Manual Técnico da Metal Leve

Manual Técnico da Metal Leve

(Parte 1 de 3)

7~EDiÇÃO -SETEMBRO/97 Revisão 07/95

Introdução:02

1 - Falhasprematurasdospistõesporerrosdemontagem 02

1.1 - Expulsãodaargoladeretençãodopino 02

1.2 - Folgainsuficienteentrepinoebucha 03 1.3 - Zonadecontatoinclinado 03

1.4 - Engripamentopordeformaçãodacamisadecilindro 03 1.5 - "FLUTTER"dosanéis 04

1.6 - Insuficiênciadefolgademontagem 05 2 - Falhasprematuraspormaufuncionamentodomotor 05

2.3 - Danificaçãoporpré-ignição 07 2.4 - Trincasnacabeçaenoscubosdopistão 08

2.5 - Falhaporfuncionamentoemtemperaturaabaixodonormal 08 2.6 - Excessodecombustívelinjetado 09 2.7 - Danificaçãodotopoporerosão 09

2.8 - Interferênciapistãocontracabeçoteelouválvula 10

2.9 - Fraturadopistãonaregiãodoscubos 1 2.10- Trincasnabordadacâmara 1

2.1- Trincasnasaiadopistão 12 2.12- Deformaçãodapartesuperiordacamisa 12

Introdução. 14

3 - Falhasprematurasdebronzinaspormaufuncionamento 15 3.1 - Corrosão 15

3.2 - Fragilidadeaquente("HotShort") 16

3.3 - Fadigageneralizada 18 3.4 - Insuficiênciadeóleonabronzina 19

3.5 - ErosãoporCavitação 20 4 - Falhasprematurasdebronzinasporerrodemontagem 21

4.1 - Folgaaxial(longitudinal)insuficiente 21

4.6 - Alturadeencostoexcessiva 26

4.1- Colosnãocilíndricos 31

4.12- Raiodeconcordânciaincorreto 32

5 - Montagemincorretaporfaltadeatenção 3

TABELA DECONVERSÃO. 35

t:1

Todas aspeçasdeummotorpossuem umavida útilprevista,sendo essa duração específica da mesma.

Cada umadelasporémdevedurardeterminado tempo e isso constituisua vida útilprevista. No presente capítulo vamos analisar as falhas prematurasdepistõeseparamelhorcompreen- são analisaremos cada caso sob os seguintes temas:

1-ASPECTO 2-CAUSAS

3-CORREÇÃO

Dividiremosainda,parafacilitaracompreensão. os problemas em dois grupos asaber:

Sobre o item"A" podemos dizer que a faltade cuidados namontagem,podeacarretarproblemas as vezes irreparáveis no motor.

Quanto ao item"B"são problemas geralmente ocasionados por uso indevido do motor ou manutençãodeficientedo mesmo.

1-FALHAS PREMATURAS DOS PISTÕES POR ERROS NA MONTAGEM.

1.1.- EXPULSÃO DAARGOLA DERETENÇÃO DOPINO

- Rompimento da canaletada argolade reten- ção do pino.--- 2

Geralmente,aocorrênciase dáporumacompo- nente de força que empurrao pino contra uma das argolas de retençãoatésua expulsão elou sua fratura.Eventualmente, pedaços daargola fraturadapassam pelofurodo pino,indo danificar aoutraextremidade.

- Bielasempenadas -Cilindros desalinhados em relaçãoao virabrequim. - Montagemincorretadaargola.

- Conicidade nocolo dovirabrequim.

- Folga longitudinal(axial)excessiva novirabrequim

- Folga excessiva entreo pino e a argola - Falta de paralelismoentreocentroda bucha do pé de biela e da bronzina.

- Alinhar corretamenteas bielas (trocarse ne- cessário) - Retificaros cilindrosdevidamentealinhados em relaçãoaovirabrequim. - Montar corretamenteaargola, cuidando para nãodeformá-Iaduranteamontagem. - Retificarcorretamenteos colosdovirabrequim

-Verificara folga axial dovirabrequim.

..:.r.

1.2- FOLGA INSUFICIENTE ENTRE PINO E BUCHA

-Faixasdeengripamentoaoladodofuropara pino(cubos).

- Montagem dopino comfolga insuficienteno cubo do pistão e/ou na bucha do pé de biela.

- Montaro pino do pistão com a folga especificada na bucha do pé de biela,observando a existência ou não de classificação pino epistão.

'. i0. ~'j: o ..,:" 12--' rlg. .

1.3.ZONA DE CONTATO INCLINADO

- Área de contato inclinadaem relaçãoao eixo dopistão.

t:.1

, Fig.1.3

- Bielas empenadas.

- Cilindros desalinhados emrelação aovirabreauim.

