Manual Técnico da Metal Leve

Manual Técnico da Metal Leve

(Parte 2 de 3)

- supersolicitaçãodomotoraindaemfasede amaciamento;

- deficiênciaderefrigeração;

- deficiênciade lubrificação; - combustãoanormal.

No momentoemqueopistãoengripadoéarrastadopelos demais,asaia éarrancadaapartirda secção médiado furo parapino.

- Verificaro sincronismo do eixocomando de válvulas.

- Verificara medida dafolga. - Verificaras posições demasiadamente avan- çadas dos pistões nos cilindrosem relaçãoao topo do bloco.

- Verificaraalturado topodo pistão emrelação a face do bloco.

- Na retificaçãodos colos manterocurso dentro dos valoresespecificados pelofabricante. - Verificaro comprimentodas bielas.

- Corrigir a profundidade das sedes das válvulas.

- Não exceder a rotação máxima especificada pelofabricante.

- Verificar o sincronismo do eixo comando de válvulas.

- Regular opontode injeção.

- Ajustar a bombade acordo com as instruções dofabricante.

- Observar asinstruçõesdofabricanterelativoà folgademontagempistão/cilindro.

- Seguiras instruçõesdofabricantedomotorrelativosao amaciamentodomesmo.

- Verificarse os sistemas derefrigeração,de lu- brificaçãoedeinjeçãofuncionamcorretamente.

--.--------. Fig.2.8 Fig.2.9 t:1

2.10-TRINCAS NA BORDA DA CÃMARA

-Trincas originadas radialmente na borda da câmara de combustão de pistões de motores Diesel de injeção direta.

- Uma injeçãode combustível adiantadae/ou excessiva podemlevarsolicitaçõestérmicase mecânicas maiselevadas ao topodo pistão. - A partemaisaquecidada câmaradecombus- tão circundada pelas regiões menos aquecidas, não podendo expandir-secomo deveria, de acordo com ocoeficientede dilatação térmicaetemperaturaatingida,umavez quenão épossível comprimiromaterial,aúnicapossi- bilidadeéadilataçãodo mesmonadireçãoda superfície livre.

- O limitede elasticidade do materialdo pistão, que é baixo,emaltastemperaturas,é excedi- do, istoé, ocorre umadeformação plásticana formadeacúmulodematerial,ouumaconcen- tração na periferiada câmara.

- Quando o pistão se esfria até a sua temperatura ambiente,esta deformação persiste, cri- andotensõesdetração,queconduzem astrincas na borda da câmara.

CORREÇÃO - Regularopontodeinjeção.

- Ajustarabombainjetorade acordocom as instruçõesdofabricante.

t:.1

2.1 TRINCAS NASAIA DOPISTÃO

I .rnalguns tipos de pistões a trincanasaia tem Inicio nofuroda fenda existentenacanaleta de

6100,eem outros, nafenda existentenasaia.

Este tipo de trinca é característico de super- solicitação do motor,e consequentemente, do pistão e geralmenteocorre, sempredo lado de maiorpressão, pois a regiàomais solicitadaé a sala, que é submetida a esforços de flexão excessiva.

A trinca ou as trincas evoluem em direção a parteinferior(boca)dasaia dopistão,chegando a destacar a partecentralda mesma. As irregularidades, que mais geralmente oca- sionam tal processo de supersolicitação do motorepistão, são as seguintes: -aumentodarelaçãodecompressãoacimados limitesestabelecidos noprojeto; -aumentoda rotação do motoracima dovalor especificado pelofabricante; - combustívelnãoadequado paraessa relação decompressão; - montagemdo pistãoinvertido;

- folgaexcessiva pistão/cilindro.

CORREÇÃO - Manter a relação de compressão e a rotação especificadas pelofabricante. - Utilizaro combustível adequado paraa rela- ção de compressão.

- Observar a folga pistão/cilindroindicada pelo fabricante.

- Observarasindicaçõesdemontagemexistentes na cabeça do pistão.

2.12- DEFORMAÇÃO DAPARTE SUPERIOR DACAMISA

Arrancamento de materialda zona de fogo do pistão.

A deformação da partesuperior da camisa tem como consequência a danificação da zona de fogo do pistão. As causas desse tipo de desgaste do pistão podem ser:

- Deformação da camisa por aperto irregular;

-Junta docabeçote imprópria.

- Efetuaramontagemdacamisaeapertodoca- beçote seguindo as especificações do fabricante.

- Utilizarjuntadocabeçotede boaqualidadese- guindo as instruções dofabricante.

