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A Importância da Manutenção Preventiva

em Motores Diesel

21 de setembro de 2015

Luiz Augusto de Noronha Mendes

Gerente de Produto – FPT Industrial LATAM

Seminário Extensão da vida útil dos Motores Diesel

2

CNH Industrial

3

CNH Industrial

Estrutura desde 29 de setembro de 2013

Máquinas para

Construção

Veículos comerciais

Máquinas

Agrícolas

Powertrain Serviços

financeiros

A FPT Industrial é a principal fornecedora de motores, eixos e transmissões do grupo CNH Industrial.

CNH Industrial Nossos produtos

Caminhões Ônibus Equipamentos de combate

a incêndio

Escavadeiras de esteiras

Ceifeiras-debulhadoras Tratores Motores, eixos

e transmissões

Pás carregadeiras com

direção diferencial

4

5

FPT Industrial

6

Plantas

6

Transmissão e eixos dianteiro-

traseiro para veículos leves,

médios e pesados

Motores leves, médios e

pesados para aplicações

on road e off road

1-2 TURIN

3 PREGNANA MILANESE

Motores leves para

aplicações on road

4 FOGGIA

Heavy Engines for on road

and off road applications

5 BOURBON LANCY

6 FECAMP

Heavy Engines for on road

and off road applications

7 GARCHIZY

1-2

3 7

5

6

4

Motores pesados e médios para

aplicações on road e off road

CORDOBA

Motores leves e médios para

aplicações on road e off road

SETE LAGOAS

Motores leves, médios e pesados

para aplicações on road e off road

CHONGQING

Motores customizados para aplicação

marítima e geração de energia

Motores pesados para aplicações

on road e off road

Conjuntos geradores, painéis de

distribuição elétrica e resistores

Motores e transmissões

remanufaturados

10 Plantas em todo o mundo

(*) R&D Support from Fiat SpA

6

Centros de P&D 6 Centros de Engenharia e desenvolvimento em todo o mundo

7

Personalização e aplicação

de motores para o

mercado latino-americano

2 BETIM

Aplicação de motores para clientes

não cativos CNH e EUA

1 BURR-RIDGE

Personalização e

homologação de unidades

de geração de energia

3 FECAMP

Desenvolvimento e

personalização de motores

e transmissores para

aplicações on road, off road,

marítimas e de geração de

energia

4 TURIN

Centro de excelência para tecnologias

avançadas e desenvolvimento de

motores de base

5 ARBON

6 CHONGQING (JV)

Personalização e aplicação

de motores SFH para o

mercado chinês

7* SHANGHAI-JIADING

Design e Teste para

aplicações no mercado

chinês e suporte para

centros europeus de P&D

1

2

3

4

5 6

7*

Portfólio motores

100

500

600

700

800

900

Power (hp)

200

400

300

R22 - 3 cil

R22 2.2L

F1 - 4 cil

F1C 3.0L

F1A 2.3L

F5 - 4 cil

F5 3.4L

NEF - 4/6 cil

NEF 6 6.7L

NEF 4 4.5L

Cursor - 6 cil

C9 8.7L

C10 10,3L

C13 12.9L

C16 15.9L

Vector - 8 cil

20L

Displacement (liters)

S8000 – 4 cil

S8000 3.9L

C11 11.1L

C8 7,9L

On Road Diesel

Off Road

Geração de Energia

Marítima

GNV/LNG NOVO

http://fptind.fg.local/sites/MPM/Op_Mkt_Com/Op Mkt Com Pictures Library/N60 ENT C SCR_0142c.jpg

http://fptind.fg.local/sites/MPM/Op_Mkt_Com/Op Mkt Com Pictures Library/V20 TE2_4.jpg

9

Portfólio transmissões e eixos

Torque (Nm) 100 200 500 400 300

GAW (ton) 0 2 6 4 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

SR

HR

11

LCV MDV HDV HDV-Off Transmissões

Eixos

Dianteiro

Traseiro

Non driving

Tandem

Single

Tandem

Single

Driving

2835.6

2840.6

2850.6

10

Resultado da FPT Industrial ao longo dos últimos 3 anos

PRODUCTION VOLUMES

477 545

584

0

100

200

300

400

500

600

700

2012 2013 2014

(k UNITS)

Com 584.000 motores, a FPT Industrial é a terceira entre os seus principais concorrentes no mundo.