- Alinhar corretamenteas bielas (trocarse ne- cessário). - Retificaros cilindrosdevidamentealinhados em relaçãoaovirabrequim.

- Mandrilarabucha do pé de bielanoesquadro em relação abiela.

1.4-ENGRIPAMENTO POR

DEFORMAÇÃO DACAMISA DECiliNDRO

- Engripamentoemfaixasestreitas,geralmente emtodaacircunferênciadasaiadopistão,e tendemairsealargandocomofuncionamen- to,comconsequenteengripamentogeneralizado.

t:1

Deformação da camisa devidoa: - Irregularidadenamontagemnobloco.

- Dilataçãodas gaxetasde vedação, duranteo funcionamentodomotor.

- Diâmetrodos alojamentosdas gaxetasdevedação acima dovalor especificado. - Apertoexcessivo do cabeçote.

- Deficiência de Retificação docilindro.

- Usinar corretamenteos furos no bloco para a instalação das camisas.

- Utilizargaxetasdevedação deboaqualidade. - Verificaro diâmetrodos alojamentos das gaxetas de vedação.

- Dar o torquecorreto nos parafusos do cabeçote.

1.5- "FLUTTER" DOSANÉIS ASPECTO

- Canaletas de anéis destruídas.

- O problema ocorregeralmente noprimeiro anel decompressão, queeazona maissolicitadadaregiãodos anéis, devidoasua exposi- ção diretaaos gases da combustão.

A combustãoretardadasobreos aneisorigina calor, superaquecendo esta região do pistão.

Além disso, os anéis não exercem per- feitamentesua função de transferircalor para o cilindro.

Dessa forma o pistão tem sua resistência diminuída, podendo vir a fraturaro que se dá normalmentenazona de fogo/anéis.

1.6-INSUFICIÊNCIA DEFOLGA DE MONTAGEM

-Engripamentobastanteacentuadoegeneralizado na saia do pistão,preferencialmente'no ladode maiorpressão, decorrentede umfun- cionamentoanormaleporconseguinte uma diminuiçãodefolgaavaloresque ultrapassam a indicada.emprojeto.CAUSAS

- Excessodefolgaentreanelecanaleta

-Montagemdeanéisnovosemcanaletasgastas

- Utilizaçãodeanéiscomalturaincorreta

- Excessodedepósitos,de materiaiscarboníferos.

O superaquecimentodestaregiãodopistão, acrescidopela abrasão provocadapelos materiaiscarboníferos,desgastamexcessivamentea canaletaproporcionandoa vi- braçãodoanel.

- Montagem do pistãonocilindrocom folga insuficiente.

- Observar afolga de montagementrepistão e cilindrorecomendadapelofabricante.

CORREÇÃO - Verificarminuciosamentequandodatrocados anéis, as condições das canaletas nos pistões, principalmenteas primeiras, que rece- bemos anéis de cpmpressão. - Mantera folgaentreanéis ecanaletas dentro das tolerânciasespecificadas.

Fig.1.6 t:1

2-FALHAS PREMATURAS

2.1- ENGRIPAMENTOPOR REFRIGERAÇÃO DEFICIENTE

- Engripamentodopistão,preferencialmente sobre o eixo do pino (cubo).

O conjunto pistão-cilindro é montado com fol- gas bastante pequenas, sendo que estas folgas tendem a diminuircom o aquecimento do motor,jáqueocoeficientededilataçãodopistão é superiorao do cilindro.

Evidentementenoprojetodopistãoélevadoem .

consideraçãoo sistemade refrigeraçãodo motor.

Qualquer alteração,que ocorra na refrigeração do motor, faz com que tenhamos um su- peraquecimentodoconjunto,coma eliminação das folgas de projeto, rompimento do filme de óleo lubrificante e contato metálico entre pistão e cilindro.

Esse funcionamentoanormallevainevitavelmenteaumengripamentodospistões.

- Excesso de depósitos nos condutos de água nobloco,nãoremovidosporocasião do último recondicionamento.Estes depósitos causam sensível aumentoda resistênciatérmicadas paredes, elevando atemperaturado pistão.

- Engripamentodaválvulatermostática,ainda que porcurtos períoc;fos,pode causar a não passagem da água de refrigeraçãopelo radi- ador,elevando portantoa temperaturado motor.

- Radiador emmáscondições, especialmente com bloqueio parcialda colméia, quer interna ou externamente.O isolamentotérmicoda colméia emrelação aoambientedá-se principalmente,porexcessivos depósitos de barro na superfície externada mesma.

- Falhas mecânicas na bombade água podem

gerarbaixavazão de água de refrigeração,o quese fazsentirespecialmentequandoo motoré muitosolicitado;

-Correiadeventiladorfrouxa(patinando)emde- masia,originandoquedanofluxodearatravés dacolméia;

-Tampão doradiadordefeituoso,não oferecen- do estanqüiedadesuficiente,causa queda de pressão no circuitode águae ''fervura''mais freqüentedamesma.

