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Análise de Óleo

As falhas mais comuns ligadas à lubrificação de motores

 04 de novembro

A prevenção de danos e falhas potenciais em equipamentos está associada a uma série de fatores, que vão desde as especificações de projeto até questões relacionadas à operação e à manutenção dos equipamentos.

Discutiremos neste post quais as principais falhas ligadas à lubrificação de motores para que você conheça melhor os cuidados a serem tomados com o maquinário de sua empresa e a quais tipos de desgaste eles estão susceptíveis.

As causas das falhas no motor são geralmente determinadas relacionando-as a um ou a mais mecanismos de falha, que consistem na apresentação ou na forma pela qual a falha de um componente, de uma unidade ou de um equipamento se manifestou. As causas mais significativas e recorrentes para a ocorrência desses problemas em equipamentos são:

  • Erros de projeto ou de especificação: o equipamento ou alguns de seus componentes não correspondem às necessidades do serviço. Trata-se de fatores ligados à dimensão, rotação, material, ajuste, etc.
  • Erros de fabricação (de componentes ou montagem malfeita): trincas, concentração de tensão, folgas exageradas ou insuficientes não previstas no projeto.
  • Instalação imprópria: desalinhamento, fundação, vibração, etc.
  • Manutenção imprópria: perda de ajustes e da eficiência do equipamento em razão de contaminantes, falta momentânea ou total de lubrificação, lubrificante impróprio que causa a ruptura do filme ou sua decomposição, falta de controle de vibração, dentre outros.
  • Operação imprópria: sobrecargas, choques e vibrações que acabam em ruptura do componente mais fraco, cujas partes podem provocar grande dano nas outras peças.

A partir disso, apresentaremos algumas observações sobre as causas das falhas mais frequentes relacionadas com a lubrificação de motores e que podem surgir durante seu funcionamento. São elas: consumo excessivo de óleo, desgaste excessivo de peças, formação de depósitos, alteração na pressão do óleo, dificuldade na partida e corrosão.

Discutiremos as especificidades de cada uma a seguir.

– Consumo excessivo de óleo

Nesse tipo de causa, os motores de combustão interna apresentam diferenças muito consideráveis nas características de consumo de óleo, de acordo com o tipo do motor e até mesmo dentro do mesmo tipo. O aspecto da curva do consumo de óleo em função do tempo ou da quilometragem depende de vários fatores, sobretudo do uso do motor, tipos de anéis de segmento, pistões, mancais e das condições de amaciamento do motor.

Contudo, de maneira geral, pode-se dizer que, em um motor novo, o consumo de óleo inicialmente é relativamente alto, diminuindo gradualmente no decurso do amaciamento, até que, acabado esse, a curva de consumo se mostre mais ou menos constante. Nos motores de quatro tempos, tal valor é aproximadamente de 1% do consumo do combustível; já nos motores a dois tempos, ele é um pouco mais alto.

O consumo se mantém com esse valor durante bastante tempo até que, graças a desgastes de cilindros, anéis de segmento e pistões, e pela consequente formação de depósitos, o consumo de óleo aumenta novamente. Com isso, torna-se necessário um recondicionamento e a limpeza do motor para que se permitam valores razoáveis novamente.

Além da passagem do óleo para a câmara de combustão, outra possibilidade para seu consumo excessivo é o vazamento externo. Os locais mais prováveis para vazamentos são o plugue de dreno, a conexão do filtro de óleo, os selos, as gaxetas e a unidade sensora de tomada de pressão.

A viscosidade dos óleos de cárter é o principal fator para o consumo na lubrificação dos motores. Normalmente, quanto menor a viscosidade, maior o consumo. Todavia, um grau de viscosidade mais leve (acima do mínimo) melhora a partida e a economia de combustível, ao reduzir o atrito do motor. Dessa forma, um compromisso deve ser feito entre consumo e outros fatores de performance, quando um óleo de cárter é selecionado.

– Desgaste excessivo de peças

É preciso reconhecer que é praticamente impossível evitar o desgaste desses elementos e que a única solução consiste em retardá-lo o máximo possível. O desgaste mecânico relacionado ao movimento do pistão e dos anéis, ao longo das paredes dos cilindros/camisa, ocorre tanto no contato metálico entre as peças em movimento quanto na interposição de matérias abrasivas entre as superfícies.

