treinamento em turbo compress ores holset
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Treinamento em TurbocompressoresRui Barbieri Filho - Abril 2004
Por que Turbocompressor ?
Por que Turbocompressor ?Presso v/s Temperatura
Por que TurbocompressorPs Resfriamento
Ar frio tem densidade mais alta do que o ar quente. Admisso de ar frio = mais O2 por cilindro = motor com mais potncia. Aps arrefecimento reduz a temperatura ocorrendo o aumento da densidade. Existe duas formas de ps arrefecimento: Air to Air Air to Water
Por que Turbocompressor ?Ps Resfriamento [Air to Water]
Por que Turbocompressor ?Ps Resfriamento [Air to Air]
Componentes do TurbocompressorIntroduo
Componentes Principais Componentes Menores Aplicaes Como funciona o Turbocompressor
Componentes do TurbocompressorMancal Radial Anel Elstico Anel de PistoCarcaca Dos Mancais
Placa Difusora
Mancal Axial Colar de Encosto Anel de PistoAr
Rotor da Turbina Defletor de CalorCarcaa da Turbina
Impulsor
Defletor de Oleo
Borrifador Carcaa de Oleo Compressora
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor ? Trabalho da Turbina Trabalho do Compressor Sistema de Lubrificao Vedao dos Anis Resumo
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
A carcaa de turbina montada no coletor de exausto do motor. Os gases de escape so usados para girar o rotor da turbina o qual est localizado dentro da carcaa da turbina. O rotor da turbina gira o eixo o qual trabalha solidrio girando o rotor do compressor.
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
Uma vez que o gs tenha passado atravs das aletas do rotor o gs deixa a carcaa de turbina via flange de sada da turbina.
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
Quanto mais gs passa atravs da carcaa de turbina, mais rpido o rotor gira.
Como o eixo da turbina aumenta a rotao, o rotor do compressor (que gira solidrio) tambm aumenta a rotao. Isso cria um processo de suco o qual puxa o ar da atmosfera ( ar filtrado ) para a carcaa compressora .
Quanto mais rpido o eixo gira, mais ar sugado para dentro.
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
Quando o ar sugado dentro da carcaa compressora, ele comprimido atravs da voluta. Isso comprime o ar e fora a admisso no motor . Esse processo provoca o aumento de temperatura de ar, em alguns casos, acima de 200 C.Area Difusora
Voluta
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor Folga Dianteira do Rotor afeta a performance do turbocompressor. Uma folga pequena dianteira no rotor, significa melhor performance. O furo do rotor do compressor deve ser usinado conforme tolerncia especificada Furos com dimetro maior ir afetar o balanceamento do turbocompressor
Perfil da Carcaa Compressora
Folga Dianteira do Rotor
Perfil do Impulsor Furo do Rotor do Compressor
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
O leo usado no turbocompressor o mesmo usado no seu motor.
O leo usado como lubrificante e refrigerante.
Oleo Presurizado
A lubrificao feita sob presso passando pelas galerias de leo e atravs dos mancais radiais e axialFluxo de Oleo p/ o carter
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor
Os mancais radiais so do tipo deslizante & flutuante.Colar de encosto
Para funcionar corretamente, os mancais radiais devem flutuar em um filme de leo (isto , entre o mancal radial & eixo & carcaa do mancal).
MancaisFlutuantes
Mancal Axial
Borrifado
leo sujo, obstruo/interrupo no fornecimento de leo pode causar srios danos ao turbocompressor.
EixoFilme de Oleo
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o Turbocompressor Vedao por anis de pisto, podem ser encontrados em ambos os lados do turbocompressor. Eles so projetados para manter a presso de exausto e compresso fora da carcaa dos mancais. O acabamento superficial em ambos alojamentos dos anis da Turbina & Compressor devem ser lisos e isentos de riscos.
Presso do Escape
Presso de Ar
Treinamento do Produto HolsetComo Funciona o TurbocompressorOleo Pressurizado
Resumo Qual a funo da Carcaa da Turbina ? Qual a funo da Carcaa Compressora ?
