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Descrição de funcionamento -
Motor de 12 litros
Motores industriais e marítimos
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Índice
Página
Bloco de cilindros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Camisa de cilindro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Pistões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Anéis do pistão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Bielas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Árvore de manivelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Amortecedor de vibrações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Mecanismo da válvula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Engrenagens de distribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Acionamento por engrenagem . . . . . . . . . . . . . . . 14
Acionamento por correia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Sistema de lubrificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Bomba de óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Radiador de óleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Filtro de óleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Filtro de óleo centrífugo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Passagens de óleo de lubrificação. . . . . . . . . . . . . 20
Turbocompressor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Refrigeração do ar de admissão. . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Bloco de cilindros
O bloco de cilindros é uma peça fundida de um
pedaço só. O bloco tem 6 diâmetros de cilindro.
Há um cabeçote do cilindro para cada cilindro.
A vedação entre o bloco de cilindros e o cabeçote
do cilindro consiste em uma junta de aço/elastô-
mera. As vedações são unidas nos canais de óleo e
líquido de arrefecimento.
Camisa de cilindro
As camisas de cilindro são do tipo “molhado”, ou
seja, elas estão envolvidas por líquido de arrefeci-
mento.
Alguns motores têm um anel raspador solto no
topo das camisas de cilindro que remove o carvão
residual da extremidade da coroa do pistão e reduz
o risco de desgaste da camisa.
As camisas e os anéis raspadores podem ser subs-
tituídos.
Os motores de 12 litros com injetores PDE não
têm um anel solto nas camisas.
Para assegurar uma boa vedação, a extremidade
da camisa de cilindro se sobressai um pouco
acima da superfície do bloco de cilindros.
Isso garante que a junta do cabeçote do cilindro
seja pressionada contra o cabeçote do cilindro.
1. Anel raspador solto
1
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1. Tätningsring för kylvätska
2. Stödpunkt för fodret
O lado interno da camisa de cilindro é usinado
pela afiação de platô. Este tipo de usinagem for-
nece um padrão fino de canaletas que asseguram
que o óleo necessário para a lubrificação entre os
anéis do pistão e a camisa permaneça na parede da
camisa.
O modelo do padrão é de grande importância para
assegurar um baixo consumo de óleo no motor.
Dois anéis de vedação, um no bloco e um na
camisa, vedam a jaqueta do líquido de arrefeci-
mento. A superfície da camisa em contato com a
prateleira da camisa retém o óleo de lubrificação.
No espaço entre a prateleira da camisa e o anel de
vedação no bloco há um orifício de alívio que faz
a descarga no lado do bloco de cilindros sob as
tampas laterais.
Um vazamento em qualquer uma das superfícies
de vedação fará com que o óleo ou líquido de arre-
fecimento escape do orifício de alívio.
1
1
2
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Pistões
Há dois tipos diferentes de pistão, pistões total-
mente de alumínio fundido e pistões bipartidos.
Os pistões bipartidos são divididos e têm uma saia
de alumínio e uma coroa de aço.
Para o pistão de alumínio suportar a pressão alta e
a temperatura alta predominando na câmara de
combustão, o material é mais grosso na coroa do
pistão e nas canaletas do anel do pistão do que no
resto do pistão.
Uma das vantagens dos pistões bipartidos é que
eles agüentam cargas mais altas que os pistões
convencionais feitos totalmente de alumínio.
Como a coroa do pistão é feita de aço, ela suporta
temperaturas e pressões mais altas na câmara de
combustão. Isso permite que os motores com pis-
tões bipartidos usem mais potência.
Pistão bipartidoPistão de alumínio
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 7
A câmara de combustão em forma de copo na
coroa do pistão tem uma protuberância no centro.
O modelo dessa protuberância garante que o com-
bustível injetado no fim do curso de compressão
seja rapidamente misturado com o ar na câmara de
combustão.
Anéis do pistão
Para o pistão poder se mover livremente, é preciso
ter um espaço entre o pistão e a camisa de cilin-
dro.
O pistão tem, por isso, dois anéis de compressão
que vedam este espaço e conduzem o calor do pis-
tão.
A parte superior desses anéis é exposta a uma
pressão mais alta que o anel intermediário e é por
isso cuneiforme, um anel ‘keystone’, que aumenta
a força pressionando ela contra a parede do cilin-
dro.
Visto que a canaleta do anel do pistão superior
sofre a maior parte da tensão, e também para redu-
zir o desgaste, o pistão recebeu um reforço de
ferro fundido.
O anel do pistão inferior, o anel raspador de óleo,
previne que o óleo do cárter vá para a câmara de
combustão.
No anel raspador de óleo há uma mola da bobina
que pressiona o anel contra a parede do cilindro.
O modelo e a qualidade dos pistões e anéis do pis-
tão são muito importantes para a confiabilidade e
lubrificação do motor, assim como para o con-
sumo de óleo e de combustível.
8 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Bielas
A biela e a capa da cabeça de biela consistem em
uma peça fundida que é dividida durante a opera-
ção de usinagem.
Para prevenir que a capa da cabeça de biela seja
deslocada em relação à biela, as superfícies de
contato foram providas de canaletas e pinos guia.
As superfícies são usinadas em conjunto para
assegurar um encaixe preciso e correto. As partes
também são marcadas para que elas possam sem-
pre ser instaladas na mesma posição.
A biela e a capa da cabeça de biela são divididas
indiretamente, em parte para que os parafusos da
biela não fiquem expostos a cargas excessivas e
em parte para permitir que o pistão e a biela sejam
retirados através do cilindro.
A parte superior da biela é cuneiforme. Isso per-
mite uma superfície do mancal maior no lado infe-
rior do pino do pistão onde a carga é maior
durante a combustão.
