Estrutura Técnica do Ônibus: Mecânica 11 – Pesos e Volumes – ViaCircular Ônibus
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Estrutura Técnica do Ônibus: Mecânica 11 – Pesos e Volumes
Pesos em ordem de marcha: Os pesos do veículo podem sofrer alteração devido à inclusão de opcionais. A capacidade de carga em um determinado eixo pode ser reduzida em função da marca, modelo e dimensões dos pneus utilizados. Consulte o catálogo do fabricante de pneus correspondente.
11.01 – Peso do chassi (segundo DIN 70020)
É o peso do chassi incluindo a totalidade de elementos a ele pertencentes de série.
Conjuntamente com o chassi se pesam:
Radiador cheio;
Óleo no motor, na caixa de mudanças e nos eixos;
Equipamento elétrico completo, com bateria carregada;
Pneumáticos de série e roda sobressalente;
Ficam excluídos da pesagem:
Cabina e carroçaria;
Acoplamento para reboque;
Tomadas de força.
Imagem 11.01 – Peso do chassi.
Fonte: Volvo – adaptado.
11.02 – Peso do veículo em vazio
Peso do veículo em ordem de serviço, ou seja, o peso do chassi, da cabina completa e de todos os equipamentos (como por exemplo, roda sobressalente, acoplamento para reboque, ferramentas e macaco). Além disso, deve-se acrescentar o peso do condutor, da ordem de 70 ou 75 kg.
Imagem 11.02 – Peso do veículo em vazio.
Fonte: adaptado por César Mattos.
11.03 – Carga útil e carroçaria
Peso bruto total admissível para o veículo, deduzidos o peso do chassi com cabina completa, o peso do condutor (70 a 75 kg) e os pesos da roda sobressalente e das ferramentas.
Imagem 11.03 – Carga útil e carroçaria.
Fonte: Volksbus – adaptado.
11.04 – Peso do Veículo em Ordem de Marcha (PVOM)
É o peso próprio do veículo, acrescido dos pesos do combustível, das ferramentas e dos acessórios, da roda sobressalente, do extintor de incêndio e do líquido de arrefecimento.
Imagem 11.04 – Peso do Veículo em Ordem de Marcha (PVOM).
11.05 – Peso bruto total (PBT)
E o peso total estabelecido para o veículo carregado, que não deve ser ultrapassado, tomando-se em conta as especificações do fabricante e os valores fixados por lei. Peso máximo (autorizado) que o veículo pode transmitir ao pavimento, constituído da soma da tara mais a lotação.
Limites máximos de PBT (CONTRAN nº 882/21) para veículos não articulados é de 29.000 kg e com reboque ou semirreboque é de 39.500 kg.
Imagem 11.05 – Peso bruto total (PBT).
11.06 – Peso bruto total combinado (PBTC)
Peso máximo que pode ser transmitido ao pavimento pela combinação de um veículo de tração ou de carga, mais seu(s) semirreboque(s), reboque(s), respeitada a relação potência/peso, estabelecida pelo INMETRO – Instituto de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial.
11.07 – Pesos admissíveis
Valores indicados: Pesos máximos e capacidades máximas informados pelo fabricante ou importador como limites técnicos do veículo.
Valores autorizados: O menor valor entre os pesos e capacidades máximos estabelecidos pelos regulamentos vigentes (valores legais) e os pesos e capacidades indicados pelo fabricante ou importador (valores técnicos).
11.08 – Peso bruto admissível por eixo
É o peso máximo estabelecido para cada eixo e que não deve ser ultrapassado, de acordo com as especificações do fabricante do veículo e os valores fixados por lei. Inclui o peso morto do respectivo eixo. PVOMD – peso do veículo no eixo dianteiro / PVOMT – peso do veículo no eixo traseiro.
Imagem 11.08 – Peso bruto admissível por eixo.
Pesos fora das normas do CONTRAN: Os ônibus com limites de peso superiores aos da resolução do CONTRAN que foram registrados e licenciados até 13 de novembro de 1996, poderão circular até o término de sua vida útil.
11.09 – Capacidade máxima de tração (CMT)
Máximo peso que a unidade de tração é capaz de tracionar, incluído o PBT da unidade de tração, limitado pelas suas condições de geração e multiplicação do momento de força, resistência dos elementos que compõem a transmissão.