Turbina
Carcaa
CompressoEscape
A
Carcaa
Qual a funo do leo no turbocompressor ?Escape do Motor
Dos MancaiDreno
Diagnstico de Falhas na Bancada
Garantia O objetivo de se analisar um turbo que falhou determinar a causa raiz da falha. Precisamos prevenir a re-ocorrncia quer seja um problema Holset ou cliente / usurio final. Se a falha for causada pelo usurio, temos que trabalhar junto com ele para assegurar que a falha no se repita.
Garantia - Informaes Solicitadas Quais so as informaes solicitadas para iniciar um processo de garantia: Cliente Distribuidor Isso nos ajudar na anlise da reclamao de garantia.
Dados de GarantiaO que ns solicitamos do usurio / distribuidores para ajudar na anlise de reclamao de garantia ? Data do incio da operao ( DIS ) Data da falha ( DOF ) Vida do motor/veculo ( Horas,Km,Mls ) Aplicao ( Caminho,nibus,Off road,Gerador ) Duty Cycle ( nibus urbano, estacionrio, Frete Geral ) Motivo da remoo do turbo do veculo ( Necessrio ser especfico, no anotar somente vazamento de leo ou quebrado )
Dados de Garantia - Turbocompressor Nmero de Srie ( Data de fabricao ) Nmero de montagem P/N do cliente, se aplicvel Modelo OEM, Remanufaturado Planta / Distribuidor Autorizado / Reman Certificado de Garantia previamente enviado
Falhas descritas pelo Cliente Vazamento de leo Quebrado Perda de potncia Rudo Vazamento de gases Desbalanceamento ? Travado Alto consumo de leo Eixo quebrado Perda de potncia Fumaa alta Folga excessiva Qual pode ser a causa raiz do problema ?
Processo de Inspeo
A apresentao a seguir ir ajudar voc a diagnosticar reclamaes de garantia de turbocompressores
Desmontagem & Inspeo Verificar se a aparncia geral corresponde com a data fornecida. Procurar por adulterao da plaqueta de identificao. Verificar folgas axial e radial. Folgas podem ser encontradas no poster P/N 3580119.
Desmontagem & Inspeo
Verificar a se houve danos devido a admisso de material estranho na admisso da carcaa compressora.
Desmontagem & Inspeo Desconectar a mangueira do atuador do cotovelo localizado na carcaa compressora aplicar ar comprimido com presso de 3 BAR mximo. Verificar visualmente o deslocamento da haste do atuador. Se no houver deslocamento, o diafragma estar danificado.
Desmontagem & Inspeo
Verificar se existe sinais de objetos slidos na admisso da carcaa da turbina. Nota ! Exceto em casos severos a carcaa de turbina precisa ser removida. Verificar se existe danos em superfcies externas, concentrando a ateno em reas como flanges onde fixao de tubos e conexes podem causar danos.
Desmontagem & Inspeo Remover a carcaa de turbina, a compressora e verificar por qualquer marca de raspagem no perfil. Verificar tambm condio das aletas do impulsor.
Desmontagem & Inspeo Remover o impulsor e verificar sinais de leo em excesso na face traseira. Isso pode ser indicao de passagem de leo atravs do Anel de vedao do lado da compresso. A causa provvel obstruo do filtro de admisso de ar. Verifique a condio do anel de vedao quando removido.
Desmontagem & Inspeo Remover o conjunto eixo & rotor, verifique qualquer descolorao. Verifique o anel de vedao existente prximo ao rotor. Procure por desgaste e carbonizao excessiva.Riscado Descolorido
Carbonizao Aletas Danificadas
Desmontagem & Inspeo
Remover a tampa de vedao de leo, anel retentor, oring.
Desmontagem & Inspeo Remover o porta retentor da tampa de vedao e verificar o desgaste.
Desmontagem & Inspeo Remover o mancal axial e o colar axial, verificar se existe obstruo na galeria de leo ( esta a causa de falha mais comum de falha do mancal axial ). Verifique descolorao trmica e marcas de risco no mancal e colar.
Desmontagem & Inspeo Se for encontrado folga radial excessiva na inspeo feita no incio do processo, provavelmente os mancais radiais esto danificados. Remover o anel elstico do lado da compressora Remover o mancal radial. Observe se existe riscos circunfernciais nos dimetros interno e externo. Isso pode ter sido causado por contaminante no leo.