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 9
Árvore de manivelas
Cada curso de compressão “retarda” a árvore de
manivelas e cada curso de combustão tenta
aumentar a velocidade de rotação da árvore de
manivelas.
Os pistões e as bielas mudam suas direções de
curso duas vezes durante cada rotação da árvore
de manivelas. Isso expõe a árvore de manivelas a
vários impulsos de potência durante cada revolu-
ção.
O material é de grande importância para a vida
útil da árvore de manivelas. Seu modelo e o trata-
mento da superfície também ajudam a prolongar
sua vida - por exemplo, a qualidade da superfície
das pontas de eixo é um fator importante na prote-
ção contra falha por fadiga.
As superfícies do mancal na árvore de manivelas
são endurecidas tão profundamente que elas
podem ser esmerilhadas novamente em vários
estágios.
Apenas as superfícies do mancal são endurecidas
porque é importante manter a resistência do mate-
rial em outras partes.
Os copos dos mancais principais e dos mancais da
biela consistem em três camadas. Uma camada
externa ou cobertura de aço, uma camada interna
de bronze de chumbo e, mais perto da árvore de
manivelas, um envoltório consistindo em uma
mistura de chumbo e índio ou de chumbo, estanho
e cobre. A camada mais interna é normalmente
desgastada durante a utilização do motor.
As arruelas de pressão são utilizadas para o posi-
cionamento longitudinal da árvore de manivelas
no mancal principal traseiro. Essas arruelas estão
disponíveis em várias espessuras para que seja
possível ajustar a árvore de manivelas na folga
correta. As arruelas de pressão têm os mesmos
tipos de camadas que os copos do mancal da
cabeça de biela.
10 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Amortecedor de vibrações
Os impulsos de força das bielas provocam oscila-
ções de torção na árvore de manivelas. Essas osci-
lações são mais severas a determinadas rotações
do motor que variam consoante o modelo do
motor, como ele está carregado, etc.
A oscilação de torção é caracterizada como indi-
cado a seguir:
O volante (na extremidade “traseira” da árvore de
manivelas) gira a uma velocidade quase constante
durante cada revolução da árvore de manivelas.
Em relação à velocidade constante do volante, a
velocidade rotacional da extremidade dianteira da
árvore de manivelas aumentará e diminuirá várias
vezes durante cada rotação.
Para reduzir a amplitude da oscilação, foi fixado
um amortecedor de vibrações na extremidade
dianteira da árvore de manivelas.
Um anel de aço foi incorporado na carcaça circu-
lar e completamente fechada do amortecedor de
vibrações. A carcaça é aparafusada na árvore de
manivelas.
Há óleo grosso entre a carcaça e o anel que amor-
tece o movimento relativo entre os dois. A oscila-
ção na frente da árvore de manivelas é amortecida
pelo anel se esforçando a girar com a mesma velo-
cidade.
O amortecedor de vibrações tem diversas canale-
tas de correia para uma “Correia com multicanale-
tas em V”, veja também a página 16.
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 11
Mecanismo da válvula
A finalidade do mecanismo da válvula é ativar as
válvulas, fazendo com que elas se abram e fechem
nos momentos corretos em relação à posição da
árvore de manivelas e do pistão.
O eixo de comando fica localizado no alto e é aci-
onado pelas engrenagens de distribuição na extre-
midade traseira do motor para que ele gire com a
metade da velocidade da árvore de manivelas.
Os excêntricos do eixo de comando (lóbulos),
dois para cada cilindro, ativam os tuchos.
Uma parte das hastes do tucho fica nos tuchos e a
outra parte transfere o movimento do excêntrico
do eixo de comando para as válvulas através dos
balancins.
Há um parafuso de ajuste em uma extremidade do
balancim. A extremidade esférica inferior do
parafuso repousa na haste do tucho para que o
tucho sempre se ajuste ao eixo de comando.
A folga correta pode ser ajustada com o parafuso
de ajuste para garantir que a válvula feche apro-
priadamente durante a combustão.
As válvulas vedam contra os anéis do assento da
válvula, que são pressionados no cabeçote do
cilindro para encaixar bem.
Os anéis do assento da válvula são feitos de mate-
rial bem durável para que tenham uma vida útil
longa.
Eles podem ser substituídos, se necessário.
Com quatro válvulas por cilindro, a área da vál-
vula é maior, o que facilita o enchimento do cilin-
dro com ar. Ao mesmo tempo, é preciso ter menos
força para extrair os gases de escape.
O esforço necessário para o fluxo de gás é redu-
zido e a eficiência do motor é melhorada. Isso, por
sua vez, causa uma redução no consumo de com-
bustível.
O injetor pode ser posicionado no meio, o que
melhora a combustão e resulta em emissões mais
baixas e menos consumo de combustível.
12 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Sluten vevhusventilation
Vevhuset har ett litet undertryck. Undertrycket
skapas genom att vevhusventilationens utlopp är
anslutet till turboladdarens sugsida.
Vevhusgaserna ventileras via kamaxelrummet.
För industrimotorer och marinmotorer utan EMS
består den slutna vevhusventilationen av en venti-
lanordning som monteras på en nippel i en av ven-
tilkåporna.
Ventilen kontrollerar vevhustrycket inom
önskvärda gränsvärden samt har även en oljea-
vskiljande funktion.
Från ventilanordningen dras sedan en slang som
ansluts till inloppet efter luftfiltret alldeles före
turbokompressorn. Se figurerna.
Det är viktigt att det inte finns någon ficka på
denna ledning där kondens kan samlas och forma
ett vattenlås.
12-industrimotor
12-marinmotor utan EMS
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 13
DI12 marinmotor med EMS:
Vevhusgaserna från kamaxelrummet passerar en
membranventil i filterhuvudet och flödar sedan in
i filterelementet.