VOLUME DE PRODUÇÃO

A FPT produziu o seu primeiro motor para caminhão.

A FPT foi fundada concentrando a produção em uma única empresa de motores para carros de passeio e veículos para atividades industriais.

A FPT começa a produzir apenas motores para veículos comerciais, off road, on road, geração de energia e marítimo.

1903

2005

2011

11

FPT Industrial História

FPT (logo)

é uma marca jovem, com mais de 100 anos de experiência e amplo know- how.

Primeiro turbocharging para veículos comerciais pesados

Primeiro motor Common Rail para veículos comerciais leves

Exclusiva tecnologia de pós-tratamento HI-eSCR para motores Diesel

1938

1999

2012

12

FPT Industrial Know-how e experiência

Alguns dos grandes avanços da história dos motores a Diesel vêm do nosso P&D.

13

FPT Industrial: Prêmios importantes Prêmios internacionais

FPT possui uma vantagem competitiva diante dos seus clientes com escolhas tecnológicas inovadoras.

O novo Cursor 16 recebeu o

Prêmio DIESEL DO ANO 2014

pela revista Diesel

Case IH Magnum 380 CVX

premiado TRATOR DO ANO 2015

Cursor 9 + HI-eSCR HI-eSCR no NEF & Cursor

HI-eSCR tecnologia premiada com

AE50 PRIZE

Iveco Hi-Way

premiado com CAMINHÃO DO

ANO DE 2013

Cursor + HI-eSCR

AE50 AWARD

MOTOR DO ANO

CAMINHÃO DO ANO

TRATOR DO ANO

2013 2014 2014 2015

14

Clientes por aplicação

MA

RÍT

IMO

GER

AÇ

ÃO

DE E

NER

GIA

ON

RO

AD

- C

AM

INH

ÕES

OFF R

OA

D

15

FPT Industrial - Powering the future

A liderança tecnológica de 100 anos de experiência leva a satisfação dos clientes.

A marca com 10 anos, possui 100 anos de inovação em todo o mundo

Tecnologia de ponta para desenvolver soluções de motorização para o futuro

Uma gama completa de produtos sustentáveis , trazendo vantagem competitiva a todos os clientes

16

A Importância da Manutenção Preventiva em Motores Diesel

17

A Importância da Manutenção Preventiva em Motores Diesel

18

Parte 1 – Metodologia da Diagnose de Motores

19

Motivação – Cenário Ideal

Metodologia da Diagnose de Motores

Diagnose eficaz

Menor tempo gasto

Menor custo possível

!

Conhecimento

Curiosidade

Metodologia

20

Motivação – Diagnose Eficaz


http://www.sambampw.com.br/blog/wp-content/uploads/briefing03.jpg

21

MASP

MASP: Método de Análise e Solução de Problemas

“Método prescritivo, racional, estruturado e sistemático para o desenvolvimento de um

processo de melhoria em um ambiente organizacional, visando solução de problemas

e obtenção de resultados otimizados.”

Baseia-se no ciclo PDCA Planejar

Executar

Controlar

Agir / Corrigir


//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/PDCA_Cycle.svg

22

MASP – Fluxograma – 8 Passos


Início 1- Identificação

do Problema

2- Observação

do Processo

3- Análise e

Diagnósticos

4- Planejamento

da Solução

5- Aplicação da

Solução 6- Solução

Eficaz?

7- Padronização e

Implementação

8- Lessons

Learned Fim

S

N

23

Análise de 1° Nível

Objetivo: Coletar o máximo de informações possíveis a respeito da falha antes da perda

de variáveis chave para a resolução do problema e correta atuação da solução.