Desmontagem & Inspeo Verifique a cor do mancal. Um leve escurecimento natural devido a idade aceitvel. Uma cor opaca na superfcie uma indicao da presena de gua no leo. Isso tambm observado no mancal axial. Repita o mesmo procedimento para o mancal do lado da turbina. Este mancal ,em muitos casos, estar com uma cor mais escura que o mancal do lado do compressor (devido as temperaturas de operao mais altas). Verifique o dimetro dos colos dos mancais da carcaa dos mancais por marcas de usinagem, riscos/arranhado ou desgaste.
Desmontagem & Inspeo Verificar a condio da regio do colo dos mancais no eixo rotor procurando por sinais como:Colo do mancal queimado / descolorido indica falta de leo por perodos de inferior a 6 segundos.
Desmontagem & Inspeo
Verificar indicaes de grandes depsitos de carvo dentro da carcaa dos mancais, no eixo rotor e na regio do anel de pisto. Isso pode ter sido causado por parada a quente, falta de manuteno ou leo de baixa qualidade. Marcas circulares na regio comum em casos de falhas devido parada a quente.
Desmontagem & Inspeo
LEMBRE-SE
DE
ANALISAR
TODAS AS PEAS ANTES DE CHEGAR A UMA CONCLUSO.
Garantia - O que garantido
Responsabilidade Holset Responsabilidade do Cliente Responsabilidade do Distribuidor
Holset - Responsabilidade Falha devido a fabricao ( usinagem, montagem, etc ) Falha devido a projeto. Perda total ou parcial do impulsor ou rotor do eixo devido a fadiga ou fratura ( excluindo danos por objeto estranho ). Defeito de material ( porosidade no fundido,bolhas de xido, etc ). Falha no diafragma ou mola do atuador ( quando no existir danos externos no atuador ).
Rotor - Exemplos Presena de xidos devido a variabilidade do fundido. Presena de trincas pr-existentes
Impulsor - Introduo Danos por fadiga ocorrem no componente devido a mudanas que provocam tenso, produzida durante a operao normal do turbocompressor. Estes esforos esto diretamente relacionados com alterao de rotao observadas durante a operao do equipamento. Esta apresentao uma breve introduo para entender a fadiga devido ao ciclo de trabalho.
Impulsor - Introduo O uso e o ciclo de trabalho da aplicao precisam ser entendidos como classificado abaixo: Frequncia dos Eventos Ciclicos, influenciados por: Distncia entre a sada e parada Condies de trfego Motorista/Operador Caixa de cmbio O Limite de Tenso e a Tenso Mdia associadas com estes eventos cclicos, os quais so proporcionais a variao de rotao do turbocompressor so influenciadas por: Rotao do turbocompressor detrminada pela calibrao do motor na sala de tete. Caixa de cmbio (relao, programao ou ajuda adicional como reduo/retarder) Carga do veculo Altitude
Impulsor Ciclo de TrabalhoRotao do Turbo ( rpm) Caminho (rpm ) Truck Turbo Speed (rpm)
140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 300 600 900 1200
Caminho TRUCK
1500
1800
2100
2400
2700
3000
(rpm ) Rotao do Turbo ( rpm) nibus Bus Turbo Speed (rpm)
140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 Time (secs) Tempo (Seg)nibus BUS
Impulsor - ExemplosRaiz da Aleta - Incluso
Raiz da Aleta - Bolha de xido/Linear
Impulsor - Exemplos Cont.Furo
Incluso no Furo
Cavidade no Furo
Responsabilidade do Cliente / Operador Nenhuma falha encontrada. Fora do perodo de garantia. Danos por objeto estranho no rotor da turbina ( peas do motor ). Falha por desgaste no mancal axial ou radial devido : LEO CONTAMINADO ATRASO NA LUBRIFICAO FALTA DE LEO SUPERAQUECIMENTO FREIO MOTOR
Responsabilidade do Cliente / Operador Danos no impulsor devido ingesto de objeto estranho (usados em rotinas de reparo, estopas, ferramentas, etc). Ajuste ou adulterao dos atuadores. Danificados devido a quedas procedimentos de manutenco. Uso incorreto do tipo de leo. leo no recomendado pelo fabricante / contaminado / sujeira no leo. Uso incorreto de filtros de leo e ar. ou danos durante
Responsabilidade do Cliente / Operador Falha devido a temperatura excessiva de gases de escape ou leo lubrificante ( devido a problemas com o motor ). Incorreta aplicao de um turbocompressor no motor. Sopro do crter alto. Intervalos inadequados de troca de filtros de leo (extenso de troca). Superaquecimento - parada quente.
