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Fig. 1

Cilindros e camisas de cilindro Parte 1

KS | Kolbenschmidt | Motorservice
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Informação acerca do diagnóstico

Por que existe uma fissura vertical, partindo do flange da camisa de cilindro? Qual o motivo de o flange da camisa estar completamente rompido? Por que se verifica um empeno da superfície de apoio da borda com tinta nanquim? Qual a origem da cavitação da camisa de cilindro? Fique sabendo as respostas nesta postagem.

Fissuras longitudinais em camisas de cilindro
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  • Fissura vertical, partindo do flange da camisa.
  • Com base na sua parede do cilindro de pequena espessura, o dano também ocorre em camisas de cilindro secas.
Avaliação

A causa da fissura muitas vezes é um manuseio descuidado das camisas de cilindro (pancadas). Mesmo que a camisa de cilindro não sofra imediatamente um dano visível, uma microfissura ou um entalhe pode causar uma quebra no funcionamento do motor. Um apoio da borda defeituoso ou sujeira entre a camisa de cilindro e o bloco pode causar este tipo de dano. Em fissuras longitudinais, causadas por apoios da borda defeituosos, as fissuras longitudinais muitas vezes ocorrem junto com fissuras transversais.

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Causas possíveis
  • Fissuras ou entalhes devido ao manuseio incorreto das camisas de cilindro durante o transporte ou reparo.
  • Golpes de líquido.
  • Corpos estranhos sob áreas de contato ou de vedação.
  • Alojamentos defeituosos (ver o capítulo "Colar rompido na camisa de cilindro").
  • Remoção de material (erosão) no flange da camisa de cilindro devido à combustão detonante, o que causa um enfraquecimento da camisa de cilindro.
Colar rompido na camisa de cilindro
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  • Flange da camisa rompido.
  • Fissura do flange da camisa, decorre do fundo da borda inferior para cima em ângulo de aproximadamente 30°.
Avaliação

A causa são momentos de flexão, que ocorrem em caso de montagem deficiente (sujeira e defeitos de forma). Normalmente o flange da camisa de cilindro é removido logo ao apertar o cabeçote. Nas novas gerações de motores para veículos comerciais com sistema de injeção bomba-injetor ou Common Rail, o bloco do motor é submetido a cargas mais elevadas devido às maiores pressões de combustão. Uma vez que nestes tipos de motor são usadas vedações do cabeçote de aço duro, o bloco do motor pode empenar no apoio da borda após um longo período de funcionamento.

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Fig. 1
Nota
O empeno da superfície de apoio da borda não é detectável a olho nu, sem meios auxiliares. A deformação é facilmente detectável com tinta nanquim: Aplicar uma camada muito fina de tinta nanquim na superfície de apoio do flange da camisa no bloco do motor. Em seguida, colocar a nova camisa sem vedações e pressionar no assento. Retirar novamente a camisa de cilindro. A superfície de apoio na camisa de cilindro deve estar uniformemente coberta com tinta nanquim em toda a circunferência. Se este não for o caso, é necessário retificar o assentamento da camisa: A melhor forma de fazer isto é com uma ferramenta de furar ou com um torno plano do assento do flange da camisa. Isto garante o paralelismo plano em relação à superfície do invólucro (Fig. 2).
Causas possíveis
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Fig. 2
  • Apoio da borda desgastado no motor após um longo período de funcionamento.
  • Apoio da borda sujo ou corroído.
  • Sem perpendicularidade e/ou planicidade do alojamento (Fig. 2 e Fig. 5).
  • Vedação do cabeçote incorreta.
  • Não observância dos torques de aperto e ângulo de rotação durante a montagem do cabeçote, especificados pelo fabricante de motores.
  • Quantidade incorreta de anéis de vedação.
  • Anéis de vedação prensados sob o flange da camisa.
  • Uso de vedações com dimensões erradas.
  • Uso de produtos de vedação líquidos.
  • Em camisas de cilindro Pressfit secas: Erro de montagem devido à pressão de prensagem excessiva.
  • Não foi observada a projeção da camisa especificada (Fig. 6):
    • Em caso de uma projeção excessiva da camisa de cilindro, o flange da camisa é afastado ao apertar os parafusos do cabeçote.
    • Em caso de uma projeção muito pequena, a camisa de cilindro não é prensada com força suficiente no assentamento da camisa e entra em oscilação devido ao movimento do pistão. Estas forças exercidas podem causa a ruptura do flange da camisa.
  • Não observância da forma correta na retificação do assentamento da camisa. A forma do assentamento da camisa deve corresponder à forma da camisa de cilindro. A transição da superfície da borda ao diâmetro de ajuste deve ser provida de uma fase de 0,5 - 1,0 mm х × 45°. Desta forma, o sulco do flange da camisa não assenta na borda. Em caso de não observância, o flange da camisa pode ser facilmente afastado ao apertar o cabeçote (Fig. 3). Além disso, o raio de curvatura no assentamento da camisa ("D" na Fig. 4) não pode ser muito grande, para que a camisa de cilindro no flange da camisa não encoste na borda externa e interna.
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Nota
Em caso de um pós-processamento do apoio da borda durante uma reparação de motores é necessário assegurar a protusão necessária da camisa de cilindro em relação à superfície do cilindro: seja por colocação de discos de compensação de aço ou de camisas de cilindro com sobremedida da borda* (recomendado).
Cavitação nas camisas de cilindro
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  • Fortes marcas de cavitação na camisa de água da camisa de cilindro molhada (Fig. 1 e 2).
  • Entrada de líquido de refrigeração na câmara de combustão.
Avaliação

