Falha de motor
Uma falha de motor é a perda de funcionalidade e propriedades necessárias ou desejáveis em um motor . O dano pode ser causado pelo próprio componente afetado do motor, ou seja, como dano primário, ou por outros componentes externos cujo mau funcionamento, mau funcionamento ou dano tem um efeito prejudicial na parte danificada real. As razões para um mau funcionamento dependem de um grande número de processos físicos, químicos e eletroquímicos, que estão resumidos na diretriz VDI 3822.
Motores de combustão interna
O motor tem, em comparação com o motor elétrico, uma série de desvantagens em termos de confiabilidade. A multiplicidade de elementos mecânicos e sua interação nas mais variadas condições ambientais aumentam a probabilidade de falha. A cinemática oscilante do acionamento do virabrequim em motores de pistão alternativo também é crítica , uma vez que as películas lubrificantes formadas se rompem nos centros mortos do pistão e, assim, surgem desvantagens tribológicas . As forças inerciais que surgem durante a oscilação também causam altas cargas dinâmicas nos componentes, que levam a fraturas violentas e por fadiga e também a condições de lubrificação desfavoráveis nos rolamentos . Além disso, meios agressivos, como combustível e água de resfriamento, são alimentados ao motor devido à operação, o que permite a corrosão ou de outra forma atacam o motor. Durante a combustão, outros compostos químicos são formados, os quais colocam um estresse adicional no motor devido ao alto desenvolvimento de calor, também por serem transferidos para a balança lubrificante, reduzindo assim a qualidade do óleo lubrificante .
Causas de dano
desgasto
Na norma DIN 31 051 diz: [...] desgaste e desgaste é o preço que deve ser pago pelo uso do sistema. Nenhuma máquina pode ser operada sem desgaste. Segue-se que o desgaste deve ser mantido o mais baixo possível em termos de construção e uma certa quantidade de desgaste deve estar disponível através da adição de material, o desgaste dos quais não prejudica a segurança operacional. O desgaste inevitável e seu retrabalho são expressos nas taxas de desgaste dos vários componentes, que obviamente dependem do tipo de motor e do seu uso. Por exemplo , a seguinte taxa de desgaste é fornecida para grandes motores de quatro tempos operados com óleo combustível pesado : 96% de todas as válvulas requerem ligeira reafiação após 5000–6000 horas de operação.
Defeitos técnicos
Defeitos técnicos geralmente podem ser atribuídos a três grupos de causas.
Interpretação errada
O projeto defeituoso de um motor é quase impossível de encontrar hoje. Os motores devem ser projetados de acordo com sua finalidade. Os motores que são muito fracos estão sobrecarregados, enquanto os motores que são muito fortes trabalham em operação de carga parcial não econômica, o que também tem um efeito negativo no motor ( fuligem , coque ). Os motores de combustão são fabricados quase exclusivamente com acionamento por manivela e válvulas de levantamento, comandadas por eixo de comando de válvulas giratório, que funcionam com processos de dois ou quatro tempos. Há amplo conhecimento desses conceitos a partir do desenvolvimento e operação de centenas de milhões de motores, que podem ser usados durante o desenvolvimento de um motor. Além disso, os motores são fabricados apenas por fabricantes especializados que, por sua vez, também adquirem as peças necessárias de empresas que se concentram em determinadas áreas de um motor. O cálculo moderno, a simulação por computador e a tecnologia de medição no teste ajudam a excluir erros e a localizá-los e eliminá-los em um estágio inicial. Os erros são geralmente limitados a pequenas coisas que afetam a escolha de ajustes, materiais e seu tratamento térmico e o processo de fabricação apropriado . Erros desse tipo geralmente só se tornam perceptíveis após um período longo a muito longo de operação, uma vez que as causas dos erros de curto prazo são descobertas durante o experimento durante a fase de desenvolvimento.