- Revisar periodicamenteosistemadearrefecimento,(bombad'água, radiador,correia,ven- tiladoreválvulatermostática).

2.2-DANIFICAÇÃO PORDETONAÇÃO ASPECTO

-Cabeça do pistão parcialmentedestruída. - Durante acombustão, quando a misturados gases nãoqueimados sofrecompressão devido ao avanço da frenteda chama, pode ocor- rer,que em determinadoinstantetoda a parcela finalda mistura entreem combustão es- pontânea.

Esta combustãopode envolver apreciável par- cela de massa, que ao invés de queimar progressivamente através do avanço da chama, queimandocada incrementode massa, aproxi- madamente a pressão constante, vai reagir instantaneamente, e a volume constante. A pressão atingidaémuitomaiordoqueapressão final atingidaem combustão normal. Devido a granderapidezcomqueocorreofenômeno,não há tempoparaque os gases queimados se ex- pandam, oque justificaa hipótese, de que esta combustão anormal se realiza a volume constante.

- Rebaixamento excessivo do cabeçote com conseqüente aumentoda taxa de compressão.

- Proceder periodicamentea uma revisãodos sistemasdealimentaçãoeignição,mantendoos emcondições defuncionamentorecomendadas pelofabricante.

- Evitarsobrecargas operacionais no motor.

A elevaçãodepressãocorrespondentelimita-se portantoao volume ocupado pela massa, que reagiu espontâneamente e da origem a uma onda de pressão, que se propaga dentro da câmara com a velocidade do som.

Esta onda sofre repetidasreflexões pelas paredesdacâmara,dandoorigema umruídocarac- terístico, que na linguagem popular é erroneamentechamadode "batidade pinos".O nome correto para o fenômeno descrito é "DETO-

A detonação ocasiona uma erosão na cabeça do pistão, no lado em que os gases sofrem a combustão espontânea (normalmentedo lado oposto a vela) etemorigemna ação turbulenta dos gases detemperaturaelevadíssima contra a cabeça do pistão.

Alémdisso,podeocasionaremseus últimos estágios,excessivodesgastedaprimeiracanaleta,quebra,sulcoseaprisionamentodosanéis.

CAUSAS 2.3- DANIFICAÇÃO POR PRÉ-IGNIÇÃO

ASPECTO- Não utilizaçãode marchasadequadas acada condição de carga e velocidade do veículo;

- Cilindro trabalhando excessivamente aquecido;

- Carburadorcomregulagemincorreta(mistura excessivamentepobre);

- Centelhaexcessivamenteavançada; -Combustíveldemáqualidade(combaixonQde octanas);

-Sobrecarga do motor;

- Acúmulo de depósitos no topo do pistão ou no cabeçote;

- Zona dos anéis e cabeça do pistão parcialmentedestruiídas.

- Furo no topo do pistão.

A formação de uma segunda frentede chama, não devida a faísca da vela, com a queima espontânea do combustível,recebe o nome de pré-ignição.

Temos pois uma nova frentede chama, o que não constitui inconveniente, enquanto ocorre depoisdafrentedachamaprincipaliniciadapela vela.

A medidaqueatemperaturadaspeçasse eleva, a pré-ignição ocorre cada vez mais cedo no ciclo, adiantando-se à faisca da vela e diminu- indo apotênciado motor.

Em se tratandode apenas um cilindro,a potênciairiadiminuirprogressivamenteatéque, finalmenteesilenciosamente,omotorviessea parar.Nos motorespolicilindricosporém,os outroscilindrosmantémomotoremmovimento e o cilindrocompré-igniçãoé submetidoàs temperaturasde combustãodurantetempos cadavez mais longos com umaumentoexces- sivo do fluxo de calor para as paredesda câmara.

As excessivas temperaturase pressões resul- tantesdapré-ignição podemocasionar umfuro notopo do pistão.

- Velas inadequadas para o tipo de serviço requerido.

- Pontosquentesocasionadosporsistemade arrefecimentodefeituoso.

- Depósitosdecarbonoemtemperaturamuito alta(quaseincandescentes),ocasionando pontosquentes. .

- Válvulasoperandoemtemperaturasmaiselevadasdoqueanormal.

- Detonaçãooucondiçõesquelevamaela.

- Instalarvelas adequadas para o motor. - Verificarsistema dearrefecimento.

- Descarbonizarotopodospistõeseocabeçote sempre que possível. - Regular periodicamenteas válvulas do motor conforme prescritopelofabricante.

Fig.2.3

2.4-TRINCASNACABEÇA E NOS CUBOS DOPISTÃO

-Trinca nacabeçado pistão. - Trinca na partesuperior dos cubos.

