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Estrutura Técnica do Ônibus: Mecânica 11 – Pesos e Volumes

Atualização: Página criada em: 23/04/2022 por César Mattos.

Fontes: Todas fontes são devidamente referenciadas, nenhum dado foi retirado do além, informações são comprovadas por fontes publicadas. Qualquer dúvida ou questionamento sobre algum fato entrar em contato pelo email: contato@viacircular.com.br

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:

  • Depósito de combustível cheio;
  • Radiador cheio;
  • Óleo no motor, na caixa de mudanças e nos eixos;
  • Equipamento elétrico completo, com bateria carregada;
  • Pneumáticos de série e roda sobressalente;
  • Painel de instrumentos;
  • Para-brisa;
  • Ferramentas.

Ficam excluídos da pesagem:

  • Cabina e carroçaria;
  • Acoplamento para reboque;
  • Macaco;
  • Extintor;
  • Tomadas de força.
Peso do chassi
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.

Peso do veículo em vazio
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.

Carga útil e carroçaria
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.

Peso do Veículo em Ordem de Marcha (PVOM)
Imagem 11.04 – Peso do Veículo em Ordem de Marcha (PVOM).
Fonte: adaptado por César Mattos.

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.

Peso bruto total homologado (PBT Homologado): capacidade máxima homologada pelo fabricante. É a soma das capacidades de carga total dos eixos dianteiro e traseiro(s).

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.

Peso bruto total (PBT)
Imagem 11.05 – Peso bruto total (PBT).
Fonte: adaptado por César Mattos.

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.

Peso bruto admissível por eixo
Imagem 11.08 – Peso bruto admissível por eixo.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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.

Lei da balança
Imagem 11.10 – Lei da balança.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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).

Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos
Imagem 11.14a – Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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).

Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos
Imagem 11.14b – Peso bruto por eixo isolado com dois pneumáticos.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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).

Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com dois pneumáticos em cada eixo
Imagem 11.15a – Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com dois pneumáticos em cada eixo.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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.

Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo
Imagem 11.15b – Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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.

Peso bruto por conjunto de dois eixos não em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo
Imagem 11.16 – Peso bruto por conjunto de dois eixos não em tandem com quatro pneumáticos em cada eixo.
Fonte: adaptado por César Mattos.

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 (CH3 CH2OH), também chamado álcool etílico e, na linguagem popular, simplesmente álcool, é uma substância obtida da fermentação de açúcares, encontrado em bebidas como cerveja, vinho e aguardente, bem como na indústria de perfumaria. No Brasil, tal substância é também muito utilizada como combustível de motores de explosão, constituindo assim um mercado em ascensão para um combustível obtido de maneira renovável e o estabelecimento de uma indústria de química de base, sustentada na utilização de biomassa de origem agrícola e renovável.

O etanol é o mais comum dos álcoois. Os álcoois são compostos que têm grupos hidroxilo ligados a átomos de carbono sp3. Podem ser vistos como derivados orgânicos da água em que um dos hidrogênios foi substituído por um grupo orgânico.

As técnicas de produção do álcool, na antiguidade apenas restritas à fermentação natural ou espontânea de alguns produtos vegetais, como açúcares, começaram a se expandir a partir da descoberta da destilação – procedimento que se deve aos árabes. Mais tarde, já no século XIX, fenómenos como a industrialização expandem ainda mais este mercado, que alcança um protagonismo definitivo, ao mesmo ritmo em que se vai desenvolvendo a sociedade de consumo no século XX. O seu uso é vasto: em bebidas alcoólicas, na indústria farmacêutica, como solvente químico, como combustível ou ainda com antídoto.

O álcool combustível (etanol) é um biocombustível produzido, geralmente, a partir da cana-de-açúcar, mandioca, milho ou beterraba.

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.

O etanol combustível é composto, aqui no Brasil, de 96% de etanol e 4% de água, e aparece na nossa gasolina, como substituto do chumbo, com 22%, formando o chamado gasool.

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 biodiesel é um éster de ácido graxo, renovável e biodegradável, obtido comumente a partir da reação química de óleos ou gorduras, de origem animal ou vegetal, com um álcool na presença de um catalisador (reação conhecida como transesterificação). Pode ser obtido também pelos processos de craqueamento e esterificação.

O nome biodiesel muitas vezes é confundido com a mistura diesel+biodiesel, disponível em alguns postos de combustível. A designação correta para a mistura vendida nestes postos deve ser precedida pela letra B (do inglês Blend). Neste caso, a mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.

O biodiesel é comumente produzido por meio de uma reação química denominada transesterificação. No caso específico para a reação abaixo, os triacilgliceróis de origem animal/vegetal, reagem com o metanol, na presença de um catalisador, produzindo glicerol (subproduto) e o éster metílico de ácido graxo (biodiesel). A reação de transesterificação pode ser catalisada por ácido ou base.

Biodiesel B5

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)

Gás natural veicular (GNV) é um combustível disponibilizado na forma gasosa, a cada dia mais utilizado em automóveis como alternativa à gasolina e ao álcool.

O GNV diferencia-se do gás liquefeito de petróleo (GLP) por ser constituído por hidrocarbonetos na faixa do metano e do etano, enquanto o GLP é possui em sua formação hidrocarbonetos na faixa do propano e do butano.

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).

Matriz energética - Combustível: hidrogênio
Imagem 11.23 – Matriz energética – Combustível: hidrogênio.
Fonte: Transporte Moderno.

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.).

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