11.10 – Lei da balança
O Código Nacional de Trânsito estabeleceu as cargas por eixos com o objetivo precípuo de preservar o pavimento das estradas de rodagem e, por extensão, de todas as vias públicas. Entretanto, seus efeitos refletem-se positivamente também nos aspectos de conservação dos próprios veículos, pela obrigatoriedade de serem observados os limites máximos estabelecidos pelos fabricantes – que são resultantes das características construtivas de cada veículo – propiciando assim, igualmente, condições para maior segurança do tráfego.
Imagem 11.10 – Lei da balança.
11.11 – Tara
É o peso próprio do veículo, acrescido dos pesos da carroceria e equipamento, do combustível – pelo menos 90% da capacidade do(s) tanque(s), das ferramentas e dos acessórios, da roda sobressalente, do extintor de incêndio e do líquido de arrefecimento, expresso em quilogramas.
11.12 – Lotação
É a carga útil máxima expressa em quilogramas, incluindo o condutor e os passageiros que o veículo pode transportar para os veículos de carga e tração ou número de pessoas para os veículos de transporte coletivo de passageiros.
11.13 – Capacidade Total de Carga
É a carga útil que o veículo pode transportar acrescido do peso da carroceria. Pode ser calculado pela subtração do Peso Bruto Total homologado (PBT Homologado) pelo Peso em ordem de marcha (PVOM).
11.14 – Peso bruto por eixo isolado
Com dois pneumáticos: o limite máximo de peso bruto estabelecido por lei para um eixo isolado com dois pneumáticos é de 6.000 kg para ônibus urbano e 7.000 kg para ônibus rodoviário (CONTRAN nº 882/21).
Imagem 11.14a – Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos.
Com quatro pneumáticos: O limite máximo de peso bruto estabelecido por lei para um eixo isolado com quatro pneumáticos é de 10.000 kg para ônibus urbano e 11.000 kg para ônibus rodoviário (CONTRAN nº 882/21).
Imagem 11.14b – Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos.
11.15 – Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem (trucado, eixos com ligação)
Com dois pneumáticos em cada eixo (total 4 pneumáticos): o limite máximo de peso bruto estabelecido por lei para um conjunto de dois eixos em tandem, com dois pneumáticos em cada eixo, é de 10.000 kg, devendo ser distribuídos exatamente 5.000 kg para cada eixo. Para os dois eixos direcionais com distância entre-eixos de no mínimo 1,20 metros o limite é de 13.000 kg para ônibus rodoviários (CONTRAN nº 882/21).
Imagem 11.15a – Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com dois pneumáticos em cada eixo.
Com quatro pneumáticos em cada eixo (total 8 pneumáticos): o limite máximo de peso bruto estabelecido por lei para um conjunto de dois eixos, em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo, é de 18.000 kg para ônibus rodoviário (CONTRAN nº 882/21), não podendo a diferença de peso bruto entre os dois eixos exceder 1.700 kg. O referido peso bruto prevalece se a distância entre os dois eixos for de 1,20 até 2,40 metros: se for superior a 2,40 metros, considerar-se-á cada eixo como se fosse isolado, admitindo-se então um peso bruto de 20.000 kg para o conjunto – ou seja, 10.000 kg para cada eixo.
Imagem 11.15b – Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo.
Conjunto de dois pneumáticos + quatro (total 6 pneumáticos): o limite máximo de peso bruto total para ônibus rodoviário é de 14.500 kg (CONTRAN nº 882/21).
11.16 – Peso bruto por conjunto de dois eixos não em tandem (trucado, eixos independentes)
Com quatro pneumáticos em cada eixo: o limite máximo de peso bruto estabelecido por lei para um conjunto de dois eixos não em tandem, com quatro pneumáticos em cada eixo, é de 15.000 kg. Esse peso prevalece se a distância entre os dois eixos estiver entre 1,20 e 2,40 metros; se for superior a 2,40 metros, considerar-se-á cada eixo como se fosse isolado, admitindo-se então um peso bruto de 20.000 kg – ou seja, 10.000 kg para cada eixo.
Imagem 11.16 – Peso bruto por conjunto de dois eixos não em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo.
11.17 – Matriz energética – Combustível: gasolina
A gasolina básica (sem oxigenados) possui uma composição complexa. A sua formulação pode demandar a utilização de diversas correntes nobres oriundas do processamento do petróleo como:
nafta leve (produto obtido a partir da destilação direta do petróleo);
nafta craqueada que é obtida a partir da quebra de moléculas de hidrocarbonetos mais pesados (gasóleos);
nafta reformada (obtida de um processo que aumenta a quantidade de substâncias aromáticas), o fósforo é utilizado para que haja a queima de hidrocarbonetos mais leves que o próprio valor quantitativo químico dos elementos da gasolina expresso na formula gasoli + queima² = CH4 + QUEIMA PADRONIZADA;
nafta alquilada (de um processo que produz iso-parafinas de alta octanagem a partir de iso-butanos e olefinas), etc.
