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LUBRIFICAÇÃO DE CILINDROS EM MOTORES SUPER LONG STROKE 2 TEMPOS



LUBRIFICAÇÃO DE CILINDROS

Será que damos a devida atenção  a esta parte tão  importante de um  motor Super Long Stroke ?
Acredito  que  assim,  como eu ,muitos maquinistas quando  saíram  das escolas não  tinham  noção  da importância da lubrificação de cilindros,  tanto  no  funcionamento  normal do motor quanto em situações de  troca de anéis, camisa ou  pistões. Só  fui  tomar ciência da importância  e  de como aquilo  funcionava na minha praticagem , pois  o  navio  que embarquei  estava passando por um problema  em  consequência da má lubrificação  do cilindro,  lendo o manual e através da experiência  dos colegas,  pude tomar conhecimento melhor do  assunto, mas confesso  que até muitos que já estavam a bordo  não  conheciam nem  o por que, nem como  aquilo funcionava, na verdade isto persiste até os dias de hoje.
Para sabermos da importância da lubrificação  de cilindros precisamos falar sobre alguns fatores referentes ao combustível , a combustão  e o deslocamento do  pistão  na camisa.

 O Combustível:
O Enxofre ( S )  é um dos principais agentes corrosivos das câmaras de combustão , principalmente quando  em  contato com H2O que  chega a   câmara de combustão  através do ar de lavagem,   pelo aumento da temperatura da câmara na momento da combustão e no próprio combustível ,  quando  o  S e H2O se encontram  “ a  coisa ” vira Ácido Sulfúrico (H2SO4), que  todos nós sabemos ser extremamente nocivo.  MF 380 é fornecido pela BR na seguinte forma: Densidade de 0,9878 ; Viscosidade 380Cst a 50ºC ; composto  da mistura de Óleo Combustível 1A 86,5 %(não  me pergunte que porra de óleo é esse que eu não  sei, deve ser  o lixo do refino  antes de virar pinche! ) mais, Óleo Diesel Marítimo ( que fique bem claro que é  Óleo Diesel Marítimo aquele bem marrom e sujo) 13,5%. Estas proporções são ajustadas  no processo de preparação do MF.



A Combustão:
Os resíduos gerados na combustão  estão  cheios de partículas abrasivas, enxofre, vanádio , alumínio, água  e mais um monte de resíduos, juntando  todo  estes  metais e  ácidos  temos  processo corrosivo químico  e mecânico.





 
                                              

Deslocamento  do Pistão na Camisa:
O Atrito gerado  neste processo por mais que reduzido pela  lubrificação,  ainda existe e é um aditivo  ao  desgaste entre Pistão, Anéis e Camisa.
Imagine  uma peça de aço  de  2,400mm de comprimento deslocando-se dentro  de um  cilindro de 700mm de largura,com  curso efetivo  de 2200mm  a uma velocidade média de 6 m/s, todo este atrito tem que ser diminuído  ao máximo para que o motor possa funcionar  bem por vários anos.





