Um volante de inércia é uma máquina que reserva energia rotacional resistindo a mudanças na velocidade de rotação. A energia armazenada é proporcional ao quadrado da velocidade de rotação. É possível alterar a potência preservada da máquina aplicando um torque para crescer ou reduzir a sua velocidade de rotação. Uma máquina ou um veículo perde o momento cada vez que abranda ou pára. Um volante de inércia compensa essa perda de momento ao fornecer a partir da sua potência reservada. Neste breve guia, discutiremos como funciona um volante de inércia e o que faz.
O que é um volante de inércia num carro?
Um volante de inércia é uma roda pesada que requer muita força para rodar no seu eixo. Quando a roda está em movimento a alta velocidade, continuará a girar, a menos que se a pare aplicando muita força. Quando gira, preserva uma grande quantidade de energia cinética que mais tarde utiliza para dar potência a um veículo ou máquina no momento do arranque do motor ou da aceleração.
O que é um volante de inércia num carro? Tecnicamente explicado , o volante (se manual) ou a placa flexível (se transmissão automática) é definido como um disco que é aparafusado à cambota na parte de trás do motor. Serve para muitos fins:
- Num carro de transmissão manual, dá uma das superfícies de fricção para a embraiagem. A placa de pressão da embraiagem é-lhe aparafusada e o disco de embraiagem é colado entre eles.
- Num carro de transmissão automática, é na verdade conhecido como placa flexível e o conversor de torque dos parafusos de transmissão para ele.
Há um anel dentado no seu bordo exterior que o motor de arranque roda para ligar o motor. Devido ao grande disco (relativo à cambota), isto permite que o motor de arranque tenha mais influência contra o motor.
Também serve para realizar certos objectivos de funcionamento do motor. Embora os volantes mais maciços exijam mais energia para rodar, uma vez rodados, ganham mais impulso e ajudam o motor a funcionar mais suavemente e a deslocar-se mais suavemente a RPM.
Como é que um volante de inércia funciona?
Como funciona um volante de inércia para armazenar a energia? Bem, pode compará-lo com o mecanismo de uma bateria mecânica. Enquanto a bateria armazena a energia numa forma química, um volante de inércia preserva a energia sob a forma de movimento ou energia cinética para ser preciso.
Um volante de inércia será capaz de armazenar mais energia se girar a uma velocidade mais alta ou tiver um momento de inércia mais alto, o que significa mais volumoso. No entanto, funciona sempre melhor quando gira mais depressa em vez de aumentar a sua massa. Por exemplo, uma roda irá produzir duas vezes mais energia do que a que pesa metade dela, dado que ambas são rodadas à mesma velocidade. Por outro lado, rodar a roda mais leve duas vezes mais depressa quadruplicará a quantidade de energia armazenada.
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Por esta razão, é sempre melhor usar rodas mais leves e de alta velocidade do que as unidades com um peso maciço. Além disso, os volantes compactos fazem sentido prático em carros de corrida porque precisam de ser tão leves quanto possível para circular a alta velocidade.
Como funciona um volante de inércia quando se continua a aumentar a velocidade? Não é possível porque existe um ponto em que o material do volante não será capaz de lidar com a força e esmagar em fragmentos.
Quais são as funções de um volante de inércia?
Antes de aprofundar o princípio de funcionamento dos volantes de inércia para automóveis, é importante conhecer as suas funções. É utilizado em quase todos os tipos de automóveis, incluindo carros de corrida, comboios e autocarros. No passado, costumavam ter um grande diâmetro com raios e uma jante de metal volumosa. No entanto, as unidades modernas são mais compactas devido a serem feitas de materiais compostos ou de fibra de carbono. É preciso empurrar a roda com força para a pôr em movimento. Serve principalmente estas funções na maioria dos veículos:
Engine Start
Os dentes das engrenagens cortados no suporte da circunferência do volante de inércia dão partida ao motor. No motor de arranque do motor, uma pequena engrenagem (chamada engrenagem Bendix) acostuma-se ao volante de inércia quando se roda a chave. A combinação engrenagem Bendix/motor de arranque gira o volante, rodando a cambota e iniciando o ciclo de compressão necessário para o arranque do motor. Após o arranque do motor, a engrenagem Bendix retira-se para deixar o volante girar livremente.