Corpo Estranho - Turbina
Danos no dimetro externo do rotor
Causa : Peas quebradas provenientes do motor
Corpo Estranho - ImpulsorDanos nas aletas
Causa : Estopas, chaves, porcas, peas do filtro de ar, isolador de rudo
Admisso de leo com Sujeira A Folga dos mancais somente 20 microns. Sujeira muito pequena - o cabelo humano tem aprox. 40 microns de dimetro. Finas partculas abrasivas/contaminante no leo causam severos danos nas reas crticas dos mancais, expecialmente no dimetro externo devido ao efeito centrfugo da rotao dos mancais flutuantes.
leo ContaminadoCAUSAS : Sujeira no sistema de lubrificao durante manuteno ou reparo do motor Carbonizao do leo devido a altas temperaturas Sujeira / contaminao depois da troca de leo Desgaste do motor Fragmentos / Cavacos de Manufatura Intervalos de troca de leo vencido
leo ContaminadoDanos tpicos causados no Turbocompressor quando ocorre a contaminao no leo Eixo rotor: Pode mostrar sinais de riscos profundos e possvel travamento. Carcaa dos mancais : Pode ser severamente riscada no dimetro interno dos mancais e tambm ocorrer a obstruo das galerias de lubrificao. Mancais radiais : Pode estar com os dimetros internos e externos riscado.
leo ContaminadoCausa : Intervalos de troca vencido Sujeira durante a operao leo de baixa qualidade Filtro de baixa qualidade
leo Contaminado
Mancais radiaisPode estar riscado os dimetros internos e externos
leo Contaminado
Carcaa dos mancais : Pode ser severamente riscada no dimetro interno dos mancais e tambm ocorrer a obstruo das galerias de lubrificao
leo ContaminadoFolga do mancal radial (modelos mid range)Folga = Max 0.084mm Folga = Min 0.042mm
Folga
Cabelo Humano 0.040mm
leo ContaminadoObjeto estranho bloqueando a galeria de leo para o sistema de mancais
Causa : Silicone da tubulao de leo. Sujeira durante reparo, manuteno, troca de filtros e leo.
leo Contaminado
Causa: gua ou combustvel no leo lubrificante.
Falta de leo leo lubrifica e refrigera o turbocompressor. HX35 atinge at 140.000 rpm (2300 rot/seg) e temperatura de escape atinge at 740 C. Funcionando o motor sem leo por 8 min = funcionar o turbo por 8 segundos. Minutos danifica o DANIFICA O TURBO motor, porm SEGUNDOS
Lembre-se o turbocompressor pode girar em aproximadamente 1 segundo o mesmo que o motor gira em 1 minuto
Falta de leoCAUSAS : Quebra, vazamento ou restrio na tubulao de passagem de leo Nvel baixo ou motor sem leo Falha na bomba de leo Filtro de leo obstrudo Obstruo das galerias de lubrificao da carcaa dos mancais Operar o motor em ngulos excessivamente inclinado
Falta de leoFalta de leo lubrificante por perodos prolongados, ir resultar em danos no sistema de mancais mostrando sinais como: descolorao devido a aquecimento com polimento e queima dos mancais. Danos tpicos causados no Turbocompressor quando ocorre a falta de leo lubrificante.Eixo rotor : Pode mostrar sinais de descolorao no eixo causado por aquecimento excessivo devido a falta de leo . Mancais Radiais : Marcas severas de descolorao. Mancais Axiais : Tambm poder mostrar sinais de descolorao.
Falta de leo
Danos : Sinais de descolorao no eixo causado por aquecimento excessivo devido a falta de leo
Falta de leo
Mancais Radiais : Marcas severas de descolorao.