• Diesel;

• Líq. Arrefecimento;

• Óleo Lubrificante;

• Filtros; • Alimentação;

• Admissão;

• Arrefecimento;

• Operador;

• Motorista;

• Dealer;

• Flight Recorder;

• Instrumentação;


Entrevistas

Coleta de amostras

Avaliação in loco

Aquisição de Dados

24

Diagrama de Ishikawa

Objetivo: Identificar (Através de um brainstorming) todas as possíveis causas que possam

contribuir para o efeito não desejado (falha) e avaliar o nível de contribuição das mesmas.

O diagrama deve ser montado em

grupo;

Deve-se avaliar cada uma das

vozes contidas no diagrama e

classificá-las posteriormente

como potenciais ou não para a

falha;

“20% dos problemas representam 80% do custo” - Pareto


25

Parte 2 – SUBSISTEMAS DO MOTOR DIESEL

26

1. Sistema de Alimentação de Combustível;

2. Sistema de Aspiração;

3. Sistema de Arrefecimento;

4. Sistema de Lubrificação;

Subsistemas do Motor Diesel Índice

27

Subsistemas do Motor Diesel Sistema de Alimentação de Combustível

Bomba Mecânica

28


Common Rail

29

Diagrama Causa Efeitos

Pré Filtro (Separador)

Saturado ou Incorreto


30


Filtro Principal Saturado

ou Incorreto


31


Recomendações:

Utilizar filtros indicados pelo Manual do Proprietário;

Seguir o período de troca dos filtros conforme Manual do Proprietário ou se o painel da máquina

sinalizar necessidade de substituição;

Não deixar a máquina parada por mais de 6 meses (oxidação do biodiesel no tanque);

Realizar análises periódicas da qualidade do Diesel;

32

Aspectos Limites

Densidade 0,820 a 0,865

Viscosidade 2,0 a 5,0 cSt

Fulgor Mín 38°C

Teor de Biodiesel (Depende do tipo de Combustível)

Enxofre total, máx (Depende do tipo de Combustível)

N° de Cetano Mín 42

Água Máx 0,05 %

Aspecto Visual do Óleo Diesel


Qualidade do Combustível

33


Tela de entrada da

Bomba (nova)

Tela de entrada da

Bomba (saturada)

Filtro Original

6 microns (95%)

Filtro Utilizado

42 microns

1 2

4 5

3

34


Qualidade do Combustível

QUERÊNCIA-MT

Max. 380 ppm AF-9230

ASTORGA/JUSSARA-PR

Max. 400 ppm T7-245

LUIZ EDUARDO MAGALHÃES-BA

Max. 340 ppm AF-5130

AF-6130

AF-7130

PIRASSUNUNGA-SP

Max. 450 ppm SCH

OURINHOS-SP

Max. 360 ppm PUMA 185

PUMA 230

CCH

35

Subsistemas do Motor Diesel Sistema de Aspiração

MOTOR DIESEL

Gases de Escape

COLETOR DE ESCAPE

COLETOR DE ADMISSÃO

INT

ER

CO

OL

ER

Admissão de Ar

Filtro de Ar

36


Funções Principais do Filtro de Ar:

Secagem do Ar aspirado;

Impedir a passagem de partículas sólidas em suspensão para o motor (poeira, fuligem);

Evitar desgaste excessivo nos cilindros do motor;

Recomendações:

Utilizar somente filtros indicados pelo Manual do Proprietário;

Seguir o período de troca dos filtros conforme Manual do Proprietário ou se o painel da

máquina sinalizar necessidade de substituição;

37


Filtro de ar Saturado ou

Incorreto


38


39

Sistema de Arrefecimento

Bomba D’água

Presilhas e

Mangueiras

Tampa do

Radiador Ventoinha

Radiador

Reservatório de

Expansão

Válvula

Termostática

Aquecimento de

Cabine

Subsistemas do Motor Diesel

40


Principais Falhas e Possíveis Causas:

Sobreaquecimento do

Motor


41


Principais Falhas e Possíveis Causas:

