Verificação de Folga In-Situ com "Plastigage": Uma Explicação Detalhada de Funcionalidades e Utilização

Ao desmontar e montar um motor, é importante verificar e definir a folga entre os munhões do virabrequim (secções do eixo) e os mancais do bloco do motor. A folga pode ser calculada a partir da diferença entre o diâmetro externo do munhão e o diâmetro interno do mancal, mas também pode ser medida utilizando um calibre em forma de fio chamado Plastigage. Este artigo explica o significado e a importância da folga interna do motor, bem como a utilização e as características do Plastigage.

Medição Individual e Cálculo por Subtração: Micrómetro + Medidor de Furos

Um exemplo de um bloco superior de motor de quatro cilindros. O virabrequim é suportado por cinco pontos de mancal, e casquilhos de mancal que contactam os munhões principais do virabrequim são instalados nestes pontos de mancal. Isto é para um virabrequim integrado; para um virabrequim montado com rolamentos de esferas, não existem casquilhos de mancal.

Folgas apropriadas são definidas para as partes rotativas de um motor, como entre o virabrequim e o bloco, a biela e o virabrequim, e o eixo de cames e a cabeça do cilindro. Se esta folga for menor que o valor especificado, aumenta a perda por atrito durante a rotação, levando ao desgaste dos componentes. Inversamente, se for demasiado grande, causa folga durante a rotação, resultando em ruído anormal e danos. Portanto, é crucial que a folga esteja dentro da faixa especificada pelo fabricante.

Se tiver a oportunidade de recondicionar um motor através de trabalhos importantes, como reparações ou restauros, pode verificar as folgas destas partes rotativas e, se for necessário ajuste, resolvê-lo através da substituição de peças. O primeiro passo essencial neste processo é confirmar o estado atual. Não pode prosseguir sem conhecer o estado atual, quer precise de reduzir ou aumentar a folga.

As ferramentas de medição para determinar o "diâmetro externo do eixo" e o "diâmetro interno do mancal" são um micrómetro e um medidor de furos. Um micrómetro, usado para medir o diâmetro externo de um eixo, é uma ferramenta para medir comprimento. Enquanto um paquímetro mecânico padrão tem uma leitura mínima de 0,05 mm, um micrómetro pode ler até 0,01 mm.

Em contraste, um medidor de furos, usado para determinar o diâmetro interno de um mancal, não é uma ferramenta que fornece dimensões absolutas por si só. Para explicar de forma simples, é uma ferramenta para medir a diferença positiva ou negativa de uma dimensão de referência.

Por exemplo, se definir a dimensão de referência do medidor de furos para 32,00 mm e o inserir no mancal, e o relógio comparador acoplado ao medidor de furos indicar +0,05 mm, pode determinar que o diâmetro interno do mancal é de 31,95 mm. Inversamente, se o relógio comparador mostrar -0,04 mm, o diâmetro interno do mancal é de 32,04 mm.
Usando este método, a folga pode ser calculada como: Diâmetro interno do mancal (medido pelo medidor de furos) - Diâmetro externo do eixo (medido pelo micrómetro) = Folga.

Embora isto possa parecer simples quando escrito, na prática, usar um medidor de furos requer habilidade e experiência, e obter medições precisas não é fácil sem considerável experiência prática. Além disso, um medidor de furos em si não é uma ferramenta barata, pelo que os amadores podem ter dificuldade em utilizá-lo eficazmente e acabar com ele sem uso.

Plastigage: Folga Determinada pela Largura Esmagada

O Plastigage vem numa embalagem de papel, e a própria embalagem tem escalas impressas indicando a largura esmagada e a folga. Era originalmente um produto americano com a folga indicada em polegadas, e como é convertido para mm, as marcações são detalhadas.

Ao usar, corte para a área de medição com uma tesoura ou similar.

Limpe qualquer detrito ou óleo das superfícies do munhão e do mancal, depois coloque o Plastigage.

A força de aperto afeta a largura esmagada do calibre, pelo que aperte com o torque especificado. Além disso, tenha cuidado para não rodar o virabrequim durante a medição.

Embora a medição de folga geralmente exija ferramentas especializadas como micrómetros e medidores de furos, existe um item mais simples para medir folgas: o Plastigage.

O Plastigage é feito de uma resina especial moldada em forma de fio. É colocado na área a ser medida, as peças são montadas e a folga é determinada pela largura esmagada devido ao torque de aperto. Aqui estão as diferenças entre a medição com Plastigage e a medição com micrómetro + medidor de furos:

● Micrómetro + Medidor de Furos
・Mede o diâmetro externo do eixo (micrómetro) e o diâmetro interno do mancal (medidor de furos) individualmente.
・Calcula a folga a partir da diferença entre os dois.
・Alta precisão de medição, avaliável em μm (mícron).
・Ao medir vários pontos, a circularidade e o desgaste irregular também podem ser avaliados.