Quanto maior a octanagem (número de moléculas com octanos) da gasolina maior será a sua resistência à detonação espontânea.
11.18 – Matriz energética – Combustível: álcool/etanol
O etanol (álcool etílico) é limpo, sem cor e tem um odor agradável, diluído em água apresenta um sabor doce, mas na forma concentrada é um poderoso combustível.
11.19 – Matriz energética – Combustível: diesel
O gasóleo é o combustível utilizado em motores de combustão interna (inflamação do combustível se faz pela compressão do ar dentro da câmara de combustão) e ignição por compressão (motores do ciclo diesel) e é utilizado nas mais diversas aplicações, tais como: automóveis, caminhões, pequenas embarcações marítimas, máquinas de grande porte e aplicações estacionárias (geradores eléctricos, por exemplo). Os componentes do gasóleo são selecionados de acordo com as características de ignição e de escoamento adequadas ao funcionamento dos motores diesel.
Em função dos tipos de aplicações, o óleo diesel apresenta características e cuidados diferenciados para conservar sempre o mesmo ponto de fulgor e não fugir dos padrões de ignição preestabelecidos por essa tecnologia. Porém, em alguns países, essa regra vem sendo descumprida e já é costume os governos permitirem a mistura de outras substâncias ao óleo diesel.
11.20 – Matriz energética – Combustível: biodiesel
O biodiesel pode ser reconhecido por suas propriedades, independentemente de processo produtivo, podendo ser tanto o éster originado após o processo de transesterificação dos óleos vegetais e outros materiais graxos, bem como o hidrocarboneto renovável oriundo de processos produtivos distintos.
O diesel comercializado em todo o Brasil contém 5% de Biodiesel, denominado de "B5", o qual refere-se a uma mistura de 5% de combustível, produzido à base de óleo vegetal ou gordura animal, e os 95% restantes de óleo diesel derivado de petróleo.
Essa composição de combustível é renovável e biodegradável, ou seja, é suscetível à degradação natural e acidificação e pode ser acelerada, conforme as condições de temperatura, exposição de luz, em contato com ar e água, materiais como o zinco, cobre e bronze.
Devido a esses fatores, a recomendação geral é que o Biodiesel não seja armazenado por mais de 6 semanas.
11.21 – Matriz energética – Combustível: GLP (Gás Liquefeito de Petróleo)
É uma mistura de hidrocarbonetos com três e quatro átomos de carbono: propano, propeno, butano e buteno. A proporção desses elementos no gás liquefeito depende do petróleo de que se originam. Contudo, a pequena diferença entre as propriedades desses componentes torna sem importância prática sua variação. Para ter boas propriedades de queima, o gás liquefeito do petróleo exige valores controlados de algumas propriedades, como: pressão de vapor, ponto de ebulição, resíduos de queima, enxofre, compostos corrosivos e umidade.
Os resultados da combustão, nos motores a explosão, dependem de duas condições: calor específico da mistura combustível-ar e seu ponto de queima. O melhor desempenho, possível com um maior calor específico, pode ser prejudicado pela pré-ignição, que afeta a expansão motora da combustão. A pré-ignição depende da natureza do combustível. Um produto com temperaturas de queima e vaporização afastadas somente permite a combustão, pela faísca das velas. Pressões internas, indesejáveis são eliminadas, havendo queima completa. Ela é possível pela própria natureza desse produto. Um baixo ponto de vaporização – inferior a 0°C – permite sua entrada no cilindro já no estado gasoso. Por outro lado, a temperatura de queima elevada impede sua pré-ignição, favorecendo a combustão. O uso do gás liquefeito de petróleo, no lugar da gasolina, requer modificação de pequena importância no sistema de alimentação e acessórios adicionais independentes.
O G. L. P. pode substituir qualquer tipo de combustível nos motores a explosão: gasolina, óleo diesel, etc. Contudo, sua adaptação é mais simples nos motores a gasolina onde elimina problemas relacionados com a pré-ignição e poluição dos gases do escapamento. Sua adaptação requer a instalação de mangueiras no carburador e um conjunto que consta de recipientes, vaporizador-regulador e difusor. O projeto depende do veículo, das condições do trabalho e do abastecimento. Outros fatores como potência, voltagem do sistema elétrico e rotação do motor são necessários para dimensionar detalhes do sistema.