Pois  bem campanha,  somando estes e  outros fatores, mas principalmente o Combustível temos   os motivadores da  adição  do Óleo de Cilindro , quando  este estudo foi  realizado  pelo  fabricante , este percebeu  a necessidade de  inserir algo  que combatesse  e diminuísse todos os “defeitos”  do  combustível e da combustão.
Porém o principal  vilão  de todo  este  processo  é o Enxofre, impossível  de ser retirado  do processo, porém pode ser combatido e reduzido  no  combustível  de qualidade.  De que forma então  se dá  a diminuição da ação  do enxofre?  se o  Enxofre  em  contato com a água forma  ácido, logo se lembrarmos das aulas da Tia Jerusa , precisamos de uma Base para neutralizar  o Ácido , pronto acabou  o problema, quem dera, este processo  requer cuidado continuo, vamos lá:
Para que tenhamos o controle da ação  ácida na câmara de combustão vamos colocar um óleo com Alto Número de Base , ou seja ,um óleo com TBN suficiente para combater o ácido , TBN ( Total Base Number ) significa  o  grau de Alcalinidade do óleo a ser usado, pois se adicionarmos esta base  durante o processo de combustão vamos combater  “ in loco ” a formação  do Ácido Sulfúrico.
É importante que se diga que esta  não  é a única função do óleo de cilindro, outra função  importantíssima é a lubrificação  da camisa, pois  ao  contrário dos motores de alta e média rotação,  os motores  Super Long Stroke não  possuem  anel de lubrificação, pois o óleo  que chega a cabeça do pistão  só  serve para arrefecimento  do mesmo, desta forma  quem fica responsável  pela lubrificação  da camisa é o óleo de cilindro.
Funções principais do Óleo de Cilindro:
  1. Lubrificar a Camisa
  2. Combater a Corrosão Ácida
  3. Ajuda a selar  o pistão , evitando a perda de  compressão  e pressão  de combustão.
Para que  o Óleo de Cilindro  seja  adicionado na quantidade correta, precisamos  fazer um  cálculo bem  simples ,  Baseando a massa de óleo  em  função  da potência do motor,g/BHP vamos lá:
Sabendo a vazão  atual  do lubrificador (Q ) podemos encontrar o curso da bomba através deste cálculo:
S=1045,1 x Q / D² x G x N x C , onde:
S= Curso da Bomba do Lubrificador
Q= Vazão  de alimentação  do Lubrificador ( Kg/24h)
D= Diâmetro do Pistão da Bomba do Lubrificador em mm
G= Nº de pontos de lubrificação
N= Rotação do Lubrificador
C= Nº de Cilindros do Motor
0,94= densidade específica para  óleo SAE 50
Caso você queira a vazão  em  Litros por Dia  , calcule assim:
Q= S x D² x G x N x C /1045.1 x 0,94
Todas estas  informações sobre o lubrificador  devem  ser retiradas de seu manual , não pode ser aproximado  tem  que ser exatamente o que diz  lá, caso  contrário  você poderá ter grandes consequências no consumo de óleo  de cilindro. Você também pode calcular a vazão  do Lubrificador fechando  a Alimentação  de óleo que vem  do  tanque  de armazenamento  e   cronometrando  o tempo  que o lubrificador leva para consumir o óleo  de seu reservatório ( verifique o volume do reservatório no  manual do Lubrificador) .
A MAN B&W recomenda para um  motor após 3600h de funcionamento quando novo ou  após  cumprir o intervalo de  manutenção (Running-in ) um  ajuste médio de 0,8 g/bhph , o que dará em média  285 litros  por dia, é importante salientar que  todo  ajuste feito  no lubrificador deve ser seguido  de intervalos  contínuos de inspeção  das camisa via espaço amortecedor (Stuffing Box) ou Caixão de Ar de Lavagem.


Além da função de lubrificação  normal durante  a operação  do motor,  o lubrificador  ainda possui  ajuste de vazão  para funções especiais, como  quando  por exemplo é realizada troca de Camisa, Anéis, Pistão  . Nesta situação  a lubrificação  e o próprio funcionamento  do motor devem seguir padrões rigorosos de controle.
Veja abaixo alguns gráficos demonstrando a ação  da Lubrificação de Cilindros:



  




Neste último  temos o exemplo  claro  da melhoria  da lubrificação  ao longo  de anos de avanço  tecnológico e estudo das causas e consequências na lubrificação de cilindros. 
No gráfico  abaixo  percebemos a economia entre a redução  do enxofre no combustível  associada a redução lógica do óleo  de cilindro, pois  os dois são  diretamente  proporcionais, ou  seja, quanto  maior o presença de enxofre no combustível maior  a dosagem de Óleo de Cilindro, e a conseqüente melhora da tecnologia de lubrificadores.


OS LUBRIFICADORES DE CILINDROS:
Precisamos agora conhecer estes equipamentos, não  vou entrar em detalhes de construção  mas pretendo  comentar  seu  funcionamento .
Existe disponível  no mercado , três tipos de  Lubrificadores os totalmente Mecânicos, os Eletro Mecânicos e os Automáticos. vamos ver  cada um deles.
Lubrificadores Mecânicos:
São  os mais conhecidos por nós ,devido a idade média de nossas embarcações muitos ainda não tiveram  oportunidade de  ver outros modelos. Estes podem  ser do tipo MEP Regulation ou BHP Regulation .