À pequena velocidade do pistão, a película de óleo que o separa das paredes do cilindro tende a se romper. Sendo assim, o desgaste mecânico é inevitável nas extremidades do curso, sendo mais intenso no topo do cilindro, onde a temperatura e a pressão do gás são mais elevadas. Tanto as matérias estranhas como as substâncias formadas na câmara de combustão podem atuar como abrasivos, desde que rompam a película de óleo. Após essas considerações, listamos as causas possíveis de um desgaste anormal desses componentes, que vêm a seguir:

  • Quantidade insuficiente de óleo na lubrificação do cilindro/camisa.
  • Desalinhamento do pistão/distorção do cilindro, tornando impossível o acamamento dos anéis nos pistões.
  • Contaminação do óleo por substâncias abrasivas.
  • Anéis que não vedam a passagem dos gases (blow-by).
  • Temperatura da parede do cilindro/camisa demasiadamente alta, provocando a ruptura da película de óleo.
  • Óleo lubrificante com viscosidade inferior à adequada.

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– Formação de depósitos

Grande parte da fuligem e de outros produtos da combustão incompleta possui tendência a entrar no cárter, sendo levada para o sistema de circulação, formando, mais tarde, depósitos ou borras. O funcionamento à baixa temperatura e à ventilação inadequada do cárter são as principais causas de tais depósitos. As substâncias insolúveis, que darão origem a depósitos compactos, acumulam-se na cabeça dos pistões, nos cilindros e hastes e nas sedes de válvulas.

A colagem dos anéis de segmento depende principalmente da rapidez com que se acumulam os produtos de combustão incompleta e da oxidação do óleo nas canaletas dos anéis. Quando o ritmo de acumulação desses depósitos excede a sua possibilidade de remoção pela circulação do óleo, a colagem dos anéis é inevitável. Para manter os pistões, os anéis e as canaletas e outros componentes do motor praticamente livres de depósitos, é essencial que, além da grande estabilidade à oxidação, o óleo possua grau dispersante suficiente.

A formação de borras no cárter e seus problemas resultantes deve-se principalmente à contaminação do óleo. Os lubrificantes se tornam escuros depois de períodos de serviço curtos, por solução ou suspensão no óleo de resíduos de combustível não queimado e outros produtos de combustão. Isso também se dá pela formação de produtos de deterioração do óleo, que nele são solúveis e não tem ação prejudicial imediata. O poder dispersante do óleo impede a floculação e a sedimentação dos resíduos, tornando possível a eliminação de muitas substâncias indesejáveis em sua troca.

A seguir, ordenamos algumas das causas mais comuns da formação de borras:

  • Contaminação excessiva do óleo do cárter por substâncias provenientes das câmaras de combustão.
  • Filtração insuficiente do ar e do óleo.
  • Intervalo de troca de óleo excessivo.
  • Contaminação com água.
  • Substituição do óleo por outro com mais elevado grau dispersante, tendendo a soltar os depósitos que se tenham acumulado durante o período de serviço anterior.

Ao se mudar de óleo, é fundamental que seja feita uma lavagem adequada no motor; do contrário, há a probabilidade de se formarem depósitos de borras com entupimento dos filtros e dos canais de óleo.

 

– Alteração na pressão do óleo

A viscosidade é a única propriedade do óleo de motor que pode possivelmente afetar a pressão de óleo. Entretanto, ela tem pouco efeito em sua pressão quando o motor está em boas condições mecânicas. Se a pressão responder, entretanto, às variações nos graus SAE, é uma indicação de que o motor requer atenção em sua parte mecânica. Isso é válido para temperaturas normais de operação, visto que é possível haver variação na pressão do óleo se temperaturas extremas ocorrerem. Temperaturas de motor bastante baixas resultam em elevada pressão de óleo e vice-versa. Uma causa comum de baixa pressão de óleo é o resultado de excessiva diluição de combustível.

A seguir, apresentaremos uma lista das possíveis causas das pressões anormais de óleo:

Baixa pressão de óleo:

  • Óleo diluído com combustível.
  • Mancais excessivamente desgastados.
  • Óleo insuficiente.
  • Viscosidade do óleo inferior à adequada.
  • Bomba de óleo danificada.
  • Mola da válvula de alívio danificada.
  • Tela de aspiração da bomba de óleo entupida.
  • Vazamento na linha de descarga da bomba de óleo.
  • Excessiva temperatura do óleo.
  • Elevada formação de espuma.
  • Sensor de pressão do óleo danificado.

