’Nunca gostei da frase “o motor avariou-se de repente”.”
Normalmente, não era o caso.
Pela minha experiência, a avaria começou muito antes — quando alguém ignorou um indicador de restrição, atestou o líquido de arrefecimento com a água que tinha à mão, continuou a utilizar um tambor de transferência sujo, colocou um motor frio a funcionar sob carga pesada ou assinou uma ficha de manutenção sem verificar o que realmente saiu do cárter.
O motor estava a emitir avisos. Ninguém queria ficar com a conta.
Um Caterpillar 3500, um Cummins QSK60, um Perkins 1106, um Volvo Penta TAD1242GE ou um motor industrial John Deere podem funcionar durante muito tempo, mas o emblema na tampa das válvulas não o protege do pó, da água, da fuligem, do calor ou de más decisões.
Essa é a parte que muitos compradores não querem ouvir.
A qualidade da manutenção não é uma questão administrativa. É ela que determina a rapidez com que o motor se desgasta, a antecipação com que o turbocompressor começa a apresentar fugas, a frequência com que os injetores avariam e se uma revisão geral será necessária às 12 000 horas ou vários milhares de horas mais tarde.
Então, o que é que, na verdade, faz o relógio mudar?
A vida útil de um motor a diesel é o período durante o qual o motor continua capaz de realizar um trabalho útil e económico, antes de uma revisão geral, substituição ou reparação de grande envergadura se tornar a opção mais sensata.
Não se trata de um número gravado de forma permanente no bloco.
Um gerador de reserva que suporta uma carga constante de 70% não está sujeito às mesmas condições de uso que uma escavadora de pedreira exposta ao pó mineral, um camião de mineração que opera em ciclos de longo curso ou um motor marítimo exposto ao ar salgado e a cargas irregulares. O mesmo combustível. Condições de uso diferentes.
A Agência de Proteção Ambiental dos EUA material técnico sobre grandes motores a diesel fixos associa a manutenção adequada do motor ao controlo das emissões de fumo azul. Na oficina, o fumo azul é normalmente considerado um indício — problemas no controlo do óleo, desgaste dos anéis, fugas no turbocompressor ou má combustão — e não apenas uma estatística relativa às emissões.
E eis uma distinção importante: “manutenção efetuada a tempo” não significa “bem conservada”. Indica-me a data. Não me diz qual é a especificação do óleo, o estado do combustível, a estanqueidade do filtro, a composição química do líquido de arrefecimento, nem se o operador continuou a operar a máquina após o alarme de temperatura.
| Variável de manutenção | O que controla | Danos causados pela falta de manutenção | Sintoma tardio comum |
|---|---|---|---|
| Filtragem do ar | Entrada de poeira e partículas abrasivas | Desgaste dos anéis, do revestimento, do turbocompressor e da roda do compressor | Fuga de gases, consumo de óleo, baixa compressão |
| Filtragem de combustível | Contaminação da água e por sólidos | Desgaste dos injetores, da bomba e do sistema common rail | Dificuldade na partida, baixa potência, códigos de avaria |
| Qualidade da mudança de óleo | Filme lubrificante, fuligem, resíduos metálicos de desgaste, viscosidade | Danos nos rolamentos, na árvore de cames, no turbocompressor e nos pistões | Baixa pressão do óleo, resíduos, ruído |
| Cuidados com o sistema de arrefecimento | Temperatura, corrosão, cavitação, transferência de calor | Danos na cabeça do motor, no revestimento, na junta, no pós-arrefecedor e na vedação | Sobreaquecimento, perda de líquido de arrefecimento, fumo branco |
| Comportamento do operador | Carga, aquecimento, marcha lenta, desligamento, resposta a alarmes | Estresse térmico, acumulação de fuligem, sobrecarga, esforço de lubrificação | Avarias recorrentes e intervalo de revisão reduzido |
Estes fatores estão interligados. Uma admissão com fugas deixa entrar pó. O pó gera partículas de desgaste metálico. As partículas de desgaste metálico contaminam o óleo. O óleo contaminado danifica os rolamentos. E depois todos dizem que é um “problema nos rolamentos”.”