A cavitação ocorre com maior frequência no plano de inclinação do pistão (lado de pressão ou de contrapressão). Os causadores são vibrações de alta frequência da parede do cilindro. As vibrações ocorrem devido às forças laterais do pistão, à pressão de combustão e à inversão de movimento no ponto morto inferior e superior. Quando a água de refrigeração não pode mais seguir as vibrações da parede do cilindro, a película de água se desprende da camisa de cilindro. Forma-se uma zona de vácuo com bolhas de vapor, que se desfazem (implodem) a uma velocidade muito grande quando a parede do cilindro regride a vibração. A água, que tinha deslocado as bolhas, bate fortemente aos solavancos sobre a superfície do cilindro. A partir desta energia de colisão são liberadas minúsculas partículas, causando gradativamente a formação de buracos (lavagem).

Uma particularidade na cavitação: Os buracos se abrem para dentro (Fig. 3), o que causa cavidades no material.

Causas da cavitação

  • Temperatura muito alta do líquido de refrigeração.
  • Pressão muito baixa do líquido de refrigeração.
  • Ponto de ebulição muito baixo do líquido de refrigeração.
  • Combinação dos pontos acima mencionados.
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Fig. 2
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Fig. 1
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Fig. 3
Causas possíveis
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Fig. 4
  • Não foi observada a folga correta do pistão, p. ex. na remontagem de pistões já usados ou cilindros excessivamente grandes.
  • Erro de forma do apoio da borda – assento deficiente ou impreciso da camisa de cilindro na carcaça (ver o capítulo "Colar rompido na camisa de cilindro").
  • Falta de enchimento prescrito de anticongelante com anticorrosivo ou aditivos equivalentes na água de refrigeração. O anticorrosivo contém inibidores, que impedem a formação de espuma. Uma vez que estes inibidores se consomem, é necessário trocar o anticorrosivo a cada dois anos e estabelecer a proporção de mistura correta.
  • Uso de líquido de refrigeração impróprio como água salgada (água do mar), água agressiva ou ácida, ou outros líquidos.
  • Pressão prévia insuficiente no sistema de refrigeração. Motivo: Tampa de radiador imprópria (retenção insuficiente de pressão devido a uma válvula de sobrepressão defeituosa) ou sistema de refrigeração não estanque. Se a pressão prévia estiver de acordo com a prescrita no sistema de refrigeração, a temperatura de ebulição do líquido de refrigeração é maior que na pressão atmosférica. A pressão prévia não elimina a causa da formação de bolhas de vapor, no entanto, impede a formação de pequenas bolhas.
  • Anéis de vedação e/ou massa vedante ou silicone incorretos no flange da camisa.
  • Quantidade errada de anéis de vedação.
  • Temperatura de operação muito baixa do motor: Quando um motor não atinge a temperatura de operação normal devido a determinadas condições de operação ou a defeitos no termostato, não é possível o estabelecimento de uma sobrepressão no sistema de refrigeração, por causa da baixa dilatação térmica do líquido de refrigeração. Devido à temperatura de operação muito baixa, também os pistões não se dilatam corretamente e, portanto, operam com maior folga do pistão. Ambos os casos favorecem a formação de pequenas bolhas e, consequentemente, a cavitação.
  • Montagem de anéis de vedação adicionais no entalhe do flange da camisa (Fig. 4): Aqui somente podem ser usados anéis de vedação se estes forem expressamente previstos pelo fabricante.

01 Projeção da camisa
02 Segmento de tombaque
03 Entalhe
04 O-ring

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