Membranventilen reglerar att det alltid finns ett
undertryck i vevhuset.
Vevhusgaserna passerar genom ett pappersfilter
där fina partiklar och sot avsätts och olja skiljs ut
och samlas i botten på filterhuset varifrån den
returneras till oljesumpen.
Det finns en backventil i utloppet för oljan i botten
på filtret.
Om filtret blir igensatt före normala serviceinter-
vallet finns det en indikator på toppen av filterhu-
vudet där en röd kolv trycks upp av membranet
när mottrycket ökar i filtret.
De filtrerade vevhusgaserna går via utloppet på
filtret till turbon och tillbaka till motorn.
Trots oljeavskiljaren så är det normalt att en viss
mängd olja följer med vevhusgaserna in i motorns
inloppssystem. Olja som följer med vevhusga-
serna kan återfinnas som en tunn oljefilm i
laddluftsystemet.
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1. Inlopp för vevhusgaser
2. Membranventil
3. Serviceindikator
4. Utlopp för renade vevhusgaser
5. Utlopp för olja med backventil
6. Filterelement
14 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Engrenagens de distribuição
Acionamento por engrenagem
O acionamento por engrenagem fica na extremi-
dade traseira do motor em motores de 12 litros.
Motores de 12 litros com bomba injetora
Componentes importantes como a bomba injetora
e o mecanismo da válvula requerem uma operação
precisa e são, por isso, fixados na extremidade tra-
seira da árvore de manivelas, perto do volante,
onde a rotação da árvore é a mais suave.
A engrenagem da árvore de manivelas aciona
duas engrenagens intermediárias e a engrenagem
da bomba de óleo.
Uma das engrenagens intermediárias aciona o
eixo de comando e, em alguns casos, a bomba
hidráulica. A engrenagem do eixo de comando,
por sua vez, aciona a engrenagem da bomba inje-
tora.
A outra engrenagem intermediária engrena com a
engrenagem para o compressor de ar comprimido,
se houver um.
O eixo de comando e a bomba injetora giram com
metade da velocidade de rotação da árvore de
manivelas.
Para facilitar a montagem correta das engrenagens
de distribuição, as engrenagens são marcadas em
um dente ou no espaço entre dois dentes.
A engrenagem de injeção tem um orifício oval
para o ajuste do sincronismo da injeção
(ângulo α).
1. Engrenagem da bomba de óleo
2. Engrenagem do compressor de ar
3. Engrenagem da árvore de manivelas
4. Engrenagem intermediária
5. Engrenagem da bomba injetora
6. Engrenagem do eixo de comando
7. Engrenagem da bomba hidráulica
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 15
Motores de 12 litros com injetores PDE
A engrenagem da árvore de manivelas aciona
duas engrenagens intermediárias e a engrenagem
da bomba de óleo.
Uma das engrenagens intermediárias aciona o
eixo de comando, compressor de ar comprimido, a
bomba hidráulica e a bomba de combustível.
A outra engrenagem intermediária engrena com a
tomada de força.
Para facilitar a montagem correta das engrenagens
de distribuição, as engrenagens são marcadas em
um dente ou no espaço entre dois dentes.
1. Engrenagem da bomba de óleo
2. Engrenagem da árvore de manivelas
3. Engrenagem intermediária
4. Engrenagem da bomba hidráulica
5. Engrenagem do compressor de ar
6. Engrenagem do eixo de comando
7. Tomada de força
16 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
1. Amortecedor de vibrações
2. Tensor de correia
3. Bomba de água
4. Polia do ventilador
5. Alternador
6. Correia com multicanaletas em V
7. Polia tensora
Acionamento por correia
A bomba de água e o alternador são acionados
pelo acionamento por correia, assim como o com-
pressor do AC, se instalado. Se o motor tiver um
ventilador, ele será montado em um mancal espe-
cial, veja a ilustração.
A correia de transmissão é uma “Correia com
multicanaletas em V”, ou seja, a correia tem
várias canaletas na forma de V no lado de aciona-
mento. As polias são de modelo correspondente e
a correia tem, por isso, uma superfície de contato
bem grande em relação a sua largura. Uma super-
fície de contato grande reduz o risco de a correia
deslizar.
Junto com o circuito da correia também há uma ou
mais polias tensoras, sendo sua finalidade forne-
cer à correia um bom arco de contato em volta das
polias.
Um tensor de correia automático é usado para se
obter a tensão de correia correta.
Motorer med en separat remkrets för drivning av
fläkten har dubbla kilremmar i den kretsen. Denna
krets har en manuell remspännare.
As ilustrações mostram os modelos de motor
industrial mais comuns. Motores de outro modelo,
tais como motores sem um gerador ou ventilador,
têm um circuito da correia com uma configuração
diferente. Seu princípio de operação é, no entanto,
o mesmo.
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01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 17
Sistema de lubrificação
1. Bomba de óleo
2. Radiador de óleo
3. Filtro de óleo centrífugo
4. Injetor de refrigeração
do pistão
5. Filtro de óleo
6. Cárter de óleo
Bomba de óleo
Uma bomba de óleo acionada pela engrenagem da
árvore de manivelas cria a circulação necessária
para que o óleo de lubrificação alcance todos os
pontos de lubrificação e para que o óleo circule
pelo filtro e radiador de óleo.
O óleo de lubrificação é sugado do cárter através
de um filtro na bomba de óleo.
A pressão de óleo deve ser tão alta para garantir
que cada ponto de lubrificação receba a quanti-
dade de óleo necessário para sua lubrificação e
refrigeração.
Uma pressão de óleo muito alta pode, no entanto,
causar uma tensão excessiva nos componentes no
sistema de lubrificação.