Muitos defeitos e danos resultam de erros de planejamento em todo o sistema da máquina, pois há muito mais possibilidades de erros e menos conhecimento. Isso afeta carros e veículos comerciais ( veículos comerciais) com menos frequência do que motores para operação estacionária, navios, trens e veículos especiais. Os fabricantes desses motores fornecem aos clientes uma ampla documentação para que eles possam resolver os problemas de forma independente, se necessário. O planejamento do trabalho de manutenção, ou seja, seu intervalo de tempo e sua execução, muitas vezes causam danos aqui. Por exemplo, um veículo comercial foi notado nas estatísticas de danos porque sua verificação de óleo não era realizada regularmente, o filtro de óleo estava entupido e o motor falhou. A razão para isso foi que a vareta de medição do óleo foi colocada sob o banco do motorista, o que dificultou a verificação.
Outro possível erro de projeto no sentido mais amplo pode ocorrer com o ajuste incorreto do motor ; acima de tudo turbo e compressor , mas em uma extensão limitada também motores naturalmente aspirados podem se beneficiar da potência adicional alcançada, e. B. por ajuste de chip , muitas vezes não resiste a longo prazo se muito pouco conhecimento estiver disponível e o ajuste for limitado a componentes individuais do motor. Uma mera mudança da pressão do turbo ou do tempo, sem que outras modificações sejam necessárias, pode, para. B. levar a um desgaste do motor significativamente maior, vedações do motor queimadas e danos à carga de peças como pistões, bielas, virabrequins e turbocompressores ou compressores.
Defeito de material
A escolha errada do material não é mais comum hoje devido à ampla base de conhecimento. Na maioria das vezes, existem defeitos de material que podem ser atribuídos à dificuldade de produzir materiais perfeitos. A qualidade de um material flutua dentro de um componente, mas isso não pode ser determinado com esforço razoável. Defeitos no material podem ocorrer a qualquer momento no processo de fabricação e se estender a matéria-prima contaminada, vazios , inclusões, bolhas de gás e segregação durante a fundição, dobrando durante a laminação , rachaduras e dobras durante o forjamento, defeitos estruturais , defeitos de tratamento térmico ou defeitos de ligação durante o revestimento .
Não há defeitos de material se os motores forem operados fora das especificações de fábrica. Isso acontece com mais frequência com os "designs de unidade" (500 cm³ por cilindro) dos motores diesel z. B. da BMW e Daimler-Benz, por ajuste de chip mede os motores z. B. pode ser trazido de 180/184 HP para 220/224 HP - na crença errada de que os motores são os mesmos de qualquer maneira. Os pistões dos diferentes níveis de desempenho são diferentes e têm diferentes capacidades de condutividade térmica devido às diferentes ligas. Com o ajuste de chip e cargas continuamente altas além de sua especificação original, é muito provável que um motor sofra danos no pistão. Isso nem mesmo é reconhecível nas listas de peças de reposição: apenas um tipo de pistão aparece - o do tipo da mais alta qualidade. Em novos motores, entretanto, dependendo do nível de potência, são instalados até três tipos de pistão diferentes, dispendiosos e potentes.
Defeitos de fabricação
Possíveis erros de fabricação são não conformidade com dimensões, tolerâncias dimensionais e de forma , ajustes , propriedades de superfície ( dureza , rugosidade , ondulação, etc.), danos mecânicos de superfície (arranhões, ranhuras, marcas de vibração). Na montagem das peças individuais, os erros típicos são desalinhamentos e desvios de concentricidade, pré-tensionamento incorreto das conexões roscadas e erros de equilíbrio e alinhamento. A causa do dano também pode ser encontrada em produtos no mercado cinza .
Erro operacional
sobrecarga
Sobrecarga é o estresse em um motor além de sua capacidade e os danos que causa. A sobrecarga ocorre quando o motor precisa fornecer mais potência do que foi projetado ou quando a potência precisa ser fornecida durante condições que restringem a operação, como temperaturas altas ou baixas do líquido arrefecedor e do lubrificante , admissão de ar úmido e quente ou baixa pressão de ar. Se muito torque é exigido do motor, sua velocidade cai e a temperatura de todo o motor aumenta, especialmente o motor altamente carregado e os elementos de controle de válvula. Nos motores, a sobrecarga está sempre associada ao aumento da temperatura, uma vez que torques maiores exigem pressões de gás maiores no cilindro, que por sua vez são possibilitadas pelo aumento da conversão de calor. A redução da resistência do material aliada a maiores cargas dos componentes resulta em peças mais deformadas, os jogos não garantem mais o bom funcionamento dos parceiros deslizantes, o que também contribui para o aumento da temperatura devido ao aumento do atrito. Agora existe o risco de que o filme lubrificante se desmorone e coma os parceiros deslizantes . A sobrecarga não precisa ser imposta ao motor de fora, ou seja, pelo operador, também pode resultar de irregularidades no funcionamento do motor. As causas para isso são arranques a frio , combustão interrompida , início da injeção muito cedo e semelhantes.