Promoção da velocidade do motor
Após o arranque do motor, a cambota converte o movimento de subida e descida dos pistões em movimento rotativo. No entanto, este movimento é brusco uma vez que a potência é gerada apenas duas vezes (para um motor de quatro cilindros) ou quatro vezes (para um motor de oito cilindros) durante uma rotação do motor. A massa do volante aplica inércia para manter a cambota do motor a girar entre cada um destes disparos do pistão, de modo que a velocidade de rotação da cambota é mantida constante e o motor funciona suavemente.
Engine Balancing
Desde que os pistões são deslocados do centro da cambota, o motor vibra e abana consequentemente à medida que cada pistão dispara num ângulo diferente. O peso pesado do volante suprime este movimento side-to-side, ajudando a estabilizar e equilibrar o motor nos seus apoios e a reduzir a vibração em todo o veículo.
Drivetrain Stress Reduction
Ao estabilizar o movimento do motor e alisar a sua velocidade, o volante limita o desgaste de outros componentes do sistema de transmissão. Embora o motor e os veios de transmissão estejam paralelos entre si, os acessórios entre o eixo e a transmissão não estão; o veio de transmissão utiliza juntas universais que mudam constantemente de ângulo à medida que giram. Os volantes ajudam a reduzir o desgaste em tais juntas.
Manipulação do peso
Peso do volante é um dos ajustes que os construtores de motores personalizados utilizam para adaptar o desempenho do seu motor para fins específicos.
- Os volantes mais pesados permitem que os motores trabalhem sob cargas que podem causar o atolamento do motor; assim, os automóveis que puxam consistentemente reboques pesados devem beneficiar de um volante de inércia maior.
- Motores que funcionam a alta velocidade – como motores de carros de corrida – beneficiam de um volante de inércia mais leve para melhor aceleração à velocidade; o que pode tornar mais difícil manter o motor em marcha lenta sem carga e mais difícil acelerar a partir de uma paragem inoperante. Devido a isto, os pilotos precisam das suas tripulações de boxes para os empurrar para ajudar a arrancar os seus carros.
Top 5 Bad Flywheel Symptoms
Burning Smell
Este cheiro é gerado quando a embraiagem está a ser utilizada indevidamente, seja a partir de um volante mau ou de um piloto inexperiente. Os revestimentos das embraiagens têm materiais destinados a reduzir a quantidade de ruído que a embraiagem produz durante a operação. Os revestimentos da embraiagem produzem muito calor devido ao atrito resultante de uma utilização incorrecta, o que essencialmente faz com que a superfície fique vidrada a partir do calor. A consequência é um forte odor pungente e acre que pode tornar-se bastante perceptível.
Tagarela da embraiagem
Em vez de se envolver suavemente, a embraiagem “salta” ao longo do volante. A embraiagem agarra e solta repetidamente, o que parece uma gaguez ou vibração quando a embraiagem é solta. Embora possa acontecer em qualquer mudança, é mais popular quando se parte de uma paragem completa. Enquanto um volante deformado é por vezes a causa, a tagarelice da embraiagem pode ser difícil de diagnosticar como placa de pressão, o disco de embraiagem, ou o rolamento de libertação estão frequentemente em falta quer as peças estejam gastas, partidas, deformadas, ou contaminadas por óleo devido a uma fuga do motor ou da transmissão.
Deslizamento da embraiagem
Muitas vezes, à medida que se tenta mudar de marcha enquanto se conduz, as engrenagens podem deslizar. Isto acontece tipicamente quando se pode dizer que não se está a transferir energia para as rodas. Isto é frequentemente um resultado directo de uma embraiagem gasta. O deslizamento da embraiagem acabará por provocar também o desgaste do volante. Pode começar a ouvir ruídos de moagem da placa de pressão e eventualmente, o volante de inércia de outras peças do conjunto da embraiagem sobreaquecerá e provocará o seu empenamento ou mesmo fissuras.
Dragagem da embraiagem
Isto é o oposto de um deslizamento da embraiagem. Em vez da embraiagem desengatada, a embraiagem simplesmente não se solta completamente. Irá experimentar vários níveis de moagem da embraiagem quando mudar de marcha ou mesmo a falha completa de colocar o carro em primeira velocidade quando partir de uma paragem.
A embraiagem de arrasto não é uma falha do volante em si na realidade. É o rolamento ou a bucha do volante ou da cambota.
Vibrações do pedal de embraiagem
Durante isto, pode haver vibrações vindas do pedal de embraiagem ou do chão do seu veículo cada vez que operar a embraiagem. Estas vibrações indicam que os apoios de mola do volante de inércia se estragaram. Como deve saber, o mecanismo de mola normalmente reduz as vibrações que são geradas pela embraiagem a ser utilizada.