No início, o problema estava na admissão.
Um filtro pode parecer estar em bom estado e, mesmo assim, estar a prejudicar o funcionamento do motor.
Já vi filtros de ar que estavam visivelmente sujos, mas que cumpriam a sua função corretamente. Também já vi elementos com aspeto limpo, mas com pregas rasgadas, vedantes radiais amassados, tampas das extremidades danificadas ou uma caixa deformada. O segundo tipo é pior, porque o motor continua a funcionar enquanto o ar não filtrado segue diretamente para o turbocompressor e para os cilindros.
O pó de sílica é particularmente perigoso. Quando se mistura com a película de óleo, funciona como uma pasta abrasiva. Não precisa de destruir o motor num único turno. Basta que continue a entrar durante vários milhares de horas.
Verifique todo o percurso de admissão:
Um documento operacional do Departamento de Energia dos EUA enumera as verificações diárias do nível de óleo, do nível do líquido de arrefecimento, do separador de combustível e água, do descarregador de pó do filtro de ar e do medidor de restrição. Isso lista de verificação para a manutenção de motores a gasóleo é prático porque trata os sistemas de admissão, de combustível, de óleo e de arrefecimento como uma única cadeia de proteção.
Mais uma coisa: não deixe que alguém ataque um filtro com ar comprimido em excesso só para evitar comprar um elemento novo. Os danos no meio filtrante são, muitas vezes, invisíveis do exterior.
Os sistemas de combustível modernos têm muito pouca tolerância à sujidade e à água.
A água reduz a lubrificação e favorece a corrosão. As partículas finas danificam as superfícies que se encaixam perfeitamente no interior das bombas e dos injetores. A ferrugem proveniente de um tanque de armazenamento pode propagar-se pelo sistema muito antes de alguém notar uma alteração no ruído do motor.
O filtro não constitui, por si só, toda a estratégia de combustível.
A limpeza do depósito é importante. As mangueiras de transferência são importantes. O armazenamento em bidões é importante. A separação da água é importante. A disciplina no reabastecimento é importante. Uma fonte de combustível suja pode anular a eficácia de um filtro novo em perfeito estado.
Califórnia, janeiro de 2022 Estudo sobre os custos da garantia de motores a diesel para serviços pesados proporciona uma visão realista e útil. Numa tabela de dados relativa a veículos de serviço muito pesado, os turbocompressores apresentaram uma taxa de reclamações ao abrigo da garantia de 9,8%, com um custo médio de reparação de $5 100; os refrigeradores EGR apresentaram 9,61 TP3T a 1 TP4T3 100; os injetores de combustível apresentaram 6,01 TP3T a 1 TP4T2 208. Estes números não constituem uma garantia de que todas as frotas registarão as mesmas taxas, mas demonstram a rapidez com que “pequenas” decisões de manutenção podem resultar em componentes dispendiosos.
Quando os injetores avariam repetidamente, não quero ouvir apenas: “Precisamos de injetores novos.” Quero que se recolha uma amostra do depósito, que se inspecione o separador, que se verifique o equipamento de transferência e que se analise a origem do combustível.
Caso contrário, o novo injetor vai voltar para o mesmo ambiente sujo.
No caso de trabalhos com combustível a alta pressão, a precisão da aplicação é fundamental. A Bomba de injeção de combustível common rail original da Caterpillar devem corresponder ao modelo do motor, ao número de série, à configuração do sistema de combustível e ao procedimento de instalação.
Os pequenos acessórios também são importantes. Uma rosca incorreta ou uma vedação deficiente podem provocar a entrada de ar, fugas de combustível, problemas de vibração e dificuldades recorrentes no arranque. O Cotovelo da bomba de alimentação de combustível CAT C4.4 não é a linha mais longa de um orçamento, mas a linha errada pode, mesmo assim, impedir a realização do trabalho.