Erro do operador
Para a operação segura e duradoura de um motor, é importante observar as diretrizes de operação prescritas pelos fabricantes. Dependendo do uso pretendido do motor, eles são muito breves, como é o caso dos motores modernos de automóveis de passageiros, ou são muito extensos, como os motores marítimos. Até a década de 1990, todos os motores precisavam ser operados pelo cliente com menor consumo de energia. Isso foi usado para remover a rugosidade relacionada à produção e para coordenar a forma geométrica dos parceiros deslizantes, o que se aplica em particular à superfície de funcionamento do cilindro e aos anéis de pistão . Os motores de carros modernos hoje exigem uma rodagem tão curta que, após os testes (com acionamento externo e acionado) na fábrica, eles atingem um estado que não requer mais medidas por parte do cliente. Muitos tipos de motores ainda exigem uma rodagem mais longa, de até 1000 km ou 30 horas de operação. Caso contrário, o motor tende a vazar na área dos anéis do pistão. Anéis de queima, aumento do consumo de óleo e desgaste são as consequências; as partes podem comer.
Embora apenas a capacidade de partida a frio de motores de carro seja considerada uma partida a frio, o motor apresenta problemas. Se a bomba de óleo fornecer o óleo ainda viscoso a uma pressão muito alta, a válvula de desvio no filtro de óleo se abre . Quando o motor é ligado a frio, e muitas vezes não é movido a quente, forma depósitos de carbono na vela de ignição , nas válvulas e nas ranhuras anulares do pistão. A partida a frio também favorece a formação de lodo frio (produto do óleo lubrificante, resíduos da combustão e condensação) no cárter . Os motores maiores devem ser sempre pré-aquecidos a cerca de 40 ° C. Além dos efeitos negativos no motor, isso também tem um impacto negativo no meio ambiente, pois a combustão é insuficiente e o conversor catalítico ainda não funciona em toda a sua extensão.
Os motores não toleram longos tempos de inatividade porque as pequenas quantidades de combustível fornecidas podem causar falhas de ignição. O combustível condensa nas superfícies do cilindro, lava a película de óleo e é transportado pelos anéis do pistão para o circuito de lubrificação. Os hidrocarbonetos não queimados também penetram no tubo de escapamento e no meio ambiente, dificultando a operação de um turbocompressor de gás de escapamento acoplado . Depósitos são formados em todos os componentes que estão em contato com o meio, e o motor está visivelmente contaminado. Em casos extremos, os anéis do pistão ficam presos e o pistão emperra .
A falta de materiais de operação ou qualidade inferior levam a casos de danos que o fabricante só pode controlar parcialmente. O fabricante só pode garantir que o operador possa intervir em tempo útil, monitorando os materiais de operação da forma mais confiável possível. No entanto, muitos dos danos são causados pela má qualidade dos materiais operacionais.
Influências externas também estão fora do controle do fabricante. Acidentes de trânsito, filtros de ar inadequados, fundações ruins ou deformadas (especialmente em operações de navios) ou água de resfriamento congelada devem ser mencionados aqui.
Danos no motor
Em geral
Esta parte do artigo analisa os danos que ocorrem em motores térmicos que funcionam com pistões cilíndricos. Outros motores térmicos, como turbinas ou motores de pistão rotativo (por exemplo, motores Wankel ), não são discutidos.
