Árvore de Cames

A árvore de cames é um dos componentes definidores do motor de quatro tempos, um veio rotativo provido de excêntricos cuidadosamente perfilados que empurram as válvulas para a posição aberta no instante exato de cada ciclo de combustão. A sua função é coordenar a respiração do motor, admitindo ar fresco ou mistura ar-combustível nos cilindros e libertando depois os gases queimados, tudo em sintonia precisa com a subida e descida dos pistões. Sem esta orquestração temporizada, as válvulas e os pistões não teriam qualquer relação fixa e o motor simplesmente não conseguiria funcionar.

Mecanicamente, a árvore de cames é acionada pela cambota e roda a exatamente metade da velocidade do motor, porque, num ciclo de quatro tempos, cada válvula só precisa de abrir uma vez a cada duas voltas da cambota. À medida que o veio roda, cada excêntrico em forma de ovo pressiona um seguidor, tucho ou balanceiro, que por sua vez empurra a válvula para baixo contra uma mola de retorno forte; assim que o excêntrico passa, a mola fecha a válvula de imediato. O acionamento provém de uma correia de distribuição, de uma corrente ou de um conjunto de engrenagens que mantém a árvore de cames e a cambota perfeitamente sincronizadas, e qualquer deslize dessa ligação descoordena todo o motor.

O perfil exato de cada excêntrico tem um efeito profundo no desempenho do motor. Um excêntrico suave, que abre a válvula de forma moderada e breve, favorece um binário forte a baixas rotações e um funcionamento suave e económico, enquanto um perfil agressivo, que abre mais a válvula e a mantém aberta durante mais tempo, deixa o motor respirar a fundo a altas rotações, trocando a elasticidade em baixo regime por potência no topo. É esta a essência da conceção da árvore de cames, e os preparadores há muito que trocam árvores de cames para moldar o caráter de um motor à medida da competição ou da estrada.

Os motores são configurados com uma ou duas árvores de cames por banco de cilindros. Uma arquitetura de árvore de cames única à cabeça, abreviada para SOHC, usa um só veio para acionar as válvulas de admissão e de escape, ao passo que uma arquitetura de dupla árvore de cames à cabeça, ou DOHC, dedica um veio a cada uma, permitindo mais válvulas por cilindro e uma respiração mais livre a altas rotações. Muitos motores modernos acrescentam a distribuição variável, que pode avançar ou atrasar a fase da árvore de cames relativamente à cambota, alargando a gama útil de rotações de modo a que um único motor seja dócil em baixo regime e enérgico quando solicitado.

Na prática, a árvore de cames é uma peça robusta e duradoura, mas os componentes que a acionam e que a seguem merecem atenção. Uma correia de distribuição desgastada que ceda pode permitir que as válvulas embatam nos pistões num motor de interferência, causando danos graves, razão pela qual a substituição programada da correia é fundamental. Os seguidores, os tuchos hidráulicos e os atuadores de distribuição variável também podem desgastar-se ou entupir com óleo degradado, pelo que um óleo limpo e do grau correto é a melhor proteção da árvore de cames contra o desgaste prematuro e a perda da sincronização precisa das válvulas.