UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR FEM FACULDADE DE ENGENHARIA MECNICA LUBRIFICAO INDUSTRIAL

LUBRIFICAO MOTORES DE COMBUSTO INTERNA

Belm Par

2013

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR FEM FACULDADE DE ENGENHARIA MECNICA LUBRIFICAO INDUSTRIAL

Filipe Renan Bencio da Silva -12021001401 Luis Paulo Brasil de Souza - 11021005701

Belm Par

2013

SumrioIntroduo...........................................................................................................................Pg 04 Objetivo..............................................................................................................................Pg 05 Desenvolvimento................................................................................................................Pg 06 Concluso...........................................................................................................................Pg 14 Referncia Bibliogrfica....................................................................................................Pg 15

Introduo

Os motores de combusto podem ser classificados em: combusto externa, no qual o fluido de trabalho est completamente separado da mistura ar/combustvel, sendo o calor dos produtos da combusto transferido atravs das paredes de um reservatrio ou caldeira, ou de combusto interna, no qual o fluido de trabalho consiste nos produtos da combusto da mistura de ar/combustvel. Motores de combusto interna tambm so popularmente chamados de motores a exploso. Esta denominao, apesar de frequente, no tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das cmaras de combusto no uma exploso de gases. O que impulsiona os pistes o aumento da presso interna da cmara, decorrente da combusto (queima controlada com frente de chama).

Objetivo

Este trabalho se destina ao estudo dos motores de motores a combusto interna que, uma mquina trmica, que transforma a energia proveniente de uma reao qumica em energia mecnica. O processo de converso se d atravs de ciclos termosexanicos que envolvem expanso, compresso e mudana de temperatura de gases. So considerados motores de combusto interna aqueles que utilizam os prprios gases de combusto como fluido de trabalho. Ou seja, so estes gases que realizam os processos de compresso, aumento de temperatura (queima), expanso e finalmente exausto. Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combusto externa, nos quais os processos de combusto ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combusto transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine.

Desenvolvimento

A lubrificao uma operao que consiste em introduzir uma substncia apropriada entre superfcies slidas que estejam em contato entre si e que executam movimentos relativos. Essa substncia apropriada normalmente um leo ou uma graxa que impede o contato direto entre as superfcies slidas.

Figura 1 Atrito fluido. Quando recobertos por um lubrificante, os pontos de atrito das superfcies slidas fazem com que o atrito slido seja substitudo pelo atrito fluido, ou seja, em atrito entre uma superfcie slida e um fluido. Nessas condies, o desgaste entre as superfcies ser bastante reduzido. Alm dessa reduo do atrito, outros objetivos so alcanados com a lubrificao, se a substncia lubrificante for selecionada corretamente: Menor dissipao de energia na forma de calor; Reduo da temperatura, pois o lubrificante tambm refrigera; Reduo da corroso; Reduo de vibraes e rudos; Reduo do desgaste. Os lubrificantes podem ser gasosos como o ar; lquidos como os leos em geral; semislidos como as graxas e slidos como a grafita, o talco, a mica etc. Contudo, os lubrificantes mais prticos e de uso dirio so os lquidos e os semi-slidos, isto , os leos e as graxas.

Os leos lubrificantes so substncias utilizadas para reduzir o atrito e aumentar a vida til das mquinas. Os leos lubrificantes podem ser de origem animal ou vegetal, derivados de petrleo, ou produzidos em laboratrio, podendo ainda ser constitudo pela mistura de dois ou mais tipos. As principais caractersticas dos leos lubrificantes so a viscosidade, o ndice de viscosidade (IV) e a densidade. A viscosidade mede a dificuldade com que o leo escorre; quanto mais viscoso for um lubrificante, mais difcil de escorrer, portanto ser maior a sua capacidade de manter-se entre duas peas mveis fazendo a lubrificao das mesmas. Densidade indica o peso de certa quantidade de leo a certa temperatura, importante para indicar se houve contaminao ou deteriorao de um lubrificante. Para conferir-lhes certas propriedades especiais ou melhorar alguma j existente, porm em grau insuficiente, especialmente quando o lubrificante submetido a condies severas de trabalho, so adicionados produtos qumicos aos leos lubrificantes, que so chamados aditivos. Os principais tipos de aditivos so: antioxidantes, anticorrosivos, antiespumantes, detergente-dispersante, melhoradores do ndice de Viscosidade, agentes de extrema presso, etc. leos para motores Classificaes Classificao SAE: Estabelecida pela Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, classifica os leos lubrificantes pela sua viscosidade, que indicada por um nmero. Quanto maior este nmero, mais viscoso o lubrificante e so divididos em trs categorias: leos de Vero: SAE 20, 30, 40, 50, 60 leos de Inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W leos multiviscosos (inverno e vero): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-50 Obs.: a letra W vem do ingls winter que significa inverno. Classificao API: Desenvolvida pelo Instituto Americano do Petrleo, tambm dos Estados Unidos, baseia-se em nveis de desempenho dos leos lubrificantes, isto , no tipo de servio a que a mquina estar sujeita. So classificados por duas letras, a primeira indica basicamente tipo de combustvel do motor e a segunda o tipo de servio. A avaliao de desempenho dos lubrificantes uma sequncia de testes de campo e em laboratrios de motores. A sequncia de testes determina os padres de condies que os componentes internos do motor devem apresentar aps rodar com o lubrificante em teste.