11.22 – Matriz energética – Combustível: GNV (Gás Natural Veicular)
A obtenção do gás natural é mais fácil e mais rápida do que o diesel e a gasolina, sem necessidade de passar por qualquer refino, ao contrário do diesel e da gasolina, obtidos da destilação do petróleo.
O gás natural pode ser obtido diretamente na natureza juntamente com o petróleo, como subproduto do processo de refino ou ainda de biodigestores, num processo de decomposição de material orgânico.
O gás natural, após sua extração, é enviado por gasodutos a Unidades de Processamento de Gás Natural, (UPGN) para retirada de frações condensáveis. Uma delas é o Gás Liquefeito de Petróleo – GLP (mistura dos gases propano e butano), à outra fração é a gasolina natural.
11.23 – Matriz energética – Combustível: hidrogênio
Obter energia elétrica com pilha de hidrogênio mais oxigênio é uma descoberta de 1839 do físico inglês W. Grove. Este processo ficou esquecido por causa da maior simplicidade da geração por dínamos. A pilha considerada complicada, fica inicialmente restrita a submarinos, pela necessidade de enormes quantidades de gás como reserva de energia. Aparece de novo nas missões Apolo e Gemini, do programa espacial norte-americano.
Cada pilha é um grupo de células. No coração de cada célula uma membrana plástica de 0.1 mm de espessura, atua como condutor de prótons. A membrana é revestida com um catalisador de platina e um eletrodo de grafite permeável ao gás. Há canais de gás em ambos os lados desta placa de grafite bipolar. O hidrogênio entra por um canal e ar pelo outro. O catalisador ioniza o hidrogênio e este é fracionado em ions de hidrogênio positivo (prótons) e elétrons com carga negativa. Os prótons migram pela película permeável, de modo que o anodo adquire carga negativa dos elétrons deixados para trás.
Em contrapartida as moléculas de oxigênio do lado do catodo, excitadas pelo catalisador, absorvem os elétrons. O processo gera íons de oxigênio e o catodo adquire carga positiva.
Surge uma diferença de potencial entre anodo e catodo. Se ligados por um consumidor (motor elétrico, por exemplo), os elétrons retornam do anodo para o catodo. A tração nos motores dos cubos de roda ocorre desta forma.
Hidrogênio e oxigênio se ligam liberando vapor de água quimicamente puro a 55 graus Celsius, possibilitando em tempo frio calefação para todo o ônibus. Ventiladores no teto dissipam o calor gerado para a atmosfera.
A eficiência de um motor de combustão interna fica limitada por uma barreira termodinâmica fundamental, o "processo Carnot", ao qual o sistema puramente eletroquímico da pilha, que é uma reação fria", não se submete.
Depósitos no teto do ônibus pressurizados a 300 bar, suprem o sistema com 21 kg de hidrogênio. Regulando seu fornecimento, controla-se a potência, gerando a cada momento apenas a energia exigida. Dez conjuntos de células na traseira do ônibus, totalizando 250 kW, fornecem eletricidade para tração (600 V), rede elétrica e compressor (380 V), rede geral interna e bomba de reserva da servodireção (24 V).
Imagem 11.23 – Matriz energética – Combustível: hidrogênio.
11.24 – Veículo bicombustível
Veículo com dois tanques distintos para combustíveis diferentes, excluindo-se o reservatório auxiliar de partida.
11.25 – Veículo multicombustível (flex)
Veículo que pode funcionar com gasolina ou álcool etílico hidratado combustível ou qualquer mistura desses dois combustíveis num mesmo tanque.
11.26 – Anticongelante
Para evitar que, no inverno a água congele-se junta-lhe álcool ou glicerina pura. O álcool dilui-se facilmente; a mistura permanece homogênea, mas, como o álcool se evapora mais facilmente que a água, deve-se verificar a sua proporção periodicamente. A resistência ao frio depende da quantidade de álcool ou de glicerina que se adicionou à água.
O emprego de anticongelantes é uma medida de segurança. Contudo permitir-se-ão melhores arranques se o ambiente estiver em local aquecido ou se houver um sistema de aquecimento na circulação. O acionamento de um motor cuja temperatura é inferior a 273 ºK (0 ºC) apresenta certas dificuldades e alguns perigos. Se não houver lubrificação, o metal mais frágil poderá sofrer, sob o efeito de choques, um começo de ruptura (molas de válvulas, etc.).