  Meam Effective Pressure ( MEP) Regulation :
Este modelo  de lubrificador leva este nome pelo fato  da lubrificação  ficar condicionada a Pressão Média  Efetiva do motor, o Lubrificador é totalmente dependente da Rotação  do Motor, o que em  condições de carga média pode não  ser tão preciso  uma vez que  o ajuste de injeção  do lubrificador esta ligado  ao eixo  de comando do index das bombas injetoras.
Deve-se ficar atento  a este link  entre o Eixo de comando  do index e O lubrificador, há registros de aceleração  repentina do motor  pelo  fato do  index ficar preso  em função  do lubrificador, o que pode fazer o motor disparar e parar por sobre-velocidade, por isso campanha  lubrifique sempre o eixo  e  verifique os parafuso  de fixação , pois a vibração  pode deixar você na onça. 





Break Horse Power Regulation: Este modelo  de  Lubrificador  vem com um Regulador  montado  em  cima do lubrificador , o eixo de comando do index das bombas injetoras e ligado a este  dispositivo  que em  situações de carga  controla  a vazão  do lubrificador evitando assim má lubrificação , tanto  em alta carga quando  em baixa carga.
A diferença entre o MEP e o BHP é em que parte do lubrificador o eixo  de comando das bbas Injetoras será conectado. No caso do BHP a lubrificação fica ligada a quantidade de carga do  motor é não  somente a  rotação e variação  do index.

 Lubrificador Eletro Mecânico:
Este modelo funciona  por acionamento  mecânico do lubrificador via  RPM do motor, porém com uma  unidade de controle eletrônica que  aciona válvulas solenóides  para melhorar o desempenho do lubrificador nas diversas situações de carga do motor.
Estas solenóides são  controladas por uma unidade eletrônica que recebe sinal de pick-ups instalados no volante e  controlam  a vazão  de cada  lubrificador, o sistema pode ser instalado no modelos já existentes sem que seja necessário  alterar nada no MCP.


Lubrificadores Automáticos:
Esta tecnologia  esta presente  em  maior  parte nos motores de Injeção  eletrônica ( trataremos  mais detalhadamente  sobre estes motores no futuro, fique atento  ao  blog), pois  concilia a eletrônica aplicada ao  motor com  a  do  lubrificador de cilindro, porém  não  é regra . Este  lubrificador tanto  pode ser encontrado em navios  novos,  como  pode ser instalado em  substituição  aos  antigos, o que na minha ignorante  opinião,  deveria ser feito  imediatamente  em todos os navios, visto o cenário  atual.
Como  não poderia deixar de acontecer a evolução tecnológica e  pressão  dos órgãos reguladores em  baixar o teor de substancias nocivas através dos gases remanescentes da combustão obrigaram  os  fabricantes  a  criar este sistema  , nos motores  MAN B7W  são denominados Alfa Lubricators  , nos Wartsila-Sulzer são  chamados CLU-3 ( Cylinder Lubrication Unit ) , o modelo da foto  e dá  HJ Lubricators  usado nos motores MAN B&W.
Este sistema  utiliza um sensoriamento  instalado no  volante do  MCP individual  para cada cilindro, um sistema de pressurização  com  acumuladores de Nitrogênio, o que  torna o Lubrificador independente  da Rotação do Motor, uma vez que  a pressão  de lubrificação  é fornecida pelo sistema de  Acumuladores.



Além de ter  o sensoriamento  no  volante, possui ainda um sistema ligado ao indicador de carga do motor e interface  IHM (Interface Mam MAchine) , nela você pode alterar, monitorar e visualizar informações referentes ao processo on line da lubrificação individual por cilindro.
Possui  também um  software de monitoramento ligado ao computador  no CCM, oque  facilita ainda mais dando a opção  de imprimir relatório e  processos  on line .  Quando associado aos motores eletrônicos ,trabalham ainda melhor , pois ficam conectados em rede com  todos  os outros parâmetros do motor   durante o processo  de combustão.


Este sistema esta sendo implantado cada vez mais a bordo, porém os tripulantes não  estão  sendo  treinados para trabalhar com estes  equipamentos , mesmo que os fabricantes tentem fabricar cada vez mais  máquinas  que não  precisem da interferência do Homem, ao menos  seu  funcionamento deveremos monitorar, para monitorar qualquer coisas é preciso  saber como  ela  funciona, do  contrário  sempre  vão  haver manômetros e termômetros marcados  com caneta indicando  onde a pressão e temperatura devem estar, na maioria das vezes  foi alguém  que passou  e marcou  mas não  conferiu  pra saber se aquele valor estava correto.