Especialmente quando o óleo está frio, existe um
risco de a pressão estar muito alta e, por esta
razão, uma válvula de segurança foi incorporada
na bomba de óleo. Se a pressão se tornar muito
alta, a válvula da pressão de óleo permitirá que o
óleo escape (e volte para o cárter) para que a pres-
são não se torne tão alta causando algum dano.
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18 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Radiador de óleo
A partir da bomba de óleo, o óleo de lubrificação
passa por passagens no bloco para o radiador de
óleo localizado dentro da tampa dianteira no lado
direito do bloco.
O radiador de óleo é um trocador de calor de
placa.
Todo o óleo flui pelo radiador, onde ele é resfri-
ado pelo líquido de arrefecimento do sistema de
arrefecimento.
Há uma válvula da pressão de óleo localizada na
carcaça do radiador de óleo para resfriar os pis-
tões.
Ela tem uma pressão de abertura de 3 bar. Não há,
portanto, refrigeração do pistão a rotações baixas
(marcha lenta). Consulte também Passagens de
óleo de lubrificação.
1. Óleo da bomba de óleo
2. Conjunto do trocador de calor
3. Óleo do filtro para o motor
4. Óleo resfriado para filtro de papel
5. Válvula de pressão para refrigeração do pistão
6. Fluxo parcial para filtro centrífugo
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01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 19
Filtro de óleo
Depois do radiador de óleo, o óleo passa por um
filtro de papel de circulação completa de grande
capacidade.
Esse filtro também limpa o óleo que vai para o
turbocompressor.
O filtro de óleo tem uma válvula de alívio que se
abre se o filtro entupir. Óleo não filtrado continua
então a seguir seu caminho para o motor e
somente uma parte do óleo é limpa no filtro cen-
trífugo.
Por isso é muito importante trocar o filtro nos
intervalos recomendados no Manual de instru-
ções.
Filtro de óleo centrífugo
Uma parte do óleo flui da passagen principal na
tampa do radiador de óleo ao filtro centrífugo e,
depois da limpeza, flui de volta para o cárter.
O excesso de óleo é drenado de volta para o cárter
através de uma válvula de alívio. Isso garante que
a pressão no sistema de óleo não se torne muito
alta.
O rotor do filtro centrífugo começa a girar pela
força de óleo que sai em forma de jato através de
dois injetores no fundo do rotor.
Partículas estranhas são jogadas contra a parede
do rotor pela força centrífuga onde elas se gru-
dam, formando uma camada sólida.
O rotor deve ser desmontado e limpo a intervalos
regulares de acordo com o programa de manuten-
ção no Manual de instruções.
20 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Passagens de óleo de lubrificação
O óleo de lubrificação passa pelos canais no bloco
de cilindros para atingir os apoios do eixo de
comando e o munhão principal da árvore de mani-
velas.
Os canais na árvore de manivelas encaminham o
óleo para os mancais da biela.
O óleo de lubrificação para os balancins é encami-
nhado a partir da passagem principal de óleo atra-
vés de um canal direto.
O canal é constantemente pressurizado. O óleo é
encaminhado para os eixos do tucho através de
canaletas no apoio do eixo de comando. Os eixos
do tucho têm canais perfurados para a lubrificação
dos tuchos.
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 21
Os pistões são resfriados pelo óleo de lubrifica-
ção. O óleo é injetado sob a coroa do pistão por
bicos especiais, um para cada cilindro.
Visto que não é preciso resfriar o pistão a uma
rotação do motor baixa, uma válvula da pressão
de óleo na carcaça do radiador de óleo se abrirá a
3 bar. Veja a página 18.
22 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
Turbocompressor
A finalidade do turbocompressor é aumentar o
volume de ar que entra nos cilindros do motor.
Quanto mais ar o motor tiver, mais combustível
ele irá queimar, desenvolvendo assim uma potên-
cia maior e atingindo uma combustão mais limpa
que um motor correspondente sem turbocompres-
sor.
O turbocompressor é acionado pelos gases de
escape do motor e consiste em uma turbina e um
compressor. O compressor comprime o ar de
entrada do motor.
O rotor do compressor é instalado no mesmo eixo
que o rotor da turbina. Esse eixo é posicionado em
uma carcaça do mancal entre o compressor e a tur-
bina.
Um motor com uma potência maior fornece mais
gases de escape e isso significa que o rotor da tur-
bina, e por isso o rotor do compressor também,
gira mais rápido. A massa de ar é portanto auto-
maticamente ajustada aos requisitos do motor e
nenhum outro sistema de regulagem é necessário.
O rotor do turbocompressor gira muito rápido. A
sua velocidade na potência total é cerca de
100.000 rpm. A temperatura no lado de escape do
rotor da turbina é ao mesmo tempo mais alta que
600°C.
Isso exige muito das peças rotativas quanto ao
balanço, resfriamento e lubrificação.
O eixo é montado em duas buchas que giram
livremente na carcaça do mancal. As vedações da
carcaça do mancal para a turbina e compressor são
semelhantes aos anéis do pistão.
01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 23
Refrigeração do ar de admissão
Através da refrigeração do ar atrás do turbocom-
pressor, é possível pressionar mais ar nos cilin-
dros e queimar mais combustível, além de o motor
poder desenvolver mais potência e atingir níveis
de emissão mais baixos.
Os radiadores de ar estão disponíveis em dois
modelos diferentes:
Resfriado a ar, DC
O ar de entrada atrás do turbo passa pelo radiador
de ar posicionado entre o ventilador e o radiador
de líquido de arrefecimento regular.
Resfriado com líquido de arrefecimento, DI
O radiador de ar é montado diretamente no coletor
de admissão. O ar de entrada é resfriado pelo sis-
tema de arrefecimento interno do motor. É usado
tanto nos motores marítimos como nos motores
industriais.