Vazamentos e Perdas de

líquido de arrefecimento


42


Líquido de Arrefecimento (Propriedades – Ref. Paraflu 11):


Composição Limites

Etilenoglicol 90 a 95%

Benzoato de Sódio 2 a 4%

Tetraborato de dissódio pentahidratado 1 a 3%

Nitrito de Sódio Máx 0,35%

Propriedades Fisico químicas Valor de Referência

Aspecto Azul esverdeado

Densidade a 15°C 1,135 g/cm³

pH 7,7

Ponto de Congelamento (dil. 50%) -38 °C

Ponto de Ebulição (dil. 50%) 108 °C

Ponto de Fulgor (dil. 50%) 490 °C

43


Funções Principais do Líquido de Arrefecimento (com água - 50% vol.):


Remoção do Calor do motor;

Proteger as galerias de arrefecimento contra:

o Cavitação e formação de correntes elétricas parasitas;

o Corrosão;

o Congelamento à baixas temperaturas;

o Formação de depósitos de calcário;

o Ebulição do sistema em condições de alta temperatura (Até 125°C);

o Dilatação excessiva dos elementos de borracha e plástico do circuito;

44



45

Sistema de lubrificação


46



Funções Principais do Sistema de Lubrificação:

Fornecimento de óleo para o motor para:

o Lubrificar o motor, reduzindo desgastes;

o Redução de atrito entre partes móveis (redução no consumo de combustível);

o Proteger o motor contra ferrugem e corrosão;

o Refrigeração do motor;

o Retirada de contaminantes do sistema de combustão;

o Estabilidade das características Físico-Químicas;

o Evitar formação de espuma;

o Contribuir para vedação nas áreas da combustão do motor;

47

Aspectos 15W40 (novo) 5W30 (novo) Limites (FPT)

Viscosidade (100ºC) 12,5 a 16,3 cSt 9,3 a 12,5 cSt -25% a +50%

Fulgor (Vac) Mín 200 °C Mín 200 °C Mín 190 °C

T.B.N (HCLO4) Mín 9 mg KOH/g Mín 14 mg KOH/g Mín 4 mg KOH/g

Fuligem (%) ND ND 4% máx.

Água (%) 0% 0% 0,1%

Ferro (Fe) 0 ppm 0 ppm 300 ppm

Cromo (Cr) 0 ppm 0 ppm 30 ppm

Chumbo (Pb) 0 ppm 0 ppm 150 ppm

Cobre (Cu) 0 ppm 0 ppm N/A

Alumínio (Al) 0 ppm 0 ppm 40 ppm

Sílica (Si) 0 ppm 0 ppm 50 ppm



Propriedades do Óleo Lubrificante:

48




Filtro de óleo Saturado

ou Incorreto

49




Óleo Lubrificante

Incorreto ou sem

substituição

50



Recomendações:

Utilizar somente óleo e filtro de óleo indicados pelo Manual do Proprietário;

Seguir o período de troca do óleo e dos filtros conforme Manual do Proprietário;

Retirar amostras de óleo para análise com frequência;

51



52

PARTE 3 – Modos de Falha (Ref. Mahle)

53

Pistão

Modos de Falha (Ref. Mahle)

Falha: Travamento do Pino

Aspecto: Pino travado no pistão, impossibilitando sua desmontagem

Causas Prováveis:

Montagem do pino com folga insuficiente ou sem lubrificação;

Falta de lubrificação;

Bucha do pistão com tolerâncias geométricas fora do especificado

Correções:

Controlar processo de montagem;

Monitorar qualidade das buchas;

Monitorar sistema de lubrificação;

Consequência: Aumento do atrito na região entre a bucha e o pino, podendo

fundir ambas as peças ao longo do tempo, deixando o motor travado;

54

Pistão


Falha: Engripamento por refrigeração deficiente do motor

Aspecto: Desgaste acentuado no pistão na região do pino

Causas Prováveis

Obstrução das galerias de refriamento;

