Tão importante como tantas peças, componentes, conjuntos e sistemas de um automóvel, o sistema de arrefecimento veicular desempenha um papel fundamental para que o veículo continue levando os ocupantes de um lugar para o outro.
Se o motor do veículo superaquecer, então poderá fundir e será um abraço, era uma vez um motor, até mesmo um carro. Isso porque, dependendo do valor de outro motor — sim, apenas um motor novo, em caso de o motor fundir, poderá fazer com que o carro volte a andar — compensa vender o carro como sucata e comprar outro.
Neste conteúdo, você vai conferir o que é e como funciona o sistema de arrefecimento de um carro.
O que é o sistema de arrefecimento do carro
O sistema de arrefecimento do carro é um conjunto de peças e componentes que possuem a função de regular a temperatura do motor para que continue operando dentro dos limites estabelecidos. Não deve funcionar frio demais nem quente demais; em ambas as situações, acarretará prejuízos para o dono do automóvel.
Por que o motor não deve funcionar nem frio e nem quente?
Um motor funcionando frio é quando a temperatura de trabalho não foi atingida. Assim, dizemos que o motor está funcionando frio pois está com a temperatura abaixo da temperatura ideal de trabalho, geralmente entre 90 ºC e 104 ºC.
Se o motor funcionar frio, os componentes não vão dilatar corretamente, ocasionando desgaste prematuro de peças, maior consumo de combustível, queima incompleta do combustível que pode gerar carbonização no motor, potência baixa, desgaste do sistema de escapamento devido ao favorecimento de condensação de água no escapamento, podendo ocasionar ferrugem, dentre outros malefícios.
Já um motor operando de forma superaquecida, isto é, acima da temperatura de trabalho ideal, faz com que os componentes se dilatem bastante e trabalhem em uma temperatura onde o óleo lubrificante não mais servirá como proteção. O atrito, por exemplo, entre o pistão e a parede do cilindro será alto, fazendo com que o motor funda.
O sistema de arrefecimento (não é refrigeração), portanto, tem a finalidade de fazer com que o motor opere dentro das temperaturas ideais de trabalho.
Tipos de sistema de arrefecimento
Há dois tipos principais de sistema de arrefecimento: o arrefecimento a ar e o arrefecimento a água. Atualmente, o arrefecimento a água é mais empregado nos veículos. Confira cada um e suas particularidades.
Sistema de arrefecimento a ar
O sistema de arrefecimento a ar é bastante simples e não precisa do uso de água e aditivo, dispensando também radiador, tubulações, mangueiras, válvula termostática e outros componentes.
Veículos bastante conhecidos que possuem motores com arrefecimento a ar são o Volkswagen Fusca, Volkswagen Brasília e Volkswagen Kombi.
É um sistema simples, barato e eficiente, mas possui suas limitações. Seu funcionamento se dá por aletas, onde o ar passa e as aletas, que roubam o calor dos cilindros, são resfriadas pelo ar, em seguida esquentam novamente devido ao calor gerado pelo trabalho do motor e novamente são resfriadas pelo ar que passa por elas. Com o veículo em movimento, o fluxo de ar resfria as aletas dessa forma. É um sistema de arrefecimento por convecção.
No entanto, motores arrefecidos a ar precisam de um grande volume de ar para serem resfriados, cerca de 30 a 40 m³/h de ar para cada cavalo de potência a fim de garantir um arrefecimento eficiente. Ainda, há a necessidade de uma grande superfície de resfriamento, cerca de 10 a 15 cm² por centímetro cúbico de cilindrada.
Então, por exemplo, um motor de 1600 cc (1,6 litros) necessita de área de refrigeração entre 1,6 m² a 2,4 m² para o seu funcionamento adequado.
Por necessitar de uma grande área de refrigeração, as aletas são necessárias ao redor de cada cilindro para ocorrer uma troca de calor eficiente, impedindo, portanto, que os cilindros sejam próximos, implicando em um virabrequim mais longo e pesado.
No entanto, devido à simplicidade, inclusive de manutenção por descartar um sistema mais complexo que contém radiador, tubulações etc., o sistema de arrefecimento a ar foi empregado em muitos veículos e até hoje pode ser encontrado em motocicletas, por exemplo.
Ainda, em locais onde a temperatura é abaixo de 0 ºC, o sistema de arrefecimento a ar se faz eficiente pois não há risco de congelamento do fluido de arrefecimento.
Sistema de arrefecimento a água
O sistema de arrefecimento a água é mais complexo que o sistema de arrefecimento a ar, inclusive, possui mais componentes e peças. Porém, pode ser empregado em motores de potências maiores, pois possui um arrefecimento mais otimizado para eles. Ainda, para o dia a dia, os ruídos são reduzidos e permite que os carros populares possuam uma potência maior.
O arrefecimento a água consiste em resfriar o motor pela passagem do fluido de arrefecimento (geralmente água desmineralizada e aditivo anticongelante) nas galerias de água internas que o motor possui.
Ainda, há mais componentes que o sistema de arrefecimento a ar, como:
Ventoinha
A ventoinha é um componente essencial do sistema de arrefecimento. Ela atua como um ventilador elétrico que entra em funcionamento automaticamente quando a temperatura do motor atinge um determinado nível. Sua função é retirar o calor do radiador, forçando-o, impedindo, portanto, que o motor atinja temperaturas perigosas, ou seja, evita o superaquecimento do motor.