1. LUBRIFICAO EM MOTORES DE COMBUSTO INTERNA (MCI) O alto desempenho de um veculo moderno, s possvel atravs de lubrificantes eficientes cuja principal funo prover e garantir lubrificao contnua a todas as superfcies das peas em movimento. A lubrificao incorreta ou ineficiente e a utilizao de lubrificantes com caractersticas e propriedades inadequadas, afetam o funcionamento do motor e das outras partes lubrificadas de um veculo, ocasionando um desgaste acentuado das peas. A necessidade de lubrificao se explica quando duas superfcies metlicas deslizam uma em relao outra. A este movimento existe uma resistncia, que denominada atrito. O atrito totalmente indesejvel no caso das partes metlicas em movimento de um veculo, pois implica em gerao excessiva de calor e desgaste das peas, causando uma perda de rendimento e consumo adicional de combustvel.

1.1 Sistema de Lubrificao O sistema de lubrificao do motor garante que todas as suas peas mveis (especialmente pistes, virabrequins, eixo do comando de vlvulas e bielas), funcionem sem que as superfcies de contato entre eles e demais componentes realizem muito atrito entre si, diminuindo assim os desgaste elevado e superaquecimento. O sistema de lubrificao tpico de um motor composto por diversos componentes que fazem circular leo no sistema, controlam a presso do mesmo e fazem a sua filtragem de maneira que ocorra uma lubrificao adequada em todas as reas de atrito, sob todas as condies de funcionamento. Os principais componentes que influem no funcionamento adequado do sistema so: Crter, Bomba de leo, Dutos de Lubrificao, Filtros, e leo Lubrificante.

1.2 Crter O crter, fabricado em ao ou alumnio, o reservatrio onde se acumula o leo, o virabrequim encaixado no crter e toca o leo, assegurando a projeo de leo atravs de espcies de cunhas existentes no topo das bielas, ou por um rotor.

Figura 3 Crter As cunhas, quando, mergulham no leo do crter, projetam leo sobre os mbolos, cilindros, rvore de cames, etc., sendo depois conduzido, por escorregamento, este tipo de lubrificao conhecida como lubrificao por chapinhagem, e se efetuada por rotores, como lubrificao por asperso.

Figura 4 Lubrificao por chapinhagem, e aspero Nos motores mais recentes a lubrificao obtida conferindo ao leo uma dada presso sendo conduzido por dutos para os diferentes locais; a presso necessria para assegurar a circulao do leo atravs dos dutos, para vencer as perdas de carga resultantes do seu escoamento e para penetrar entre as peas que exercem uma dada presso entre si; este tipo de lubrificao designado por lubrificao sob presso ou lubrificao forada.

1.3 Bomba de leo A bomba de leo aspira leo do crter, ela deve garantir alimentao de os pontos todos de lubrificao assim que o motor comece a funcionar, quaisquer que seja a viscosidade do leo e o regime do motor. As bombas de leo utilizadas nos sistemas de lubrificao so volumtricas, ou seja, o volume de leo em cada rotao mantem-se constante. A bomba de leo pode estar ligada ao motor, em um suporte como o alternador ou compressor do ar condicionado, ou estar presa diretamente no bloco do motor aproveitando-se do virabrequim e rotao do motor, para funcionar. A bomba tocada no eixo central e pode movimentar um conjunto de palhetas formando uma hlice para impulsionar o leo lubrificante no sistema, mas tambm pode ser do tipo engrenagem, os dentes das engrenagens fazem o papel das palhetas.

Figura 5 Bomba de leo, tipo engrenagem. Este ltimo tipo de bomba mais utilizado por que apresenta um ndice de desgaste menor que as outras. Dentro da bomba encontramos alguns canais para direcionar o leo e uma vlvula de alvio de presso para manter constante o fluido no sistema.

1.4 Canais de Lubrificao Os canais de leo podem ser exteriores ao motor ou feitas em determinadas peas deste, os canais devem ter um dimetro que permita o escoamento do leo com o mnimo de perdas de carga e riscos de entupimento e uma alimentao rpida para os pontos de lubrificao. Os canais exteriores os motor so fabricados em cobre ou ao, j os interiores so perfurados no bloco motor.