1. Radiador de ar
2. Radiador de líquido de
arrefecimento
3. Turbocompressor
3
2
1
1
2
3

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  • 1. © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 Edição 4 pb N° de peça 1 588 555 Industrial & Marine Engines 01:03-01 Descrição de funcionamento - Motor de 12 litros Motores industriais e marítimos
  • 2. 2 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01
  • 3. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 3 Índice Página Bloco de cilindros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Camisa de cilindro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Pistões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Anéis do pistão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Bielas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Árvore de manivelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Amortecedor de vibrações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mecanismo da válvula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Engrenagens de distribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Acionamento por engrenagem . . . . . . . . . . . . . . . 14 Acionamento por correia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Sistema de lubrificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Bomba de óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Radiador de óleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Filtro de óleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Filtro de óleo centrífugo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Passagens de óleo de lubrificação. . . . . . . . . . . . . 20 Turbocompressor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Refrigeração do ar de admissão. . . . . . . . . . . . . . . . . 23
  • 4. 4 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Bloco de cilindros O bloco de cilindros é uma peça fundida de um pedaço só. O bloco tem 6 diâmetros de cilindro. Há um cabeçote do cilindro para cada cilindro. A vedação entre o bloco de cilindros e o cabeçote do cilindro consiste em uma junta de aço/elastô- mera. As vedações são unidas nos canais de óleo e líquido de arrefecimento. Camisa de cilindro As camisas de cilindro são do tipo “molhado”, ou seja, elas estão envolvidas por líquido de arrefeci- mento. Alguns motores têm um anel raspador solto no topo das camisas de cilindro que remove o carvão residual da extremidade da coroa do pistão e reduz o risco de desgaste da camisa. As camisas e os anéis raspadores podem ser subs- tituídos. Os motores de 12 litros com injetores PDE não têm um anel solto nas camisas. Para assegurar uma boa vedação, a extremidade da camisa de cilindro se sobressai um pouco acima da superfície do bloco de cilindros. Isso garante que a junta do cabeçote do cilindro seja pressionada contra o cabeçote do cilindro. 1. Anel raspador solto 1
  • 5. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 5 1. Tätningsring för kylvätska 2. Stödpunkt för fodret O lado interno da camisa de cilindro é usinado pela afiação de platô. Este tipo de usinagem for- nece um padrão fino de canaletas que asseguram que o óleo necessário para a lubrificação entre os anéis do pistão e a camisa permaneça na parede da camisa. O modelo do padrão é de grande importância para assegurar um baixo consumo de óleo no motor. Dois anéis de vedação, um no bloco e um na camisa, vedam a jaqueta do líquido de arrefeci- mento. A superfície da camisa em contato com a prateleira da camisa retém o óleo de lubrificação. No espaço entre a prateleira da camisa e o anel de vedação no bloco há um orifício de alívio que faz a descarga no lado do bloco de cilindros sob as tampas laterais. Um vazamento em qualquer uma das superfícies de vedação fará com que o óleo ou líquido de arre- fecimento escape do orifício de alívio. 1 1 2
  • 6. 6 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Pistões Há dois tipos diferentes de pistão, pistões total- mente de alumínio fundido e pistões bipartidos. Os pistões bipartidos são divididos e têm uma saia de alumínio e uma coroa de aço. Para o pistão de alumínio suportar a pressão alta e a temperatura alta predominando na câmara de combustão, o material é mais grosso na coroa do pistão e nas canaletas do anel do pistão do que no resto do pistão. Uma das vantagens dos pistões bipartidos é que eles agüentam cargas mais altas que os pistões convencionais feitos totalmente de alumínio. Como a coroa do pistão é feita de aço, ela suporta temperaturas e pressões mais altas na câmara de combustão. Isso permite que os motores com pis- tões bipartidos usem mais potência. Pistão bipartidoPistão de alumínio
  • 7. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 7 A câmara de combustão em forma de copo na coroa do pistão tem uma protuberância no centro. O modelo dessa protuberância garante que o com- bustível injetado no fim do curso de compressão seja rapidamente misturado com o ar na câmara de combustão. Anéis do pistão Para o pistão poder se mover livremente, é preciso ter um espaço entre o pistão e a camisa de cilin- dro. O pistão tem, por isso, dois anéis de compressão que vedam este espaço e conduzem o calor do pis- tão. A parte superior desses anéis é exposta a uma pressão mais alta que o anel intermediário e é por isso cuneiforme, um anel ‘keystone’, que aumenta a força pressionando ela contra a parede do cilin- dro. Visto que a canaleta do anel do pistão superior sofre a maior parte da tensão, e também para redu- zir o desgaste, o pistão recebeu um reforço de ferro fundido. O anel do pistão inferior, o anel raspador de óleo, previne que o óleo do cárter vá para a câmara de combustão. No anel raspador de óleo há uma mola da bobina que pressiona o anel contra a parede do cilindro. O modelo e a qualidade dos pistões e anéis do pis- tão são muito importantes para a confiabilidade e lubrificação do motor, assim como para o con- sumo de óleo e de combustível.
  • 8. 8 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Bielas A biela e a capa da cabeça de biela consistem em uma peça fundida que é dividida durante a opera- ção de usinagem. Para prevenir que a capa da cabeça de biela seja deslocada em relação à biela, as superfícies de contato foram providas de canaletas e pinos guia. As superfícies são usinadas em conjunto para assegurar um encaixe preciso e correto. As partes também são marcadas para que elas possam sem- pre ser instaladas na mesma posição. A biela e a capa da cabeça de biela são divididas indiretamente, em parte para que os parafusos da biela não fiquem expostos a cargas excessivas e em parte para permitir que o pistão e a biela sejam retirados através do cilindro. A parte superior da biela é cuneiforme. Isso per- mite uma superfície do mancal maior no lado infe- rior do pino do pistão onde a carga é maior durante a combustão.