Atraso de leoCAUSAS : Longo tempo sem uso Reinstalar um turbocompressor sem pr-lubrificao Restrio na tubulao de leo Nvel de leo baixo Falha na bomba de leo Filtro de leo obstrudo
Atraso de leo Danos tpicos causados no Turbocompressor quando ocorre o atraso do leo lubrificante. Mancais radiais: Queima no dimetro externo, no dimetro interno e em alguns casos nas laterais dos mancais. Mancais Axiais : Polimento e desgaste nas superfcies de contato.
Atraso de leo
Mancais radiais: Queima e manchas no dimetro externo , no dimetro interno e em alguns casos nas laterais dos mancais.
Atraso de leoMancal Axial : Desgaste nas superfcies de contato.
Super AquecimentoCAUSAS : Temperatura de sada de gases muito altas Temperatura do leo muito alta Parada quente repetitiva sem permitir o resfriamento do turbocompressor Restrio no filtro de ar Carbonizao de leo de baixa qualidade Uso de carcaa de turbina no aprovada
Super AquecimentoDanos caractersticos causados no Turbocompressor quando ocorre o Super Aquecimento
Eixo rotor: Formao excessiva de carbonizao.
Super AquecimentoDanos caractersticos causados no Turbocompressor quando ocorre o Super AquecimentoCarcaa dos mancais: Formao de carvo na cavidade de leo. Mancal radial: Dimetro interno e externo queimados.
Parada a Quente - Super Aquecimento
Causa : Desligar o motor se permitir o seu resfriamento, leo de baixa qualidade permitindo ocorrer a carbonizao, troca de leo em intervalos excessivamente grande.
Freio Motor
Dano tpico causados no Turbocompressor quando ocorre o uso excessivo do freio motor. Folga radial => OK Folga axial excessiva => possvel aletas e perfil da carcaca raspadas
Causa : Excessiva retropresso dos gases do escape.
Temperatura dos gases de escape excessivamente alta - Super Aquecimento
Corroso da parede que divide a voluta e entrada de gases
Trincas na flange e passantes na parede da voluta
Causa : Taxa de ar/combustvel alterada, restrio no filtro de ar ou tubulao.
RudoO que pode ser a causa de rudo em turbocompressores ? Vazamento de ar - Juno da carcaa compressora. Vazamento de gases - Juno da carcaa de turbina. Juno na carcaa dos mancais abraadeiras V. - parafusos soltos,
Verifique por sinais de vazamentos e danos em superfcies de juno. Procure por fuligem na entrada de gases do turbo e flanges de escape. Isso dar uma boa indicao que as junes esto soltas. Problemas com o turbocompressor.
BalanceamentoFalhas de desbalanceamento ocorrem no incio da vida de um turbocompressor. Causa: Desalinhamento de peas Substituio do impulsor sem verificar o balanceamento das peas. Montagem de peas incorretas.Desgaste de um lado sMancha em 1/4 da circunferncia do colo
Diagnstico de Falhas
Reponsabilidade do Distribuidor Substituio correta do turbocompressor Se reparado ou remanufaturado VOC ,o Distribuidor , responsvel por toda a fabricao / processo de montagem Ajuste correto das peas ( Carcaa de turbina, etc ) Se o Distribuidor escolher trocar a plaqueta garantia Do Distribuidor Holset esperado o uso de peas originais a substituio em turbocompressores O uso de peas no originais ir invalidar qualquer garantia para com sua prpria marca ele estar assumindo toda a responsabilidade sobre uma futura
Reponsabilidade do Distribuidor Enviar toda a documentao necessria como Certificado de Garantia, Relatrio de Inspeo, NF de venda do veculo/turbocompressor - se aplicvel. Preencher TODOS os campos do formulrio do Relatrio de Inspeo. Enviar o turbocompressor com TODAS as peas do conjunto. No descaracterizar o turbocompressor enviando as peas do turbo avariado sem executar nenhum retrabalho (ex. lixar/jatear/tornear, etc.) Multiplicar para todos os envolvidos na rotina de garantia o procedimento para inspeo de turbo.