● Plastigage
・Verifica a folga real com as peças montadas.
・Lê a folga usando um indicador analógico: a largura esmagada.
・Precisão de aproximadamente ±0,01 a ±0,02 mm.
・Mede apenas num ponto, avaliando a folga localizada.

Em essência, mesmo ao medir a mesma "folga", as abordagens dos dois métodos são fundamentalmente diferentes.

Além disso, com o Plastigage, é necessário usar calibres diferentes dependendo do tamanho da folga a ser medida. Isto porque se um calibre fino for usado numa folga grande, ele não esmagará o suficiente, e se um calibre grosso for usado numa folga estreita, ele esmagará demasiado, reduzindo a fiabilidade.

O Plastigage usado neste caso vem em três tipos, codificados por cores de acordo com a faixa de medição, com as seguintes faixas de medição para cada um:

Verde: 0,025–0,076 mm
Vermelho: 0,051–0,152 mm
Azul: 0,102–0,229 mm

Como se pode ver destas especificações, ao medir a folga com Plastigage, é essencial verificar primeiro a folga padrão no manual de serviço. O manual de serviço é indispensável para a desmontagem e recondicionamento do motor.

No caso do motor medido neste artigo, a folga padrão entre o munhão principal do virabrequim (secção do eixo) e o casquilho do mancal principal (diâmetro interno do mancal) é de 0,014–0,038 mm, com um limite de serviço de 0,08 mm. Portanto, pode ser medido com o Plastigage verde.

Adicionalmente, a folga entre o casquilho da biela e o pino do virabrequim tem um valor padrão de 0,035–0,059 mm, com um limite de serviço de 0,10 mm. Isto também pode ser medido com o calibre verde.

O Que Fazer Se a Folga Medida com Plastigage For Demasiado Grande?

Desaperte os parafusos de fixação uniformemente e remova o calibre para cima, evitando arrastá-lo. Em seguida, leia a folga consultando o calibre na embalagem.

Quanto menor a folga, mais o Plastigage esmaga. A folga padrão para este motor é de 0,014–0,038 mm, e o limite de serviço é de 0,08 mm. A largura esmagada é menor que a faixa de 0,038 mm (significando folga maior), mas maior que a faixa de 0,076 mm (significando folga menor), pelo que se pode determinar que não atingiu o limite de serviço de 0,08 mm. Se precisar de saber a folga como um valor absoluto, um micrómetro + medidor de furos é necessário.

Neste motor, quando o fabricante monta um veículo novo, seleciona o mancal ideal de três tipos de mancais com diferentes espessuras com base na combinação do diâmetro interno da secção do mancal principal do bloco e do diâmetro externo do munhão principal do virabrequim. Se a folga medida exceder o limite de serviço após acumular quilometragem, pode ser possível reduzir a folga utilizando um mancal mais espesso do que o atual, se tal peça estiver disponível.

A espessura dos casquilhos de mancal pode ser identificada por marcas de tinta nas laterais. Neste motor, os casquilhos de mancal azuis são os mais espessos dos três tipos, e os casquilhos de mancal pretos indicam espessura intermédia. Se o casquilho de mancal preto atual tiver folga excessiva, a mudança para um casquilho de mancal azul mais espesso reduzirá o diâmetro interno e, portanto, a folga.

Quando o Plastigage é colocado no eixo e o mancal é apertado com o torque especificado, o calibre esmaga-se. Comparando a largura esmagada do calibre com a largura das linhas impressas na embalagem do Plastigage, a folga pode ser determinada.

Se a largura esmagada do calibre corresponde à largura impressa é um pouco uma questão de sorte, e na realidade, não se pode saber a folga exata até ao nível de 0,001 mm. Se a largura esmagada for maior que 0,051 mm impressos, mas menor que 0,038 mm, pode estimar-se que seja cerca de 0,04 mm.

Enquanto um micrómetro + medidor de furos pode medir em vários pontos à volta da circunferência, o Plastigage só pode medir a folga no ponto onde o calibre foi colocado, ou seja, num único local. Se houver matéria estranha no munhão ou no mancal e for medida, pode resultar numa folga menor que a média. Além disso, a espessura da película de óleo pode afetar a medição. Portanto, ao usar Plastigage, limpe o óleo e trabalhe num estado seco.

À medida que o desgaste progride com o acúmulo de quilometragem, os componentes do motor aumentam as suas folgas. Então, o que deve ser feito se a folga exceder o limite de serviço?