Figura 6 Bloco do motor com canais internos. Com a ajuda da bomba de leo, o mesmo percorre seus dutos internos, chegando a todas as partes mveis do motor e criando uma pelcula lubrificante nas peas. Dentro do bloco so colocados alguns bicos esguichos, direcionados para o interior do cilindro permitindo a lubrificao dos pistes para diminuir o atrito dos mesmos com a parede do cilindro, mas no chega a se misturar com o combustvel, pois os pistes possuem anis raspadores que fazem justamente o papel de raspar o leo novamente para baixo impedindo a mistura com o combustvel. 1.5 Filtros de leo O filtro de leo lubrificante um componente de manuteno preventiva e deve ser trocado a cada substituio do leo lubrificante. O filtro conta com uma vlvula reguladora de presso e um canal interno, o leo chega at o papel do filtro onde filtrado sai por outro canal e se direciona aos dutos do bloco impulsionado pela bomba.

Figura 7 Filtro de leo Os filtros de leo tm como funo reter as impurezas que podem ser: Metais provenientes do desgaste do motor; Impurezas diversas Resduos resultantes da combusto Atendendo s caractersticas dos filtros estes so identificados em funo de vrios aspectos, como: dimenso e natureza das partculas a reter; caractersticas do leo, especialmente a viscosidade a quente e a frio, condies de utilizao, periocidade das manutenes; etc..

2. Manuteno do sistema de lubrificao Toda e qualquer parte mvel do motor, depende de um bom sistema de lubrificao, caso contrario, as peas vo apresentar um desgaste alto e em pouco tempo de uso.

Figura 8 - Pisto destrudo por falta de lubrificao Os cuidados de manuteno tm por objetivo assegurar, em quantidade suficiente, a circulao contnua de leo para todos os componentes mecnicos. fundamental respeitar as

indicaes do fabricante no que concerne periodicidade de mudanas de leo e tipo ou tipos a utilizar. As regras gerais a observar so as seguintes: A verificao do nvel de leo, no crter-motor, deve ser feito antes do incio de cada dia de trabalho. O nvel deve situar-se acima do mnimo da vareta, mas no acima do nvel mximo, sendo prejudicial que isso acontea, uma vez que ocasiona disperso excessiva de leo, suscitando uma carbonizao rpida no topo dos cilindros e nas vlvulas. A mudana de leo, deve ser efetuada quando o motor est quente. O enchimento, com leo novo de boa qualidade e de viscosidade apropriada, deve ser feito a partir de recipientes limpos a fim de no introduzir impurezas para o motor. A substituio do filtro deve ser feita em cada mudana de leo. Depois da montagem, conveniente colocar o motor em funcionamento durante alguns instantes, para verificar se existe algum tipo de vazamento. igualmente conveniente verificar a presso do leo no manmetro, para averiguar se os valores so os corretos, no existindo obstrues nas canalizaes (presso excessiva) ou vazamento (presso baixa). Atravs da anlise do estado dos lubrificantes possvel detectar vrios elementos minerais de origem externa como, por exemplo, o silcio proveniente das poeiras atmosfricas, o carbono resultante da combusto incompleta do combustvel, e o sdio, potssio e boro provenientes da gua do sistema de refrigerao, e outros de origem interna como, por exemplo, o ferro resultante do desgaste das camisas dos cilindros, rvore de cames, etc., o alumnio do desgaste dos elementos fabricados com este material, o crmio proveniente das camisas e segmentos, e o estanho, cobre e chumbo das ligas utilizadas no fabrico dos casquilhos. A concentrao excessiva destes elementos pode obstruir as condutas de leo, gripando o motor, pelo que fundamental proceder sua substituio; as anlises mencionadas devem tambm ser efetuadas nos leos das transmisses mecnicas e hidrulicas.

ConclusoQuando falamos de automveis e seus componente, inevitvel que no se fale no seu motor. Podemos falar, por exemplo, do numero de cilindros, potncia, consumo. So muitos os assuntos que poderemos abordar. Contudo h um que normalmente no damos relevncia: a da lubrificao do motor. O tema "Lubrificao" sem dvida um dos temas mais importantes de todo motor, afinal de contas o lubrificante no pode falhar, pois um eventual atrito pode acarretar em avaria do motor. atravs da lubrificao que podemos controlar as taxas de desgaste dos componentes do motor, entre outras.

Referncias bibliogrficas1-ROUILLER, Robert. Formulrio do mecnico. SO PAULO: Hemus, 1982. 2-CARRETEIRO, Ronald P.; BELMIRO, Pedro Nelson A.. Lubrificantes e lubrificao industrial. RIO DE JANEIRO: Intercincia, 2006. 3-TEXACO. Fundamentos de lubrificao. 4-MOBIL Fundamentos de lubrificao. Lisboa. Mobil, 1971. 5-MOBIL Sistemas hidrulicos de mquinas industriais. Lisboa. Mobil, 1978. 6-MOBIL Lubrificao e manuteno preventiva de motores Diesel. Lisboa. Mobil, 1980. 7-SHELL Introduo ao estudo da lubrificao. Lisboa. Shell Portuguesa, 1956.