- Verificaras dimensões doalojamentodocolarinhoda camisa.

t:1

Iodas8Speçasdeummotorpossuemumavida (ltIIprovista,sendo essa duraçãomaiorou manordeacordocomafunçãoespecíficaaela

IItrlbulda.Peçasmuitosolicitadastêmumaduraçãomenore,emconsequência,prevê-sesua trocaantesdasoutras.Cadaumadelasporém, devedurardeterminadotempoe issoconstitui suavidaútilprevista.Todavia,nemsemprea peçarealmentemantémsuas condiçõesde funcionamentoduranteesseperrodo.Porvezes elasedanificaantesdotempo,istoé,háuma falhaprematura.Afunçãodobommecâniconão devese limitarapenasnatrocadapeça,mas tambémemdiagnosticar,comoummédico,a causa dessa falha. Ele deve determinaro

"porquê"doencurtamentodadurabilidadeprédeterminada.

Abaixoapresentamosascausasmaiscomuns paraafalhaprematuradebr'onzinasnaordem de'suamaiorincidencia.É importantelembrar

que,namaioriadasvezesafalhaprematurase deveaumacombinaçãodeváriasdessascausas.

- Partículasestranhasnoóleo.

-Montagemdefeituosa -Faltadealinhamento

- Lubrificaçãoinsuficiente

-Sobrecargcrmecânicae/outérmica -Corrosão

-Outrosfatores

Afunçãodasbronzinasé,essencialmente,pro- tegereprolongaravidadoselementosmóveis demaiorresponsabilidadee custo,comoo vi- rabrequimeoalojamento.Deveabronzinaso- frerosdanosque,deoutromodo,iriamalcançar aoutrapeça.

Pode-seafirmarque,ummecânicosubstituindo bronzina.

Nessacondição,as bronzinasdevemtervida consideravelmentelonga. Amaiorevidênciadequeotempodevidaútilda bronzinafoiultrapassadaeo aparecimentode ruidosnomotor("rajadas")eumadiminuiçãoda pressãodoóleolubrificante.

simplesmenteumabronzinadanificadanomo- tor,semdeterminaracausadafalhaprematura, namaioriadasvezessubmeteráabronzinaas mesmascausas,queforamresponsáveispelo danodapeçaanterior.Assimcomoo médico nãopodecurarumdoentesemantesdeterminar acausadomal,tambémomecâniconaopode corrigirumafalhaprematuradabronzinasem antesdescobrirqualacausaquea provocou.

Nestemanual,cadacasoéanalisado,parauma melhorexposiçãodidática,sob três ângulos diferentes:

O desgaste normal é, comumente, indicado por:

-pequenaquantidadederiscosnasuperfícieda bronzina, provocados por partículas estranhas não retidas pelo filtro; esses riscos não repre- sentam problemas, desde que a liga-base não seja atingida sendo que, com a operação con- tinua, o desaparecimento desses riscos ainda podeocorrer.

Breve descrição de uma bronzina que falhou devido auma causa especifica. Y'

Descriçãodo processodestruidore fatores capazesdeacelerarodano. 3- FALHASPREMATURAS

Cuidados quedevemser tomados,paracorrigir afalha prematurada bronzina. 3.1 - CORROSÃO

APARÊNCIA E DESGASTE A aparência tfpicadaocorrência de corrosão e identificadapelaformação decompostos escu- ros e pequenas cavidades ("pits")na superfície da bronzina.A maior parcela de desgaste normal de uma bronzina ocorre quando da partidado motorou no início da operação, após o que o desgaste continua em ritmo bastante reduzido. Se efe- tuada uma manutenção preventivaadequada, apenas as partrculasde dimensões reduzidas, não retidas no filtrode óleo, estarão presentes no processo de abrasão da superfície da

Corrosão é umataquequímico sobre aligadas bronzinas por compostos existentes no lubrifi- cante.Tais compostos podemser estranhos ao sistema de lubrificação,como nocaso de água

14' . :. 1- I

t:1 ou podem ser produzidos durante a operação, comoresultadodaoxidaçãodoóleolubrificante.

A ação nocivaque se desenvolve quando uma bronzina opera em meio corrosivo pode oca- sionara remoçãodiretade umou maiselemen- tos de liga, ou a formação de frágeis óxidos sobre asuperfrciededeslizamento.

Noprimeirocaso,ometalatacadoéremovidoda matriz, tornando-a frágil com respeito a capacidade de carga, ocorrendo a fadiga.

Igualmenteuma peHculafrágil de óxido na superfíciededeslizamentopodeser removidapor fadiga,oumesmoporerosão,dadaadificuldade desta superfície de incrustar partículas estranhas.