“Troca de óleo a cada 500 horas.”
Está bem. Que óleo?
A viscosidade estava correta? O óleo estava aprovado para o motor e para o sistema de pós-tratamento? O cárter foi esvaziado enquanto o óleo ainda estava quente? O óleo novo estava armazenado num recipiente selado e limpo? Verificou-se se havia diluição por combustível? O filtro foi instalado sem arrastar sujidade pela junta?
É aí que a verdadeira manutenção se distingue do simples cumprimento de formalidades.
O Departamento de Energia dos EUA descreve, no seu documento, os intervalos de manutenção do óleo e do filtro dos motores a gasóleo numa ampla gama que varia entre 350 e 700 horas de funcionamento, dependendo do motor e da aplicação, no seu guia sobre cogeração. Não copie esse intervalo cegamente. Isto mostra porque é que as instruções do fabricante, a carga de trabalho, o estado do óleo e a exposição à contaminação devem ser considerados em conjunto.
Os dados úteis da análise do óleo incluem:
Prefiro analisar uma tendência no óleo do que ouvir alguém dizer: “Parece normal.” Um motor pode parecer estar em perfeitas condições, enquanto a diluição do combustível enfraquece a película de óleo e o silício se acumula no cárter.
A parte desagradável vem depois.
Os sistemas de refrigeração são normalmente ignorados porque não fazem muito barulho.
As pessoas verificam o óleo. Verificam o combustível. Só se lembram do líquido de arrefecimento quando o indicador atinge a zona errada.
O etilenoglicol — C₂H₆O₂ — é apenas uma das componentes da proteção do líquido de arrefecimento. Um sistema em bom estado de funcionamento necessita também da família correta de líquido de arrefecimento, da concentração adequada, de um pH estável, de níveis controlados de aditivos, de superfícies limpas do radiador ou do permutador de calor, de uma tampa de pressão em bom estado e de mangueiras que não apresentem fugas graduais.
Uma mistura 50/50 de anticongelante e água pode ser comum, mas essa mistura, por si só, não garante que seja adequada para um motor CAT, Cummins, Perkins ou Volvo Penta. A especificação do líquido de arrefecimento indicada pelo fabricante do motor continua a ser determinante.
Da OSHA orientações sobre equipamento para condições meteorológicas de inverno recomenda a verificação dos sistemas do motor e a manutenção da mistura correta de anticongelante e água. No caso das frotas de equipamento pesado, esse é o ponto de partida — não o programa completo de refrigeração.
O sobreaquecimento repetido é mais prejudicial do que um único episódio de sobreaquecimento evidente. Os ciclos térmicos podem causar fadiga nas cabeças de cilindro, camisas, juntas, vedantes, circuitos do pós-arrefecedor e componentes do sistema de escape.
É possível que se consiga sobreviver a um desligamento a quente.
Um padrão não é.
Os operadores influenciam o desgaste do motor em cada turno.
O funcionamento prolongado em marcha lenta pode causar problemas de acumulação de humidade e fuligem. A aplicação de cargas pesadas antes do aquecimento sobrecarrega a película de óleo e o conjunto do pistão. Um desligamento imediato após uma carga prolongada deixa o turbocompressor sobreaquecido. Os alarmes ignorados transformam um problema controlável num trabalho de reparação.
No entanto, as frotas costumam descrever isto como um “problema de formação”, mandam o operador a uma sessão informativa de vinte minutos e dão o assunto por encerrado. Sinceramente, acho que isso é demasiado fácil. O comportamento do operador é uma variável operacional. Deve ser medido e registado.
Relatório de 2023 do Laboratório Nacional de Energias Renováveis Programa FleetREDI foi concebido para ajudar as frotas comerciais a comparar ciclos de serviço, consumo de energia e dados operacionais, em vez de se basearem em suposições aproximadas. Essa mesma lógica aplica-se à manutenção dos motores a diesel: registar o padrão de funcionamento, e não apenas o evento de reparação.
