anel de vedação • Motores de prefixo BA só devem receber o vedador sem mola Montagem do Cabeçote Para este trabalho atente que as peças estejam limpas e isentas de impurezas e resíduos de massa vedante para motores no cabeçote. Não deixe de conferir se as superfícies de vedação do cabeçote e bloco estão limpas e isentas de óleo ou graxa. Instale o cabeçote sempre com a árvore de comando das válvulas com os cames do cilindro 1 voltados para cima Na instalação do cabeçote, nunca mantenha os pistões em PMS. Procedimento

Atenção: Para os balancins e elementos de apoio existem dois fornecedores “INA” e “GTT” e, como já dissemos anteriormente, não podem ser instalados em um mesmo cabeçote. Coloque os elementos de apoio no cabeçote do motor e os respectivos balancins. Atente para que os balancins estejam posicionados corretamente nas extremidades das válvulas -1- e que os respectivos elementos de apoio -2- estejam corretamente engatados. Instale a árvore de comando das válvulas cuidadosamente nos mancais do cabeçote do motor e aplique uma película fina e uniforme de massa vedante para motores na superfície de vedação limpa da tampa do cabeçote.

Atenção: A massa vedante para motores aplicada não deverá ser muito espessa, pois caso contrário, o excesso poderá entrar nos canais de lubrificação ou mancais da árvore de comando das válvulas, causando assim danos ao motor. Coloque cuidadosamente a tampa do cabeçote na vertical, por cima dos pinos-guia nos furos do cabeçote do motor, conforme setas da imagem abaixo. Verifique que, tanto a colocação quanto a fixação da tampa do cabeçote sejam realizadas sem interrupções. As superfícies de vedação começam a curar assim que entram em contato entre si. Outro ponto a ser lembrado é que os parafusos do cabeçote devem ser substituídos.

Aperte os parafusos identificados como 1 e 2 da imagem primeiramente, alternadamente com 6Nm de torque. Em seguida, aperte os outros parafusos alternadamente em cruz, com 6Nm de torque. Após todos apertados, finalizar com mais 90° de aperto cada um deles. Atenção: Depois da instalação da tampa do cabeçote, a massa vedante para motores deverá secar por aproximadamente 30 minutos. Na sequencia, instale o novo vedador da árvore de comando das válvulas e finalize a instalação na sequência inversa ao que foi feito na desmontagem. Montagem do cabeçote no motor

Para a montagem do cabeçote no motor, a nova junta do cabeçote original somente deve ser removida da embalagem antes da instalação. Atente para não danificá-la, pois danos podem causar vazamentos. Limpe cuidadosamente as superfícies de vedação do cabeçote do motor e bloco do motor. Observe atentamente para que esta operação não produza riscos ou estrias longitudinais profundas. Atente para que os resíduos da limpeza não caiam para dentro das galerias do sistema de lubrificação e arrefecimento ou até mesmo para dentro dos cilindros. Portanto, proteja essas regiões com um pano limpo durante o processo. Coloque o pistão do cilindro 1 no PMS e gire a árvore de manivelas um pouco no sentido antihorário. Para centrar o cabeçote no bloco do motor, utilize guias feitas dos próprios parafusos do cabeçote posicionados nos furos traseiros externos dos parafusos do cabeçote do motor conforme setas. Coloque a nova junta de vedação do cabeçote nos pinos de centragem –A–. A inscrição (número da peça sobressalente) deverá estar voltada para cima. Atenção: Sempre substitua as porcas auto travantes e parafusos submetidos e torque angular Coloque o cabeçote do motor e os 8 novos parafusos restantes e aperte-os, primeiramente, com as mãos. Em seguida, realize o aperto de todos os parafusos do cabeçote na sequência de aperto indicada com torque de 30Nm e, ao finalizar todos, retorne com aperto de mais 180°

na mesma sequência de aperto com uma chave rígida.

Atenção: Não é necessário realizar reaperto dos parafusos do cabeçote do motor após reparos.A sequência de montagem é exatamente à inversa à da remoção antes realizada.

Capítulo 5: Mecanismo comando das Válvulas Editado por: Gilberto Farias

Verificação das guias das válvulas Como já sabemos, o cabeçote é constituído de diversos elementos, dentre eles os dutos, a câmara de combustão, sedes de válvulas, dentre outros que possuem funções importantes para o perfeito funcionamento das válvulas do cabeçote. Muitas vezes negligenciado, o guia de válvulas possui função extremamente importante, a de guiar a válvula em seu curso de sobe e desce no cabeçote do motor. Prensado no cabeçote, seu diâmetro interno é pouco maior que o externo da válvula, permitindo curso da válvula. Dessa forma, para realizar verificações dessas nos motores EA111, devemos utilizar ferramentas especiais, aparelhos de teste e de medição e meios auxiliares de medição, dentre eles um e e um relógio comparador, basicamente.

Sequência de teste

Coloque uma válvula nova na guia com a extremidade da válvula deverá coincidindo com a guia. Em razão dos diversos diâmetros das guias das válvulas, é indicado utilizar apenas uma válvula de issão na guia de issão e uma de escapamento na guia de escapamento. Determine então a folga basculante, onde se o desgaste ultraar 0,8mm, é recomendada a substituição do cabeçote do motor.

Verificação de folga axial Dando continuidade às verificações nos componentes do cabeçote do motor EA111, veremos como efetuar a conferência da folga axial da árvore de comando das válvulas. Assim como no processo anterior utilizaremos o e e o relógio comparador. Devemos fazer essa medição com os elementos de apoio e tampa da árvore de comando das válvulas removidas. Agora, faça pressão na árvore de comando de válvulas no mancal, conforme seta da imagem, e verifique a folga axial movimentando a árvore de comando de válvulas. Observe o valor medido pelo relógio comparador e, se o desgaste for superior a

0,15mm.

Dimensões da válvula

É importante sabermos que as válvulas não podem ser retificadas, sendo apenas o assentamento desta autorizado.

Para se certificar das dimensões corretas de cada uma, confira a tabela abaixo:

Retífica da sede de válvula

Abaixo, podemos conferir a imagem e a tabela referente a todas as medidas a serem conferidas antes de qualquer retífica.

Atenção: Caso os anéis da sede de válvulas com estreitamento, só é permitido retificar de maneira que este estreitamento não seja comprometido.