Dependendo do modelo e idade do veículo, a disponibilidade de peças varia. No entanto, os "casquilhos de mancal" instalados nos munhões principais do virabrequim e nas extremidades grandes das bielas estão disponíveis em diferentes espessuras. Estas são peças usadas para ajustar a folga a um nível apropriado, corrigindo as tolerâncias no diâmetro externo dos munhões principais de virabrequins produzidos em massa e o diâmetro interno das secções de mancais principais do bloco durante a montagem de veículos novos. São também usadas em recondicionamentos e reparações.

É necessário verificar os tipos e espessuras dos casquilhos de mancal no manual de serviço. Ao usar casquilhos de mancal que são um ou dois níveis mais espessos do que os atualmente em uso, a folga pode ser reduzida. No entanto, se a folga aumentou devido a problemas com o próprio virabrequim, como o descascamento do revestimento de cromo duro na superfície do munhão principal ou do pino do virabrequim, o virabrequim deve ser substituído, não apenas os casquilhos de mancal.

Além disso, em casos como eixos de cames, onde não há casquilhos de mancal nos suportes do came e a cabeça do cilindro os suporta diretamente, se a causa do aumento da folga estiver no lado do suporte do came, a cabeça do cilindro pode precisar de ser substituída.

Quando o Plastigage é Eficaz?

A folga do mancal da extremidade grande da biela também pode ser medida com Plastigage. Como a biela é mais propensa a mover-se durante a medição do que o virabrequim, segure-a no lugar e aperte as porcas da tampa.

A folga do mancal da extremidade grande da biela é de 0,035–0,059 mm. Verificando a embalagem do Plastigage, isto corresponde de perto à largura da faixa de 0,038 mm, indicando que está no limite inferior da faixa padrão, o que significa que não há desgaste no momento.

Para mecânicos de fim de semana e amadores que medem a folga das partes rotativas do motor, a decisão entre usar um micrómetro + medidor de furos ou Plastigage pode basear-se no custo de aquisição das ferramentas e na sua frequência de uso.

Um micrómetro + medidor de furos é essencial para medição precisa de folga, mas adquirir ambos pode facilmente custar mais de 10.000 ienes. Se esta for uma tarefa "única na vida" na sua vida de motociclista, o Plastigage, que pode ser comprado por cerca de 1.000 ienes, é suficientemente prático.

Os valores de folga obtidos de ambos os métodos de medição coincidem? Em conclusão, não coincidem perfeitamente, mas devem ser aproximações próximas dentro da faixa aceitável. As razões para a discrepância são as seguintes:

1: Diferenças nas Condições de Medição
・Micrómetro + medidor de furos mede componentes individuais sob carga zero.
・Plastigage mede em condições reais com torque de aperto aplicado.
・Mesmo com o torque adequado, a distorção do aperto pode afetar a medição.

2: Diferenças na Posição de Medição
・Um medidor de furos pode medir em diferentes locais para determinar o valor médio ou mínimo.
・Plastigage indica apenas a folga local onde o calibre foi esmagado.

3: Diferenças de Resolução
・Micrómetro + medidor de furos pode calcular valores em incrementos de 0,01 mm através de cálculo.
・Plastigage depende da comparação visual com larguras de faixa impressas.

Se a precisão for primordial, um micrómetro + medidor de furos é a escolha. No entanto, os valores padrão definidos pelos próprios fabricantes de motociclos têm uma faixa. O valor padrão para a folga entre o munhão principal e o mancal neste motor é de 0,014–0,038 mm, uma faixa de 0,024 mm. O limite de serviço é de 0,08 mm, deixando uma margem de 0,042 mm do limite superior do valor padrão para o limite de serviço.

Por outro lado, o Plastigage verde tem números de 0,025–0,076 mm impressos para quatro larguras de faixa diferentes. Com base na relação entre estes, a largura esmagada do Plastigage usado aqui cai dentro da faixa padrão se estiver dentro da faixa do calibre, indicando que a substituição do mancal não é necessária.

Se o objetivo é padronizar a folga de todos os casquilhos de mancal (ou pelo menos aproximá-los de um valor uniforme), ou maximizar a folga para reduzir a perda por atrito, então um micrómetro + medidor de furos, que mede dimensões reais, é mais fiável e útil. No entanto, para manutenção de rotina, o Plastigage é suficientemente prático.

Medir a folga com Plastigage é uma tarefa interessante que pode aumentar a curiosidade e o espírito de investigação sobre motores. No entanto, o desgaste nos virabrequins, bielas e eixos de cames é mais frequentemente causado por má gestão do óleo do motor. Portanto, é importante realizar diligentemente trocas de óleo regulares para evitar a necessidade de medições de folga durante reparações do motor.

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