Dê aos operadores um procedimento curto que consigam realmente memorizar:
Se um operador continuar a informar que “não há nada de anormal” enquanto o líquido de arrefecimento se esgota e o consumo de óleo aumenta, o sistema de manutenção já falhou.
Um plano de manutenção deve indicar quem verificou o quê, a que hora, utilizando que peça ou fluido e com que resultado.
Tudo o resto é, na sua maioria, burocracia.
| Intervalo | Inspeção ou manutenção | Provas a conservar |
|---|---|---|
| Em cada turno | Nível de óleo, nível de líquido de arrefecimento, fugas, luzes de aviso, indicador de restrição, separador de água | Lista de verificação do operador e horas de funcionamento do motor |
| Semanal | Mangueiras de admissão, braçadeiras, correias, resíduos no radiador, ligações de combustível | Notas de inspeção e fotografias |
| Intervalo recomendado pelo fabricante | Óleo, filtro de óleo, filtros de combustível, estado do filtro de ar, teste do líquido de arrefecimento | Números de referência, especificações dos fluidos, registo de lote ou de fatura |
| Ciclo de análise do óleo | Desgaste por metais, fuligem, viscosidade, diluição do combustível, glicol | Relatório laboratorial e comparação de tendências |
| Após sobreaquecimento ou contaminação | Inspeção para identificação da causa principal antes do regresso ao serviço | Relatório de falha, ação corretiva, resultado do novo teste |
| Antes da grande revisão | Compressão, fuga de gases, recuo das válvulas, turbocompressor, pressão de arrefecimento | Relatório sobre o estado inicial |
A rastreabilidade das peças deve constar no mesmo ficheiro.
A Porca sextavada CAT 1F-7958 pode parecer uma peça de hardware comum, mas a rosca, a classe, o binário e a aplicação continuam a ser importantes em condições de vibração e carga cíclica.
O mesmo se aplica à inspeção do comando de válvulas. “Parece estar tudo bem” não é uma avaliação. A Ferramenta de medição do recuo da válvula Caterpillar 155-1536 proporciona aos técnicos um método padronizado para inspecionar as aplicações dos motores G3500 e 3500.
Começa por definir um ponto de partida. Não uma lista de compras.
Registe o modelo do motor, o número de série, as horas de funcionamento, o histórico de revisões, a taxa de consumo de óleo, a taxa de consumo de líquido de arrefecimento, o histórico de códigos de avaria, o histórico de substituição do filtro de combustível, o ciclo de funcionamento e as condições ambientais.
Um gerador 3512, uma máquina de mineração QSK60, um gerador Perkins 1106 e um motor TAD1242GE não devem ser incluídos à força num único modelo de manutenção genérico. As suas cargas operacionais e padrões de avaria são diferentes.
Em seguida, anote o motivo pelo qual cada parte foi alterada.
“Filtro de combustível substituído” é praticamente inútil.
“O filtro de combustível foi substituído às 1 000 horas após ter sido detetada a presença de água no separador; foi recolhida uma amostra do depósito; a mangueira de transferência foi limpa; a amostra de acompanhamento estava limpa” constitui informação útil sobre a manutenção.
Por fim, calcule o custo por hora produtiva. Tomemos um caso ilustrativo: a contaminação danifica os injetores, a máquina fica inoperacional durante 1 500 horas de trabalho e é necessária uma revisão geral mais cedo do que o previsto. O custo não se resume apenas aos injetores e à mão-de-obra. Acrescente os custos de transporte de emergência, o equipamento de substituição, a perda de produção, as penalizações dos clientes e a redução do valor de revenda.
A opção mais barata acaba por sair cara rapidamente.
A manutenção de motores a diesel consiste na inspeção, nos ensaios, na manutenção e na substituição programadas de fluidos, filtros, componentes do sistema de arrefecimento, peças do sistema de combustível e peças de desgaste, necessárias para manter o motor fiável, eficiente, seguro e dentro do intervalo de vida útil previsto, sob uma carga de trabalho e num ambiente definidos.