  • 9. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 9 Árvore de manivelas Cada curso de compressão “retarda” a árvore de manivelas e cada curso de combustão tenta aumentar a velocidade de rotação da árvore de manivelas. Os pistões e as bielas mudam suas direções de curso duas vezes durante cada rotação da árvore de manivelas. Isso expõe a árvore de manivelas a vários impulsos de potência durante cada revolu- ção. O material é de grande importância para a vida útil da árvore de manivelas. Seu modelo e o trata- mento da superfície também ajudam a prolongar sua vida - por exemplo, a qualidade da superfície das pontas de eixo é um fator importante na prote- ção contra falha por fadiga. As superfícies do mancal na árvore de manivelas são endurecidas tão profundamente que elas podem ser esmerilhadas novamente em vários estágios. Apenas as superfícies do mancal são endurecidas porque é importante manter a resistência do mate- rial em outras partes. Os copos dos mancais principais e dos mancais da biela consistem em três camadas. Uma camada externa ou cobertura de aço, uma camada interna de bronze de chumbo e, mais perto da árvore de manivelas, um envoltório consistindo em uma mistura de chumbo e índio ou de chumbo, estanho e cobre. A camada mais interna é normalmente desgastada durante a utilização do motor. As arruelas de pressão são utilizadas para o posi- cionamento longitudinal da árvore de manivelas no mancal principal traseiro. Essas arruelas estão disponíveis em várias espessuras para que seja possível ajustar a árvore de manivelas na folga correta. As arruelas de pressão têm os mesmos tipos de camadas que os copos do mancal da cabeça de biela.
  • 10. 10 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Amortecedor de vibrações Os impulsos de força das bielas provocam oscila- ções de torção na árvore de manivelas. Essas osci- lações são mais severas a determinadas rotações do motor que variam consoante o modelo do motor, como ele está carregado, etc. A oscilação de torção é caracterizada como indi- cado a seguir: O volante (na extremidade “traseira” da árvore de manivelas) gira a uma velocidade quase constante durante cada revolução da árvore de manivelas. Em relação à velocidade constante do volante, a velocidade rotacional da extremidade dianteira da árvore de manivelas aumentará e diminuirá várias vezes durante cada rotação. Para reduzir a amplitude da oscilação, foi fixado um amortecedor de vibrações na extremidade dianteira da árvore de manivelas. Um anel de aço foi incorporado na carcaça circu- lar e completamente fechada do amortecedor de vibrações. A carcaça é aparafusada na árvore de manivelas. Há óleo grosso entre a carcaça e o anel que amor- tece o movimento relativo entre os dois. A oscila- ção na frente da árvore de manivelas é amortecida pelo anel se esforçando a girar com a mesma velo- cidade. O amortecedor de vibrações tem diversas canale- tas de correia para uma “Correia com multicanale- tas em V”, veja também a página 16.
  • 11. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 11 Mecanismo da válvula A finalidade do mecanismo da válvula é ativar as válvulas, fazendo com que elas se abram e fechem nos momentos corretos em relação à posição da árvore de manivelas e do pistão. O eixo de comando fica localizado no alto e é aci- onado pelas engrenagens de distribuição na extre- midade traseira do motor para que ele gire com a metade da velocidade da árvore de manivelas. Os excêntricos do eixo de comando (lóbulos), dois para cada cilindro, ativam os tuchos. Uma parte das hastes do tucho fica nos tuchos e a outra parte transfere o movimento do excêntrico do eixo de comando para as válvulas através dos balancins. Há um parafuso de ajuste em uma extremidade do balancim. A extremidade esférica inferior do parafuso repousa na haste do tucho para que o tucho sempre se ajuste ao eixo de comando. A folga correta pode ser ajustada com o parafuso de ajuste para garantir que a válvula feche apro- priadamente durante a combustão. As válvulas vedam contra os anéis do assento da válvula, que são pressionados no cabeçote do cilindro para encaixar bem. Os anéis do assento da válvula são feitos de mate- rial bem durável para que tenham uma vida útil longa. Eles podem ser substituídos, se necessário. Com quatro válvulas por cilindro, a área da vál- vula é maior, o que facilita o enchimento do cilin- dro com ar. Ao mesmo tempo, é preciso ter menos força para extrair os gases de escape. O esforço necessário para o fluxo de gás é redu- zido e a eficiência do motor é melhorada. Isso, por sua vez, causa uma redução no consumo de com- bustível. O injetor pode ser posicionado no meio, o que melhora a combustão e resulta em emissões mais baixas e menos consumo de combustível.