As trincas que se originam na cabeça dos pistões são consequências de tensões térmicas extremas. No caso em que as trincas evoluem na direção perpendicular ao eixo do pino, veri- ficou-se que em adição aos efeitos térmicos existemtensões mecânicas, induzindotensões de tração ou de compressão na superfície do topo.

As trincasquese originamnapartesuperiordos cubos e evoluem em direção ao topo, numa tendência de abriro pistão ao meio,são decor- rentesda interaçãoentreocubo eopino.Ocorrem tensões elevadas, acima do valor reco- mendávelcausadas pela compressão, pelade- formação do pino e pelo efeito de cunha que exerce na superfície do furo.

O recondicionamentodomotor,aregulagemdo sistemade injeção, bemcomo as condições de operação do motordevemserexecutadas den- trodas especificações estabelecidas pelofabricante.

Fig.2.5

- Válvulatermostáticabloqueadana posição abertaelouinexistente.

- Regular corretamenteocarburador paraque forneça a dosagemcertade are combustível. - Verificaro funcionamentodaválvula termos- tática. - Recolocarválvula termostáticanocaso desua falta. - É aconselhável não solicitaro veiculo com o motortotalmentefrio.

Fig.2.4

2.5-FALHA POR FUNCIONAMENTOEM

TEMPERATURA ABAIXO DANORMAL 2.6-EX~ESSO DE COMBUSTíVEL INJETADO

- Faixas de engripamentodacabeça àboca do pistão,geralmentenadireçãodosjatosdeóleo

Diesel, propagando-se posteriormente para outras regiões.

- Paredes entreas canaletas de anéis destruídas.

- Carbonização excessiva dazonadefogoecanaletas.

A diluiçãodapelículadeóleolubrificante,existentenasparedesdoscilindros,sedáapartirdo excessodecombustfvelinjetado,sejapordébito da bomba injetora com valor acima do especificadoelou por pulverizaçãoincorreta (esguicho)dosbicosinjetores.

- Carburador malregulado (misturaexcessivamenterica).

- Motorfuncionando abaixodatemperaturanormal.

t:1

A partir do rompimento dessa película ocorre contatometálicoentrepistãoecilfndro,elevação substancialdatemperaturadevidoaoatrito,com consequentedilataçãoexcessivadopistãoatéo engripamento.

~ ~
~.a~"'"- '.---~~

Fig.2.6 CORREÇÃO

- Revisar periódicamentebombae bicos injetores,conforme recomendadopelofabricante.

2.7-DANIFICAÇÃO DOTOPO POR EROSÃO

- Erosão da cabeça do pistão,devido a sobrecarga mecânica e desintegraçãotérmica.

- Excesso de combustível injetadopor ciclo.

- Injeção prematura(pontoadiantado).

- Pulverização incorreta. - Falta de entanqueidadenos injetores.

- Regularbombae bicosinjetoresparaobter corretainjeçãoe pulverizaçãodeóleoDiesel. - Corrigiropontodeinjeçãodecombustfvel.

I. il'ifir=Jlt7:(JIÍÍ(f(u{fi}§J@iíJI~rg(fiÊ.~(§;l.:l'[(o"í':1fifl~ ~j&:WJf~Jl.rl§IÍ1~(rJm.{fJriiJ»IJ/€.tft(itJJ~~1í'llj(iJiJ~- -=:J 9

" Fig.2.7

2.8-INTERFERÊNCIA PISTÃO CONTRA CABEÇOTE EIOUVÁLVULA

- A cabeça do pistão apresenta-se deformada devidoabatidascontraocabeçotee/ouválvulas do motor.

- Aumentodocurso do pistãodevidoaafrouxamentode umparafuso da biela.

- O depósitode carvão de óleoque se formana cabeçado pistão,torna-se maiordo que afol-

;:~;-.. i,:o,.

Y'"'',
~ .,.0J :~

r:l'!.'.";"~o gaprovocandopor isso impactosnocabeçote do cilindro.

- Altura do blocoabaixo do especificado.

- Variação docurso devidoa retificaçãoincorreta dos colos do virabrequim.

- Alteração docomprimentoda biela.

- Redução da alturado cabeçote sem o devido ajuste na profundidadedas sedes das válvulas.

- Flutuação das válvulas.

- Sincronismo incorreto do eixo comando de válvulas.

2.9-FRATURA DOPISTÃO NA REGIÃODOSCUBOS

- Trincas profundas naregiãodos furosparapi- noounaparteinferiordasala podendochegar a fraturada mesma.

Normalmenteessetipodefalhaocorredevidoa problemas de funcionamentocom engripamentoe travamentoda cabeçado pistão provocadospor:

- folgade montagempistão/cilindro inadequada;

(Parte 1 de 3)

Comentários