Combina a manutenção programada com a monitorização do estado do equipamento. Os bons programas têm em conta as horas de funcionamento do motor, as especificações do fabricante, a análise do óleo, os testes ao líquido de arrefecimento, o controlo da contaminação e os relatórios dos operadores, em vez de se basearem apenas no calendário.
É possível prolongar a vida útil dos motores a gasóleo controlando a entrada de poeira, removendo água e partículas do combustível, utilizando o óleo e o líquido de arrefecimento adequados, respeitando os intervalos de manutenção indicados pelo fabricante, analisando o óleo usado, evitando o sobreaquecimento, formando os operadores e reparando fugas ou situações de alerta antes que estas causem danos nos pistões, camisas, rolamentos, injetores ou turbocompressores.
A regra fundamental é o controlo na origem. Substituir um injetor avariado sem corrigir o problema do combustível contaminado apenas atribui à próxima avaria um novo número de peça.
A troca do óleo do motor a gasóleo deve ser efetuada de acordo com o intervalo de horas de funcionamento especificado pelo fabricante, tendo em conta a carga, o tempo de inatividade, a poeira, a qualidade do combustível, a temperatura ambiente, os resultados da análise do óleo e as especificações corretas de viscosidade e desempenho para o motor e o sistema de pós-tratamento.
Muitos motores industriais utilizam intervalos de várias centenas de horas, mas não existe um valor universal que seja seguro para todas as aplicações. Um intervalo de 500 horas pode ser adequado para um motor e demasiado longo para outro exposto a poeira intensa, diluição do combustível, elevado nível de fuligem ou funcionamento prolongado em marcha lenta.
A filtragem do combustível diesel remove água, ferrugem, poeira e contaminantes sólidos antes de estes chegarem às bombas de injeção, aos componentes do sistema common rail e às folgas dos injetores de precisão, onde a contaminação pode causar desgaste abrasivo, corrosão, fraca lubrificação, fornecimento instável de combustível, dificuldade na partida, baixa potência e falhas repetidas dos componentes.
A filtragem começa já na fase de armazenamento e transferência. Inspecione o depósito, recolha uma amostra do combustível, esvazie o separador de água, utilize recipientes limpos, instale o filtro adequado e investigue as avarias recorrentes nos injetores ou na bomba, em vez de substituir peças sem mais nem menos.
O comportamento do operador afeta a vida útil do motor a gasóleo, uma vez que a marcha lenta excessiva, a carga pesada antes do aquecimento, o desligamento abrupto após uma carga prolongada, a ignorância dos alarmes, as más práticas de reabastecimento e a continuação da operação com fugas aumentam a acumulação de fuligem, o stress térmico, a contaminação e o desgaste relacionado com a lubrificação.
Os operadores fazem parte do sistema de manutenção. Forneça-lhes uma lista de verificação sucinta, regras claras de escalonamento, autoridade para parar equipamentos que não cumpram as normas de segurança e a obrigação de registar temperaturas anormais, fumo, pressão, ruído ou consumo de fluidos.
Escolha um motor.
Não é toda a frota. É só uma.
Consulte o histórico de manutenção. Verifique a junta de admissão. Inspecione o separador de combustível e água. Analise os resultados da última análise do óleo. Teste o líquido de arrefecimento. Em seguida, pergunte ao operador que fugas, luzes de aviso, odores ou ruídos se tornaram “normais”.”
Essa conversa costuma dizer-me mais do que uma apresentação bem elaborada sobre manutenção.
Se precisar de componentes originais Caterpillar para o sistema de combustível, acessórios específicos para a sua aplicação, ferramentas de medição de válvulas ou ajuda para encontrar as peças adequadas à configuração do motor, envie-nos o modelo do motor, o número de série, as horas de funcionamento e os sintomas atuais. Ajudá-lo-emos a elaborar a lista de peças com base na causa da avaria — e não apenas na peça avariada.