  • 12. 12 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Sluten vevhusventilation Vevhuset har ett litet undertryck. Undertrycket skapas genom att vevhusventilationens utlopp är anslutet till turboladdarens sugsida. Vevhusgaserna ventileras via kamaxelrummet. För industrimotorer och marinmotorer utan EMS består den slutna vevhusventilationen av en venti- lanordning som monteras på en nippel i en av ven- tilkåporna. Ventilen kontrollerar vevhustrycket inom önskvärda gränsvärden samt har även en oljea- vskiljande funktion. Från ventilanordningen dras sedan en slang som ansluts till inloppet efter luftfiltret alldeles före turbokompressorn. Se figurerna. Det är viktigt att det inte finns någon ficka på denna ledning där kondens kan samlas och forma ett vattenlås. 12-industrimotor 12-marinmotor utan EMS
  • 13. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 13 DI12 marinmotor med EMS: Vevhusgaserna från kamaxelrummet passerar en membranventil i filterhuvudet och flödar sedan in i filterelementet. Membranventilen reglerar att det alltid finns ett undertryck i vevhuset. Vevhusgaserna passerar genom ett pappersfilter där fina partiklar och sot avsätts och olja skiljs ut och samlas i botten på filterhuset varifrån den returneras till oljesumpen. Det finns en backventil i utloppet för oljan i botten på filtret. Om filtret blir igensatt före normala serviceinter- vallet finns det en indikator på toppen av filterhu- vudet där en röd kolv trycks upp av membranet när mottrycket ökar i filtret. De filtrerade vevhusgaserna går via utloppet på filtret till turbon och tillbaka till motorn. Trots oljeavskiljaren så är det normalt att en viss mängd olja följer med vevhusgaserna in i motorns inloppssystem. Olja som följer med vevhusga- serna kan återfinnas som en tunn oljefilm i laddluftsystemet. 1 2 3 4 5 6 1. Inlopp för vevhusgaser 2. Membranventil 3. Serviceindikator 4. Utlopp för renade vevhusgaser 5. Utlopp för olja med backventil 6. Filterelement
  • 14. 14 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Engrenagens de distribuição Acionamento por engrenagem O acionamento por engrenagem fica na extremi- dade traseira do motor em motores de 12 litros. Motores de 12 litros com bomba injetora Componentes importantes como a bomba injetora e o mecanismo da válvula requerem uma operação precisa e são, por isso, fixados na extremidade tra- seira da árvore de manivelas, perto do volante, onde a rotação da árvore é a mais suave. A engrenagem da árvore de manivelas aciona duas engrenagens intermediárias e a engrenagem da bomba de óleo. Uma das engrenagens intermediárias aciona o eixo de comando e, em alguns casos, a bomba hidráulica. A engrenagem do eixo de comando, por sua vez, aciona a engrenagem da bomba inje- tora. A outra engrenagem intermediária engrena com a engrenagem para o compressor de ar comprimido, se houver um. O eixo de comando e a bomba injetora giram com metade da velocidade de rotação da árvore de manivelas. Para facilitar a montagem correta das engrenagens de distribuição, as engrenagens são marcadas em um dente ou no espaço entre dois dentes. A engrenagem de injeção tem um orifício oval para o ajuste do sincronismo da injeção (ângulo α). 1. Engrenagem da bomba de óleo 2. Engrenagem do compressor de ar 3. Engrenagem da árvore de manivelas 4. Engrenagem intermediária 5. Engrenagem da bomba injetora 6. Engrenagem do eixo de comando 7. Engrenagem da bomba hidráulica
  • 15. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 15 Motores de 12 litros com injetores PDE A engrenagem da árvore de manivelas aciona duas engrenagens intermediárias e a engrenagem da bomba de óleo. Uma das engrenagens intermediárias aciona o eixo de comando, compressor de ar comprimido, a bomba hidráulica e a bomba de combustível. A outra engrenagem intermediária engrena com a tomada de força. Para facilitar a montagem correta das engrenagens de distribuição, as engrenagens são marcadas em um dente ou no espaço entre dois dentes. 1. Engrenagem da bomba de óleo 2. Engrenagem da árvore de manivelas 3. Engrenagem intermediária 4. Engrenagem da bomba hidráulica 5. Engrenagem do compressor de ar 6. Engrenagem do eixo de comando 7. Tomada de força
  • 16. 16 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 1. Amortecedor de vibrações 2. Tensor de correia 3. Bomba de água 4. Polia do ventilador 5. Alternador 6. Correia com multicanaletas em V 7. Polia tensora Acionamento por correia A bomba de água e o alternador são acionados pelo acionamento por correia, assim como o com- pressor do AC, se instalado. Se o motor tiver um ventilador, ele será montado em um mancal espe- cial, veja a ilustração. A correia de transmissão é uma “Correia com multicanaletas em V”, ou seja, a correia tem várias canaletas na forma de V no lado de aciona- mento. As polias são de modelo correspondente e a correia tem, por isso, uma superfície de contato bem grande em relação a sua largura. Uma super- fície de contato grande reduz o risco de a correia deslizar. Junto com o circuito da correia também há uma ou mais polias tensoras, sendo sua finalidade forne- cer à correia um bom arco de contato em volta das polias. Um tensor de correia automático é usado para se obter a tensão de correia correta. Motorer med en separat remkrets för drivning av fläkten har dubbla kilremmar i den kretsen. Denna krets har en manuell remspännare. As ilustrações mostram os modelos de motor industrial mais comuns. Motores de outro modelo, tais como motores sem um gerador ou ventilador, têm um circuito da correia com uma configuração diferente. Seu princípio de operação é, no entanto, o mesmo. 1 3 2 4 5 6