Alta pressão de óleo:

  • Óleo com grau de viscosidade elevado.
  • Óleo com baixa temperatura.
  • Válvula de alívio danificada.
  • Constante (K) da mola da válvula de alívio excessivamente alta (dura).
  • Linha de óleo entupida.
  • Sensor de pressão do óleo danificado.

Pressão de óleo com flutuação:

  • Baixo nível de óleo no cárter.
  • Elevado grau de viscosidade do óleo.
  • Tela de aspiração da bomba de óleo parcialmente entupida.
  • Vazamento na linha de aspiração da bomba.
  • Tomada de aspiração do óleo no cárter excessivamente alta.
  • Válvula de alívio danificada.

Ausência de pressão de óleo:

  • Bomba de óleo inoperante.
  • Entupimento na linha de sucção.
  • Linhas danificadas.
  • Baixo nível de óleo.
  • Sensor de pressão do óleo danificado.

 

– Dificuldade na partida

Para as folgas dos pistões e dos mancais, quanto maior for a viscosidade do óleo, maior será o torque de arranque requerido. A viscosidade referida é aquela correspondente à temperatura quando o motor se encontra frio. Uma vez atendida a recomendação do fabricante quanto à viscosidade adequada, as causas para dificuldades de arranque são várias. Deixando de lado as mais óbvias – falta de combustível –, uma das mais comuns é a falta de compressão, motivada pelo desgaste dos anéis ou vazamentos pelas juntas do cabeçote e das válvulas, impossibilitando a inflamação do combustível. Além dela, a outra causa mais recorrente consiste na má regulagem do sistema de injeção de combustível.

 

– Corrosão

Para que haja possibilidade de corrosão, o principal fator é a presença de água. A água é um subproduto da combustão e pode se condensar no cárter se a temperatura de operação do motor for muito baixa. Em aplicações onde a umidade do ar se encontra acima de 85%, ácidos são gerados no cárter em virtude da presença adicional de água no ar, gerando ataques corrosivos de forma frequente.

Um cárter contaminado com água pode ser limpo por meio da drenagem do óleo ainda quente e posterior enchimento com lubrificante recomendado. A partir de então, o motor deve operar por dois meses ou 5.000 km e ter o seu óleo trocado, retornando depois à sua periodicidade recomendada nas trocas futuras.

 

Conclusão

Um monitoramento eficiente, com o uso de técnicas da manutenção preditiva como a análise de óleo lubrificante, permite identificar as possíveis causas dos desgastes e corrigi-las a tempo, antes que ocorram falhas potenciais. Fazer acompanhamento minucioso dos sintomas de cada equipamento durante a vida funcional dos motores de combustão interna é a melhor forma de se reduzir ou evitar a parada de operações, bem como o risco de falha dos seus componentes.

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Comentários:

Manutenção Preditiva | 09 de novembro
Muito obrigado, Anderson. Ficamos felizes que tenha gostado! Tem toda razão sobre a sua observação. Obrigado por compartilhar com a gente a sua experiência.

Comentários:

ANDERSON RICARDO PORTELLA | 08 de novembro
Excelente material, gostaria de acrescentar um item que na minha percepção acredito que possa contribuir.Sobre a queda de pressão de óleo também pode ocorre em função de desencaixe de jet cooler fato esse que ocorreu em um motor cursor 13 e demorei para encontrar o defeito

Comentários:

Manutenção Preditiva | 01 de outubro
Muito obrigado, Edson! Caso queira se aprofundar ainda mais, confira esse eBook sobre lubrificantes: http://materiais.oilcheck.com.br/lubrificantes-como-tomar-as-melhores-decisoes

Comentários:

Edson de Paiva Silva | 30 de setembro
nota 10, para todos os comenterios.

Comentários:

Pedro Hernandes | 27 de abril
Obrigado pelo feedback Luiz! Caso queira se aprofundar ainda mais, olha só esse eBook sobre lubrificantes: http://materiais.oilcheck.com.br/lubrificantes-como-tomar-as-melhores-decisoes

Comentários:

Luiz Fernando lima | 27 de abril
Bem interessante sua matéria de fácil intendimento patabens

Comentários:

Pedro Hernandes | 19 de março
Obrigado pelo feedback Miguel! Caso tenha interesse em se aprofundar ainda mais, segue nosso novo eBook: http://materiais.oilcheck.com.br/lubrificantes-como-tomar-as-melhores-decisoes

Comentários:

Miguel Lázaro | 13 de janeiro
Excelentes conclusões

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