A indústria de óleos lubrificantes tem desen- volvido aditivosque inibem a oxidação do óleo por um prolongado tempo de seviço, tornando esse tipodefalhabastanteminimizado,masnão de todoeliminado.O calor gerado na operação acelera o processo de oxidação, bem como a exposição ao ar, água ou outros materiais estranhos no óleo, incluindocertos metaisque podematuarcomocatalizadores.Outrosfatores contribuintesincluempassagem de gases para ocárter ("blow-by"),ea queima decombustfvel contendo alto teor de enxofre, com a possibili- dade,inclusive,daformaçãodeácidos inorgânicoso

- Troca deóleodentrodoprazoespecificadopelo seu fabricante.

- Caso seja observado que acorrosão tenhasi- do provocada por passagem de gases para o cárter ("blow-by"),efetuara troca dos anéis e retificaro motorse necessário.

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ffiil Fig.3.1.1

3.2 . FRAGILIDADE A QUENTE ("HOT SHORT")

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Grandes áreas d;i camada antifricçãoda bronzinasão arrancadas,ficandoexpostaa capadeaço.

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. Fig.3.1.2

Fig.3.1.3

Quando umabronzina em operação seaquece acimadatemperaturadefusãodochumbo(3262

C) ouestanho (2312C) eestásujeitaaoesforço de arraste considerável do atritocom o eixo, o materialantifricção da mesma assume a condição de fragilidade a quente. Sob essa condição pode ocorrer uma movimentação do

~~~7.JJr1ffiiJ chumbo, separando-se do cobre, e a camada superficial perderáa aderência com a capa de aço provocando, consequentemente, o des- taque do material.A condição de fragilidade a quente é provocada por uma elevação exces- siva de calor em alguma área da bronzina. O calor excessivo pode ser devidoà insuficiência de folga radial, impurezas, deformação dos colos do virabrequimou ainda desalinhamento do blocoe/ouvirabrequim.

- Montaras bronzinascom afolga recomenda- da pelofabricante. . Na trocadeóleo observaromáximodelimpe- za e na montagemdo motor retirar todos os resíduos de usinageme outras sujeiras existentes.

- Antes da montagemdenovas bronzinasfazer uma inspeção dimensional cuidadosa dos colos dovirabrequim.

t:1

-Verificaro alinhamentodo bloco e do virabrequim:

Fig.3.2.2

3.3.PADIGAGENERALIZADA ASPECTO

Asuperfíciedabronzinaapresentaáreas irregulures deonde se detacouo materialantifricção.

Os danos por fadiga podem ser causados por esforço anormal e cíclico, ou seja, picos de carga (Fig. 3.3.1)

As fraturas porfadiga são iniciadas por cargas excessivas, propagando-se perpendicularmente à superfície da bronzina. Antes de al- cançaralinhade ligaçãoentrealigadabronzina e o material suporte (aço), a fratura muda de direçãopropagando-separalelamenteàlinhade ligação.

Essas fraturas podem chegar a se unir provocando odestacamentodomaterialda bronzina.

Um dos tipos maiscomuns de fadiga ocorre na sobrecamada de bronzinas trimetálicas, onde as fraturas, após a penetração perpendicular, propagam-se paralelamente à barreira de níquel, ocasionando a remoção da mesma em áreas reduzidas. (Fig. 3.3.2)

Junto à interface. mudam de direçao e propagam-se paralelamente quando se encontram. Umpedaçode liga se destaca.

Fig.3.3.2 CORREÇÃO

- Se adurabilidadedabronzina foimenorque a prevista, verificaras condições de temperaturae carga em que trabalhou o motor elimi-

nando os defeitos que houver. - Evitarsobrecargas operacionais do motorob-

servando as recomendações dofabricante.

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3.4-INSUFICIÊNCIADEÓLEO NABRONZINA

Quando umabronzinafalhaporinsuficiênciaou diluição do óleo lubrificante,sua superfície de trabalhopode tornar-se brilhante;(Fig. 3.4), no caso defaltacompletadelubrificaçãoapresenta desgaste excessivopeloarrastamentodematerialpelo eixo no contatoda superfície de deslizamentodabronzinacomocolodovirabrequim.

A insuficiênciaoudiluiçãodofilmedeóleo lubrificanteentreabronzinaeoeixo,queocasiona o desgaste da camada eletrodepositada é nor- malmenteprovocadapor: - folga vertical insuficiente;