  • 17. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 17 Sistema de lubrificação 1. Bomba de óleo 2. Radiador de óleo 3. Filtro de óleo centrífugo 4. Injetor de refrigeração do pistão 5. Filtro de óleo 6. Cárter de óleo Bomba de óleo Uma bomba de óleo acionada pela engrenagem da árvore de manivelas cria a circulação necessária para que o óleo de lubrificação alcance todos os pontos de lubrificação e para que o óleo circule pelo filtro e radiador de óleo. O óleo de lubrificação é sugado do cárter através de um filtro na bomba de óleo. A pressão de óleo deve ser tão alta para garantir que cada ponto de lubrificação receba a quanti- dade de óleo necessário para sua lubrificação e refrigeração. Uma pressão de óleo muito alta pode, no entanto, causar uma tensão excessiva nos componentes no sistema de lubrificação. Especialmente quando o óleo está frio, existe um risco de a pressão estar muito alta e, por esta razão, uma válvula de segurança foi incorporada na bomba de óleo. Se a pressão se tornar muito alta, a válvula da pressão de óleo permitirá que o óleo escape (e volte para o cárter) para que a pres- são não se torne tão alta causando algum dano. 1 2 4 5 3 6
  • 18. 18 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Radiador de óleo A partir da bomba de óleo, o óleo de lubrificação passa por passagens no bloco para o radiador de óleo localizado dentro da tampa dianteira no lado direito do bloco. O radiador de óleo é um trocador de calor de placa. Todo o óleo flui pelo radiador, onde ele é resfri- ado pelo líquido de arrefecimento do sistema de arrefecimento. Há uma válvula da pressão de óleo localizada na carcaça do radiador de óleo para resfriar os pis- tões. Ela tem uma pressão de abertura de 3 bar. Não há, portanto, refrigeração do pistão a rotações baixas (marcha lenta). Consulte também Passagens de óleo de lubrificação. 1. Óleo da bomba de óleo 2. Conjunto do trocador de calor 3. Óleo do filtro para o motor 4. Óleo resfriado para filtro de papel 5. Válvula de pressão para refrigeração do pistão 6. Fluxo parcial para filtro centrífugo 5 1 4 3 2 6
  • 19. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 19 Filtro de óleo Depois do radiador de óleo, o óleo passa por um filtro de papel de circulação completa de grande capacidade. Esse filtro também limpa o óleo que vai para o turbocompressor. O filtro de óleo tem uma válvula de alívio que se abre se o filtro entupir. Óleo não filtrado continua então a seguir seu caminho para o motor e somente uma parte do óleo é limpa no filtro cen- trífugo. Por isso é muito importante trocar o filtro nos intervalos recomendados no Manual de instru- ções. Filtro de óleo centrífugo Uma parte do óleo flui da passagen principal na tampa do radiador de óleo ao filtro centrífugo e, depois da limpeza, flui de volta para o cárter. O excesso de óleo é drenado de volta para o cárter através de uma válvula de alívio. Isso garante que a pressão no sistema de óleo não se torne muito alta. O rotor do filtro centrífugo começa a girar pela força de óleo que sai em forma de jato através de dois injetores no fundo do rotor. Partículas estranhas são jogadas contra a parede do rotor pela força centrífuga onde elas se gru- dam, formando uma camada sólida. O rotor deve ser desmontado e limpo a intervalos regulares de acordo com o programa de manuten- ção no Manual de instruções.
  • 20. 20 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Passagens de óleo de lubrificação O óleo de lubrificação passa pelos canais no bloco de cilindros para atingir os apoios do eixo de comando e o munhão principal da árvore de mani- velas. Os canais na árvore de manivelas encaminham o óleo para os mancais da biela. O óleo de lubrificação para os balancins é encami- nhado a partir da passagem principal de óleo atra- vés de um canal direto. O canal é constantemente pressurizado. O óleo é encaminhado para os eixos do tucho através de canaletas no apoio do eixo de comando. Os eixos do tucho têm canais perfurados para a lubrificação dos tuchos.
  • 21. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 21 Os pistões são resfriados pelo óleo de lubrifica- ção. O óleo é injetado sob a coroa do pistão por bicos especiais, um para cada cilindro. Visto que não é preciso resfriar o pistão a uma rotação do motor baixa, uma válvula da pressão de óleo na carcaça do radiador de óleo se abrirá a 3 bar. Veja a página 18.
  • 22. 22 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 01:03-01 Turbocompressor A finalidade do turbocompressor é aumentar o volume de ar que entra nos cilindros do motor. Quanto mais ar o motor tiver, mais combustível ele irá queimar, desenvolvendo assim uma potên- cia maior e atingindo uma combustão mais limpa que um motor correspondente sem turbocompres- sor. O turbocompressor é acionado pelos gases de escape do motor e consiste em uma turbina e um compressor. O compressor comprime o ar de entrada do motor. O rotor do compressor é instalado no mesmo eixo que o rotor da turbina. Esse eixo é posicionado em uma carcaça do mancal entre o compressor e a tur- bina. Um motor com uma potência maior fornece mais gases de escape e isso significa que o rotor da tur- bina, e por isso o rotor do compressor também, gira mais rápido. A massa de ar é portanto auto- maticamente ajustada aos requisitos do motor e nenhum outro sistema de regulagem é necessário. O rotor do turbocompressor gira muito rápido. A sua velocidade na potência total é cerca de 100.000 rpm. A temperatura no lado de escape do rotor da turbina é ao mesmo tempo mais alta que 600°C. Isso exige muito das peças rotativas quanto ao balanço, resfriamento e lubrificação. O eixo é montado em duas buchas que giram livremente na carcaça do mancal. As vedações da carcaça do mancal para a turbina e compressor são semelhantes aos anéis do pistão.
  • 23. 01:03-01 © Scania CV AB, Sweden, 1999-06:4 23 Refrigeração do ar de admissão Através da refrigeração do ar atrás do turbocom- pressor, é possível pressionar mais ar nos cilin- dros e queimar mais combustível, além de o motor poder desenvolver mais potência e atingir níveis de emissão mais baixos. Os radiadores de ar estão disponíveis em dois modelos diferentes: Resfriado a ar, DC O ar de entrada atrás do turbo passa pelo radiador de ar posicionado entre o ventilador e o radiador de líquido de arrefecimento regular. Resfriado com líquido de arrefecimento, DI O radiador de ar é montado diretamente no coletor de admissão. O ar de entrada é resfriado pelo sis- tema de arrefecimento interno do motor. É usado tanto nos motores marítimos como nos motores industriais. 1. Radiador de ar 2. Radiador de líquido de arrefecimento 3. Turbocompressor 3 2 1 1 2 3