Danos ao motor
O motor ou a manivela de um motor inclui todas as peças diretamente na transformação das pressões do gás que estão no cilindro, primeiro em linha reta e, posteriormente, envolvidas em um movimento de rotação. As tarefas colocadas neste conjunto central em motores a pistão e as tensões a que está exposto são extremamente extensas. Desse ponto de vista, é compreensível que a maioria dos danos no motor, desconsiderando os periféricos, ocorra aqui. Pistões, anéis de pistão e superfícies de rolamento, em particular, estão expostos a enormes cargas. A sequência de movimento oscilante do pistão torna difícil para uma película lubrificante estável se formar entre a saia do pistão e o anel do pistão para a superfície do cilindro e entre o pino do pistão e o orifício do pino no pistão. O filme lubrificante regularmente se quebra nos pontos mortos , resultando em aumento do atrito com todos os fenômenos que o acompanham (desgaste, gripagem). A forma frequentemente recortada da coroa do pistão para suportar a formação da mistura absorve muito calor, mas os anéis do pistão só podem emitir calor até certo ponto. Especialmente em motores de dois tempos controlados por slot, o pistão aquece muito perto do escapamento.
Torna-se mais difícil com os seguintes pontos:
- Perda de compressão
- Perda interna de materiais operacionais ( junta da cabeça do cilindro com defeito, leva ao derramamento de óleo na câmara de combustão ou perda de refrigerante ou óleo no refrigerante)
- Trem de válvula, exceto ciclo / corrente de sincronização / defeito da correia dentada
O bloco do motor muitas vezes pode permanecer instalado até este ponto ; a cabeça do cilindro deve ser removida.
Reparar os seguintes problemas consome muito tempo:
- As válvulas atingiram o pistão / torto / pistão danificado (requer remoção do motor, desmontagem, perfuração, novos pistões superdimensionados)
- Apreensão do pistão (bloqueio do motor devido à soldagem por fricção )
- Rachadura da caixa (devido à água de resfriamento congelada)
- alto desgaste geral (com motores a diesel : em algum ponto a temperatura de autoignição não é mais atingida devido à compressão insuficiente ; o carro não pode mais ser ligado, especialmente no inverno).
- Perdas de óleo com a combustão (nuvens de fumaça pretas e azuis, alto consumo de óleo de mais de dois litros em 1.000 km)
Com esses últimos problemas, existem várias opções a serem consideradas, dependendo do valor do veículo:
- Desligando o veículo devido à ineficiência dos reparos
- Instalação de um motor de substituição de fábrica
- Instalação de um motor de substituição por empresas de reparo independentes
- Instalação de motor usado da recicladora de automóveis
- Revisão completa do motor
- Venda do carro com motor defeituoso. O valor de um veículo com motor danificado depende, entre outras coisas, do ano de fabricação, do estado geral e da quilometragem.
Uma revisão completa requer um bloco do motor intacto e sem rachaduras . As seguintes etapas de trabalho são necessárias aqui (lista incompleta):
- Remova o motor e desmonte-o completamente (às vezes são necessárias ferramentas especiais),
- Se necessário, perfure o bloco do motor para a próxima dimensão do pistão, compre um novo pistão de tamanho grande ,
- Verifique o sistema de óleo (bomba, válvulas de pressão, se necessário) e substitua se necessário,
- Verifique os rolamentos do virabrequim , se necessário, retifique o virabrequim e instale rolamentos maiores,
- Verifique os rolamentos da biela , possivelmente reposicione as bielas
- Renove a cabeça do cilindro ou, se necessário, recondicione novas válvulas, novas guias e novos elevadores de válvula hidráulica,
- Verifique a condição do eixo de comando , substitua se necessário,
- Verifique os rolamentos do eixo de comando, substitua os casquilhos do rolamento, se necessário
- Monte tudo com novas vedações (conjunto de vedações), ajuste, verifique, quando necessário, com novos parafusos de expansão (biela, cabeça do cilindro),
- Verifique o sistema de ignição (jogo do eixo distribuidor, sensores, unidade de controle),
- Verifique o volante , substitua a embreagem .
fontes
literatura
- Ernst Greuter, Stefan Zima: danos ao motor. Danos nos motores de combustão interna e suas causas. Vogel Buchverlag, 2000, ISBN 3-8023-1794-7 .
Evidência individual
- ↑ G. Vögtle: Requisitos dos grandes motores atuais e futuros no lubrificante. In: Gerd P. Reinhardt entre outros: Lubrificação de motores de combustão interna. expert-verlag, 1992, ISBN 3-8169-0602-8 .
- ↑ Qual é o valor real de um carro com falha no motor? Recuperado em 5 de abril de 2021 .
