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Técnico - Lançamentos
Motores de Alta Rotação – Importância da Lubrificação

Introdução:

Na década de 90, a indústria automobilística européia direcionou seus projetos de motores para tecnologia de alta rotação, visando a economia de combustível e a diminuição das quantidades de poluentes emitidos por esses motores. Esta solução também foi adotada pelos fabricantes de motores asiáticos e sul americanos ao longo desta década. Os fabricantes norte americanos ainda não aderiram a esta tecnologia por terem um mercado diferenciado dos demais, ou seja, o consumidor ainda prefere veículos grandes, pesados e equipados com motores de alta potência, baixa rotação e alta cilindrada.

Já os de alta rotação são motores a combustão (gasolina, álcool e GNV) que operam em regime de rotação acima de 5000 RPM, e motores a explosão (diesel) que operam em regimes de rotação acima de 3000 RPM.

Podemos dizer que são motores ecologicamente mais corretos que seus antecessores, pois boa parte da energia que produzem vem da transformação de energia cinética em energia potencial (torque). Trata-se de uma energia limpa que não polui o meio ambiente ao contrário da energia obtida pela queima de combustíveis fósseis. O conceito desta tecnologia está em rotações e temperaturas de operação elevadíssima e para viabilização desses projetos, tornou-se necessário:

  • Diminuir a cilindrada para diminuir o volume de gases poluentes produzidos em cada ciclo do motor.
  • Aumentar rotações para aumentar a produção de energia cinética (massa em movimento).
  • Aumentar massa relativa do conjunto de peças móveis do motor.
  • Aproveitar a energia cinética produzida como energia potencial, compensando a diminuição dos centímetros cúbicos (cilindrada).
  • Melhorar projeto de vedação na região dos anéis de seguimento.
  • Controlar eletronicamente a injeção de combustível, em cada cilindro,individualmente.
  • Aumentar folgas standard e diminuir curso de pistão para alcançar altas rotações rapidamente.
  • Aumentar fluxo de gases na câmara de combustão através de comandos multiválvulados.
  • Aumentar vazão e pressão de óleo para pressurizar, lubrificar e refrigerar sob condições severas.
  • Redimensionar relação torque/ tração.
  • E, emprego de matérias mais resistentes, dentre outras.

Observa-se que para alcançar altos níveis de rotação, os projetistas promovem ligeiro aumento nas folgas dos mancais, aumento da massa do volante do motor, diminuição no curso dos pistões, melhoria da vedação nas regiões dos anéis de segmento, aumento da vazão de admissão e exaustão de gases na câmara de combustão, sensível aumento na vazão e pressão da bomba de óleo, dentre outras.

As principais vantagens destes motores estão relacionadas aos seguintes tópicos:

  1. São motores mais elásticos, por causa das folgas maiores entre as peças móveis.
  2. Devem ser operados sempre em regime de rotações mais elevadas para obter o torque necessário.
  3. Melhoria na resposta de retomada em alta rotação, pois a vedação das câmaras é mais eficiente.
  4. O uso de menor aceleração, após vencer a inércia, não diminui a velocidade, pois a maior parte do torque que esses motores produzem vem do volante do motor (massa em movimento), e não da combustão das câmaras.
  5. Menor desgaste das peças móveis, pois possuem sistemas de lubrificação mais eficientes.
  6. Proporcionam economia de combustível porque possuem comandos com maior fluxo de gases, sistemas de injeção do combustível multiassistidos, maior temperatura de operação, que aumenta a eficiência na queima do combustível.
  7. E finalmente poluem menos, pois retiram a maior parte do torque da transformação de energia cinética em energia potencial (energia limpa).

Cuidados com o sistema de lubrificação

Se confrontarmos num mesmo espaço de tempo, nos motores de alta rotação ocorrem mais combustões ou explosões que nos motores de baixa rotação, isto implica na maior geração de calor que os motores de baixa rotação. Desta forma, torna-se necessário que o calor produzido seja dissipado de forma mais rápida e eficiente. Por este motivo a bomba de óleo desses motores precisa ter pressão e vazão bem altas para circular o lubrificante com maior rapidez, chegando a circular em um minuto, mais de sete vezes o volume total de óleo existente no cárter quando o motor estiver em regime acima de 5000 RPM. Além disso, a bomba de óleo deve manter os mancais e os tuchos pressurizados adequadamente na alta rotação.

Por esses motivos, o óleo lubrificante utilizado nos motores de alta rotação deverá ser o mais fino possível, ter uma altíssima resistência térmica, além de um elevado índice de viscosidade, pois é o responsável principal pela retirada do calor gerado nas câmaras de combustão ou explosão, o que vale dizer quanto mais rápido girar o motor, mais rápido o óleo terá que circular para arrefecer o calor produzido.

O uso de óleos mais grossos irá forçar a bomba de óleo, provocando uma sensível redução da sua vida útil, diminuindo a pressão e a vazão do óleo no sistema. Isto acabará por provocar o espessamento (oxidação) do óleo, entupimento dos canais de lubrificação, o que trará danos gravíssimos aos componentes móveis, levando o motor a fundir por deficiência de lubrificação.