No começo desta  página eu  falei  que aprendi  alguma coisa sobre lubrificação  de cilindro por que  o navio em que cumpri minha praticagem ( N/T Cartola ), passava por um erro  sério na  lubrificação  de camisa, por misso  vou  escrever rapidamente problemas de  Pouca Lubrificação , Excesso Lubrificação e Lubrificação Ideal.
 
 

 Pouca Lubrificação:
Este problema  é menos frequente do que se pensa, pois  o maior erro encontrado  hoje a bordo é a política do Não  mexe no que ta funcionando! , ou seja, enquanto  o equipamento  estiver  virando  vagabundo nem  toca, como os lubrificadores vem  ajustados  de fábrica, não  é muito  comun  vermos caso de pouco  lubrificação.
 Quando isto  acontece  a lubrificação de cilindro deixa de existir, o que pode causar perde de material  patente da camisa , ou seja, desgaste pré-maturo.  Com a falta de óleo  para combater o Enxofre, temos ai um  acelerado processo  de corrosão  ácida na camisa que é aumentado ao dobro da velocidade normal devido a alta temperatura segundo o principio de Arrhenius.  Os anéis de segmentos ficam ressecados  com a  fuligem  da combustão  e  podem  quebrar, existe também um  aumento  da temperatura do cilindro em função  do aumento do atrito entre  anéis e camisa entre outros problemas, na figura ao lado  podemos notar algumas destas características, repare que a coroa do pistão  esta coberta de material  pós combustão  e os anéis estão  cecos e arranhados, se pudéssemos ver o espaço amortecedor perceberíamos uma grande quantidade de fuligem  seca, com depósitos de carbono .


Excesso de Lubrificação:
este era  o problema  do Cartola e Ataulfo quando  embarquei  na minha  praticagem. Este navio são dotados de um MCP MAN B&W 6L70MC, com lubrificador equipado com LCD (BHP Regulation ) , além  dos lubrificadores estarem  com ajuste de lubrificação  muito  alto em torno de  1,8 g /bhph a função  do LCD contribuía ainda mais para  a super-lubrificação, pois  a  lubrificação  aumentava muito  em  consequência das variações de carga. Por conta da super  lubrificação  as camisas sofreram um desgaste  pré maturo  muito  alto  , desgastando 3 vezes mais rápido  do  que o normal, devido  a massa calcária formada pelo  excesso  de agente de base  no óleo , é um produto  que se assemelha ao  cimento, além da alteração   do metal   patente devido a ação química da  alta alcalinidade, o que tornou o material mais “ mole ”.
Inspecionando–se o espaço  amortecedor  percebíamos a quantidade de óleo residual, no tanque de dreno  do espaço  amortecedor podíamos ver a quantidade de óleo descartada.
O resultado  foi a troca seqüencial  de todas as camisa do motor, pois esta foram  rachando  uma a uma em intervalo de tempo  quase que “programado”. Foi  um período  de bastante aprendizado, pois uma vez por mês  trocava-se camisa do MCP. Além  do desperdício de óleo  que há época custava pouco  mais de 5,00 reais o litro, multiplique por 850 l/dia e vá se divertindo  com os valores, mas como  me disse o Coordenador Executivo de Frota (nome bonito né) isto  é prejuízo  diluído, viva a administração  pública , depois de algum tempo  ele  foi promovido  a gerente.

Abaixo podemos ver  uma foto  mostrando a excelente lubrificação  de um MCP , podemos perceber a diferença dos exemplos acima.
   Por isso meus campanhas da seção do fogo, sempre que você fizer qualquer  alteração  no lubrificador faça inspeção  regular do  espaço amortecedor até você  perceber  que esta tudo  safo! Não  fique com medo  de fazer a alteração  desde  que  você tenha feito  os cálculos e acompanhe as mudançãs  com inspeção e  TENHA LIDO O MANUAL ! esta operação  não  é nenhum bicho  de sete  cabeças.


Acredtito  que esta página  consegue passar  bastante informação  a respeito  da lubrificação  de cilindros e  espero  ter  contribuido  neste assunto  tão  importante para nossa atividade a bordo.

CUIDE BEM DO  SEU MOTOR , É ELE QUE TE TRAZ DE VOLTA PRA CASA!

Aquele Abraço!
Dalto.

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