Galerias de resfriamento contaminadas;

Falha no sistema de refrigeração do motor / veículo

• Válvula termostática;

• Radiador;

• Bomba d’água;

Falha no sistema de desaeração do motor;

Correções: Revisar periodicamente o sistema de arrefecimento do motor e do

veículo;

Consequência: Aumento do atrito na região devido à diminuição da folga

provocada pela dilatação térmica do pistão;

55

Pistão


Falha: Danos por combustão incorreta

Aspecto: Região do topo do pistão derretida

Causas Prováveis:

Danos nos bicos injetores;

Injeção de combustível com vazão acima do previsto;

Ângulo de injeção incorreto;

Correções:

Revisar periodicamente o sistema de injeção do veículo;

Atentar quanto às orientações para o uso correto do combustível;

Consequência: Aumento da temperatura em uma única região no pistão, muitas

vezes acima do ponto de fusão do material, ocasionando o derretimento ou

degradação do pistão;

56

Pistão


Falha: Erosão do topo do pistão

Aspecto: Topo do pistão com marcas de erosão

Causas Prováveis:

Excesso de combustível injetado;

Injeção prematura;

Pulverização incorreta;

Falha na estanqueidade dos injetores;

Correções:

Regular a bomba;

Corrigir o ponto de injeção;

Consequência: Aumento da temperatura e sobrecarga mecânica

57

Anéis de Segmento


Falha: Contaminação por abrasivo

Aspecto: aneis com marcas de riscos verticais e afiados, e topo do cilindro com

brunimento gasto

Correções:

Verificar sistema de aspiração do veículo e sua manutenção;

Verificar procedimento de limpeza das peças do motor;

Consequência: A compressão do ar ocorrerá com presença de materiais

abrasivos que desgastarão os cilindros e as faces de contato dos anéis de

segmento, aumentando o consumo de óleo, a pressão do cárter e o blow by;

Causas Prováveis:

Deficiência no sistema de filtragem do ar;

Resíduos de usinagem dos cilindros;

Manutenção incorreta do veículo;

58

Camisas / cilindros


Falha: Cavitação das camisas

Aspecto: Marcas de escamação e perdas de material na parede externa das

camisas úmidas

Correções:

Fazer a correta manutenção do motor

Consequência: ocorrência de pontos de calor na parede externa das

camisas, devido à alta temperatura, que evoluem para uma condição de

cavitação, havendo perda de material das camisas;

Causas Prováveis:

Excesso de temperatura do motor;

Desaeração do motor inadequada;

Despressurização do sistema de arrefecimento;

Não utilização de aditivo especificado;

59

Bronzinas


Falha: Corrosão

Aspecto: Marcas escurecidas na bronzina e alguns pontos na superfície da

mesma

Correções:

Fazer a correta manutenção do motor;

Verificar sistema de lubrificação;

Consequência: Alteração da liga presente na bronzina, podendo alterar

seus aspectos funcionais de trabalho;

Causas Prováveis:

Lubrificação ineficiente ou inadequada;

Presença de água ou agentes corrosivos no óleo;

60

Bronzinas


Falha: Fragilidade a Quente

Aspecto: Grandes partes da camada superficial são arrancadas, ficando expostas

as camadas inferiores da bronzina.

Correções:

Conferir as classes de montagem;

Atentar quanto à lubrificação e à manutenção correta;

Garantir correto dimensionamento entre componentes;

Consequência: Aumento na região de trabalho, tornando frágil a camada

superficial, resultando no seu arrancamento;

Causas Prováveis:

Lubrificação ineficiente ou inadequada;

Folga radial insuficiente;

Calor excessivo;

61

Bronzinas


Falha: Presença de corpo estranho

Aspecto: Riscos na superfície e impregnação de partículas estranhas;

Correções:

Atentar quanto ao correto procedimento de manutenção do motor;

Garantir a limpeza dos componentes do motor durante a montagem do

mesmo;