- diluiçãodoóleo lubrificante;

- motortrabalhandoemmarchalentaporlongos períodos.

Falta de óleo lubrificante, que ocasiona um contato metal-metalda bronzina com o colo do virabrequim, com desgaste excessivo pelo arrastamento do material antifricção é nor- malmenteprovocadopor:

- galerias de óleo parcialmente obstruídas; - escolha incorretade submedidada bronzina;

- montageminvertida das bronzinas centrais

(parteinferiorno lugarda superior); - mau funcionamento da bomba de óleo ou vál- vula de alívio.

t:1

Fig.3.4.2 INSUFICI~NCIA DEÓLEO NA BRONZINA

~,-~ó~ Eixo Filme InsuficIente

Fig.3.4

- Verificarasdimensõesdoscolosparaaescolhacorretadasnovasbronzinas;

- Retificaros colos de virabrequim, caso seja necessário; - Verificaro bomfuncionamentoda bomba de óleo e da válvula de alívio; caso seja neces- sário, recondicioná-Ias outrocá-Ias; - Observar se os furos de óleo das bronzinas estãoalinhadoscomos existentesnoblocodo motore nas bielas; - Evitaro funcionamentodo motor na marcha lentaporperíodos prolongados; -Verificara diluiçãodo óleo lubrificantepor

ti a,b nRosAo POR CAVITAÇÃO

Fig.3.5.1 ASPECTO

Algumas regiões da superfície da bronzina fi- cam erodidas. Em algumas ocasiões a erosão pode atravessar todo o material da liga da bronzina e chegar até a capa de aço.

A erosão por cavitação é um tipode dano causado pela explosão instantânea de bolhas de vapor de óleo a baixa pressão na superfície da ligaantifricçãoda bronzina. As cargas em uma bronzina do motorflutuam rapidamente, tanto em intensidade como em direção, durante o ciclo de trabalho do motor. Isso ocasiona mu- danças rápidas na pressão hidrodinâmica do filmede óleo na bronzina.

r- L.. --

Fig.3.5.2

A mudança de pressão é mais pronunciada a cada tempodomotor,emqueocorreumadefor- mação relativamentegrande entrea bronzina e ocolo correspondente.

A erosãodabronzinapodetambémsercausada pelaaltavelocidadedofluxodeóleonos furosdo virabrequim e pela variação do fluxo em des- continuidades da superfície da mesma, como rebaixos, canais e cantos vivos.

A erosão porcavitaçãonas bronzinas, pode ser divididaemquatrogrupos principais:

a)Erosãoporcavitaçãode sucção -ocorre portrásdomovimentodoeixo.

b)Erosão por cavitação de descarga -ocorre àfrentedomovimentodoeixo.

c)Erosãoporcavitaçãodefluxo. d)Erosãoporcavitaçãodeimpacto.

- Usar óleo lubrificantecom viscosidade reco- mendada parao motor.

- Verificar a pressão do óleo. - Evitarcontaminação do óleo lubrificante.

- Verificar afolga de montagem.

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4 - FALHAS PREMATURAS DE BRONZINAS POR ERRO NA MONTAGEM

4.1-FOLGA AXIAL (LONGITUDINAL) INSUFICIENTE

Desgaste excessivo nalateraldoflangeenuma regiãodasuperfícieinternadabronzina,nolado de maiorcarga axial enquantoque o outrolado encontra-se com aspecto normal de funcionamento. Nas áreas do desgaste há fusão e desprendimentoda ligaantifricção.

Uma folga insuficiente provocada por mon- tagem incorretaou por colocação incorretado disco eplatô,queforçamovirabrequimcontrao flange da bronzina a tal ponto que, pelo atrito

Fi[1.4.1.1 gerado epelafaltadaformaçãodofilmedeóleo há umaelevação de temperaturaa níveis onde o chumbo presentena ligase separa do cobre, com consequente danificação total nessas áreas.

- Obedecer afolgade montagem especificada pelofabricante. - Verificar acolocação correta dos elementos de lig~çãoentreo motorecâmbio.

t:1 4.2-IMPUREZAS SÓLIDAS

fir.:1 I

I f I

Partículas estranhasficamimpregnadasnaliga antifricção,provocandodeslocamentodomaterial. Pode-se encontrar também riscos na su- perfícieda bronzina.

Poeira, sujeira, abrasivos ou partículas metálicas, presentes no óleo, incrustam-se na su-

perfície da bronzina, deslocando a liga antifricção. As saliências, da liga ou da partícula, podem tocar no eixo criando pontos de atrito localizadoseprovocandoorompimentodofilme de óleo (Fig. 4.2).

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