Bomba d’água
A bomba d’água é responsável por fazer o líquido de arrefecimento circular por todo o sistema. Ela mantém o fluido em movimento contínuo entre o motor, o radiador e os demais componentes. Assim, o calor gerado pelo funcionamento do motor é transferido para o radiador, onde será dissipado. Sem essa circulação, o motor esquenta rapidamente.
Válvula termostática
A válvula termostática atua como um regulador da temperatura do motor. Ela monitora constantemente o calor e decide o momento certo de liberar o fluido de arrefecimento para circular até o radiador.
Quando o motor está frio, ela permanece fechada para acelerar o aquecimento. Quando atinge a temperatura ideal, ela se abre e permite que o líquido resfrie o motor. Isso garante um funcionamento mais eficiente e evita tanto o superaquecimento quanto o funcionamento com o motor frio.
Reservatório de expansão
Também chamado de vaso de expansão, esse reservatório é o local onde o excesso de fluido vai quando o sistema está pressurizado com o motor quente. Quando o motor esfria, esse líquido é puxado de volta para o sistema.
A função do reservatório de expansão é manter o nível do líquido de arrefecimento estável, evitando a entrada de ar e possíveis falhas no sistema.
Radiador
O radiador é o componente responsável por dissipar o calor retirado do motor. Ele funciona como um trocador de calor: o líquido quente que sai do motor passa por seus dutos, onde é resfriado pelo ar externo que entra pela grade frontal do carro, principalmente quando o veículo está em movimento ou com a ventoinha ligada. Isso mantém a temperatura do motor dentro dos limites seguros.
Sensores de temperatura
Esses sensores eletrônicos monitoram constantemente a temperatura do motor e enviam essas informações para o painel do veículo ou para a central eletrônica (ECU). Com base nesses dados, o sistema pode acionar a ventoinha, ajustar o tempo de injeção de combustível e emitir alertas ao motorista caso algo esteja fora do normal. Eles são fundamentais para manter o controle e a segurança do motor.
O que é e para que serve o líquido de arrefecimento?
O líquido de arrefecimento é uma mistura de água desmineralizada e aditivo anticongelante. É importante destacar que a água deve ser desmineralizada, pois assim não possui sais minerais que, ao longo do tempo, se depositam nas galerias do motor, podendo ocasionar desgastes, entupimentos e rupturas.
Por que não pode colocar água da torneira no radiador do carro?
Muitas pessoas colocam água comum, da torneira, mas está incorreto. Essa prática danifica o motor ao longo do tempo e pode ocasionar um prejuízo muito alto, como a perda do motor.
Há a afirmação de que, se colocar água filtrada, não tem problema, mas continua sendo uma afirmação incorreta, visto que a água filtrada possui sais minerais e estes podem gerar depósitos ao longo do tempo no motor. Portanto, a água deve ser desmineralizada.
Já o aditivo serve para elevar o ponto de ebulição da mistura (água + aditivo), o que permite temperaturas de funcionamento maiores a uma pressão maior, isso porque a temperatura de ebulição da água é de 100 ºC a uma pressão de 1 bar.
O etileno glicol é amplamente empregado como aditivo no sistema de arrefecimento veicular. Sua composição química é C2H6O2. É um composto químico orgânico incolor, inodoro e com sabor adocicado. Mas não beba o etileno glicol, é bastante tóxico ao organismo.
Para que serve o líquido de arrefecimento
Possui propriedades anticongelantes
O etileno glicol reduz o ponto de congelamento da água porque interfere na formação de cristais de gelo. Assim, quando misturado à água, impede que as moléculas de água se organizem em uma estrutura sólida, fazendo com que a água se congele a temperaturas abaixo de 0 ºC.
Logo, em locais com temperaturas muito baixas, o líquido de arrefecimento não congela e permite o funcionamento do veículo.
Agente de transferência térmica
O líquido de arrefecimento serve como agente de transferência térmica, pois facilita a absorção, transporte e dissipação de calor, garantindo ao veículo um arrefecimento eficiente para seu funcionamento adequado.
Aumento do ponto de ebulição
A água pura, quando em 1 atm, ferve a 100 ºC, mas o líquido de arrefecimento (água + etileno glicol) ferve em temperaturas maiores. Assim, como o motor trabalha em temperaturas entre 85 ºC a 120 ºC (em média), evita que o líquido do sistema de arrefecimento ferva e comprometa a refrigeração.
Por que é preciso completar a água do sistema de arrefecimento de tempos em tempos?
O sistema de arrefecimento automotivo é fechado, mas não perfeito. Portanto, há pequenas perdas de líquido de arrefecimento que ocorrem de tempos em tempos por motivos como:
Evaporação e aumento de pressão: se a pressão dentro do sistema de arrefecimento ultrapassar um certo limite, então a tampa do radiador vai se abrir para permitir a saída de vapor e evitar danos ao motor.
Pequenos vazamentos: mangueiras e conexões podem apresentar vazamentos, mesmo que muito, mas muito pequenos, e, ao longo do tempo, o líquido de arrefecimento baixa de nível, pois sai na forma, inclusive, de vapor.
Quando limpar o sistema de arrefecimento do carro?
Depende de fabricante para fabricante, pois elas estipulam a limpeza do sistema de arrefecimento.
No entanto, se você perceber que o líquido de arrefecimento está com uma cor escura, mau cheiro, há vazamentos visíveis, ferrugem no líquido de arrefecimento e até mesmo se o motor ultrapassa a faixa ideal de temperatura de trabalho, leve seu veículo a uma oficina para diagnosticar o problema, e talvez seja necessário mais que uma limpeza.
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