Consequência: Ó óleo contaminado reduz o atrito nas bronzinas e acarreta

em desgastes localizados na mesma sob forma de riscos e impregnações de

corpos estranhos;

Causas Prováveis:

Óleo contaminado com partículas abrasivas;

Manutenção incorreta do motor;

62

Válvulas


Falha: Desgaste da sede de válvulas

Aspecto: Altura de válvula fora do especificado e marcas de desgaste no

colo da válvula;

Correções:

Verificar carga das molas;

Orientar quanto à qualidade do combustível utilizado;

Garantir correto alinhamento da válvula na sede durante a montagem;

Consequência: Assentamento inadequado da válvula na sede, ocasionando

o desgaste ao longo do tempo;

Causas Prováveis:

Alinhamento incorreto entre sede e haste de válvula;

Molas de válvula deficientes;

Resíduos da Combustão;

63

Válvulas


Falha: Válvulas com desgaste localizado

Aspecto: Válvula apresenta desgaste e desintegração concentrada em uma

região do assentamento de válvula;

Correções:

Verificar plano de manutenção dos motores;

Orientar quanto à utilização de combustíveis de qualidade;

Consequência: Excesso de temperatura localizado, ocasionando o

derretimento da válvula;

Causas Prováveis:

Assentamento irregular (válvula empenada);

Concentração de resíduos de carbono;

Combustível de baixa qualidade;

Obstrução nos dutos de arrefecimento;

64

Turbinas


Falha: Entrada de corpo estranho no compressor

Aspecto: Rotor do compressor (parte fria) com marcas de desgaste na

região frontal das aletas;

Correções:

Revisar sistema de aspiração do veículo;

Orientar quanto ao correto plano de manutenção do veículo;

Consequência: Entrada de partículas sólidas não filtradas, ocasionando os

danos na região do rotor;

Causas Prováveis:

Falhas no duto de aspiração do veículo;

Filtro de ar não utilizado ou colapsado;

65

Turbinas


Falha: Insuficiência de Lubrificação

Aspecto: Contato das paletas com a carcaça, folga excessiva no eixo, ruído,

cor azulada na região do eixo e dos mancais, vazamento de óleo, fumaça e

perda de potência do motor;

Correções:


Orientar quanto ao correto funcionamento do veículo;

Consequência: Rompimento do filme de óleo no eixo, iniciando o atrito e

ocasionando desgaste excessivo e consequente desbalanceamento do

conjunto;

Causas Prováveis:

Obstrução na galeria de óleo;

Utilização do óleo por período além do recomendado;

Problemas no sistema de lubrificação do motor;

Desligamento brusco do motor (Hot Shut Down);

66

Turbinas


Falha: Contaminação do óleo lubrificante

Aspecto: Marcas de desgaste excessivo nos rotores e mancais não

relacionados à alta temperatura;

Correções:


Consequência: Desgastes causados pela presença de partículas sólidas no

circuito;

Causas Prováveis:

Presença de partículas estranhas no óleo;

Utilização do óleo por período além do recomendado;

Filtro de óleo ineficiente ou saturado;

67

PARTE 4 – Estudo de Caso

68

Estudo de Caso Utilização Incorreta de Líquido de Arrefecimento

Reclamação

• Máquina apresentou travamento do eixo comando de válvulas com 200h de

uso;

• Análise dos componentes indicou sinais de sobreaquecimento do motor. Não

havia montagem incorreta de componentes ou folgas fora do especificado;

• Não havia registro de excesso de temperatura na central do motor e nem

apresentou baixa pressão de óleo;

69


Análise do Sistema de Arrefecimento

• Foram encontrados resíduos sólidos que formavam uma camada de 1 mm

de espessura ao longo de toda a galeria do sistema de arrefecimento do

motor (inclusive cobrindo o sensor de temperatura);

70


Conclusão

• Análise confirmou que a falta do uso correto do líquido de arrefecimento resultou no aumento do pH do fluido,

gerando a corrosão nos dutos de alumínio do motor associada também à presença de correntes elétricas

parasitas.

71

OBRIGADO

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