Também chamada de casquilho, a bronzina é um componente aplicado em mancais para servir de apoio e guia para peças em rotação ou oscilação, como bielas, virabrequins e comando de válvulas, assegurando o movimento do conjunto com o mínimo de atrito.

Essa peça é extremamente importante para o funcionamento do motor, pois tem a função de diminuir o atrito enquanto os componentes internos do propulsor se movimentam. Ela também suporta a carga gerada pelo movimento e garante que as outras peças não saiam das suas posições enquanto funcionam.

Tecnicamente, não existe uma regra definida para a manutenção da bronzina, que deve ser trocada quando estiver com algum defeito, pois isso pode prejudicar a potência do motor, aumentar a temperatura e a vibração do conjunto. Mas há alguns cuidados preventivos e corretivos que ajudam a evitar/corrigir falhas e, assim, aumentar a sua vida útil.

CONCEITOS

Em geral, as bronzinas são constituídas por duas metades de aço de forma semicircular, revestidas internamente com material antifricção. A maior parte do desgaste das bronzinas e buchas normalmente ocorre no momento da partida e no início do funcionamento, reduzindo-se significativamente daí em diante, devido à sustentação hidrodinâmica do eixo a partir de uma determinada velocidade.

Em condições adequadas de manutenção preventiva, as partículas contaminantes ficam retidas nos filtros, de modo que circulam apenas as de menores dimensões, o que assegura uma vida útil considerável para esses componentes. Em situações normais, o desgaste do componente causa uma série de pequenos riscos na superfície, que todavia não representam qualquer problema, desde que a base não seja atingida.

Componentes internos do motor com aplicação de bronzinas em destaque: diminuição do atrito durante o movimento do motor

Em geral, o revestimento antifricção é constituído por ligas a base de alumínio ou cobre, aplicadas sobre o aço por sinterização ou eletrodeposição. Quanto ao tipo, as bronzinas podem ser simples ou flangeadas. Construtivamente, podem ser bimetálicas, compreendendo uma base de aço, uma camada intermediária e uma camada de metal antifricção, usadas em motores de baixa e média potência e em motores diesel de aspiração natural, ou trimetálicas, nesse caso, com uma base de aço, uma camada de separação e uma camada de trabalho, mais comumente utilizadas em motores de alta potência.

Também é trimetálica a bronzina do tipo sputter. Aplicada a motores com turbocompressor e intercooler e em outros motores diesel, utiliza um processo de produção que resulta em dureza e resistência ao desgaste significativamente superiores. A maioria das bronzinas disponibilizadas no mercado apresenta ainda uma camada de estanho depositada eletroliticamente em sua superfície, para proteção contra oxidação.

FALHAS

Normalmente, as falhas em bronzinas se refletem em um ruído característico (motor “rajando”) e queda na pressão de lubrificação. Basicamente, os defeitos são causados por deficiências de funcionamento ou por montagem incorreta. As principais falhas, suas causas e as medidas corretivas pertinentes são apresentadas a seguir.

Em geral, as falhas mais comuns na montagem das bronzinas decorrem de falta de atenção do responsável, compreendendo especialmente a montagem invertida, o uso de calços indevidos, a montagem trocada das capas de biela, o desalinhamento do furo de óleo na bronzina e na biela (ou mancal) e o mau encaixe dos ressaltos de montagem.

Simples ou flangeadas, as bronzinas podem ter construção bi ou trimetálicas

O desgaste dos alojamentos apresenta riscos e migração de material antifricção para a área próxima à lateral da bronzina, sendo causado por alojamentos fora das medidas especificadas pelo fabricante. As providências corretivas envolvem a conferência dessas medidas, a aplicação do torque correto nos parafusos e o uso de lubrificante adequado.

Por sua vez, a biela empenada ou torcida pode causar desalinhamento do colo e, consequentemente, desgaste em diagonal da bronzina. Nesse caso, a solução indicada é inspecionar a biela e substituí-la, se necessário, além de analisar possíveis causas de esforços de flexão e torção.

Já a ovalização do alojamento caracteriza-se por apresentar desgaste próximo à junção das duas metades da bronzina, causadas pela deformação da biela devido às cargas alternadas. As correções recomendadas compreendem a verificação da circularidade do alojamento (colo da biela) e do colo do virabrequim, providenciando-se a retífica quando necessário.

Quando o perímetro das bronzinas se apresenta menor que o do colo da biela, é indício de aperto insuficiente dos parafusos, desgaste na área próxima à junção das metades da bronzina, sujeira ou rebarba nesse local ou mesmo o uso de peça em desacordo com a especificação. Nessas circunstâncias, observam-se áreas brilhantes na parte de aço da bronzina e, às vezes, junto à extremidade.

As correções indicadas compreendem a limpeza do colo e da superfície de contato da bronzina, além da conferência das dimensões do colo e da bronzina, efetuando-se o recondicionamento quando for o caso, com a aplicação do torque especificado nos parafusos.

Ao contrário, o perímetro das bronzinas maior que o do colo da biela ocorre quando se instala a bronzina na biela e sua extremidade mostra-se saliente na linha de contato entre as duas metades. Ao se apertar os parafusos da biela, ocorre flambagem da bronzina e compressão na linha de contato. As causas mais comuns dessas inconsistências são a usinagem inadequada da biela e o torque excessivo.

No caso de usinagem da biela, o reparo exige a reusinagem do colo, restaurando a circularidade. No caso da montagem, basta a aplicação do torque recomendado.

Desgaste pode ter origem em deficiências de funcionamento ou na montagem incorreta dos componentes

OUTROS CASOS

Há ainda outros casos de falhas que demandam a atenção da equipe de manutenção. É o caso do empenamento do virabrequim, por exemplo, que pode ocorrer por má armazenagem, manuseio inadequado ou sobrecarga operacional.

O desgaste nesse caso é caracterizado por uma faixa bem-definida em todas as bronzinas (na parte superior ou inferior, dependendo do empenamento), mais acentuado nas do meio, onde as bronzinas são submetidas às maiores cargas. As medidas corretivas preconizadas compreendem a conferência do alinhamento do virabrequim, desempenando-o quando necessário.

Da mesma maneira, também pode ocorrer deformação dos colos do virabrequim, que deixam de ser cilíndricos e se tornam cônicos, côncavos ou convexos (barrilete), geralmente por falha na retífica. Isso irá acarretar desgaste irregular e concentração de esforços nas bronzinas.

No que se refere à entrada de impurezas, normalmente são transportadas pelo óleo, ficando impregnadas no material antifricção e causando riscos ou deslocamento do material, além de rompimento da película lubrificante, acelerando o desgaste da peça. Quando a impureza está no alojamento, aparecem marcas na capa da bronzina.

As correções envolvem a troca do óleo e filtro nos intervalos recomendados, com limpeza interna dos componentes e alojamentos e, em situações mais graves, a troca das bronzinas e a retífica do eixo.

Ovalização do alojamento se caracteriza por desgaste próximo à junção das duas metades da bronzina

No caso de falta de lubrificação, a superfície de atrito se torna brilhante, podendo apresentar ainda sinais de superaquecimento e desgaste excessivo. Normalmente, é causada por folga insuficiente, diluição do óleo lubrificante, marcha lenta por longos períodos, galerias de óleo parcialmente obstruídas, montagem invertida dos casquilhos (inferior no lugar do superior) ou mau funcionamento da bomba de óleo e/ou da válvula de alívio.

As medidas corretivas envolvem observar atentamente se os furos de óleo das bronzinas estão alinhados aos do virabrequim ou das bielas, além da retífica dos colos do virabrequim quando necessário, verificação do funcionamento da bomba de óleo e válvula de alívio e averiguação da diluição do lubrificante por combustível ou fluido de arrefecimento.

Deve-se ainda evitar o funcionamento em marcha lenta por período prolongado.

MATERIAIS

A corrosão de materiais apresenta pequenas cavidades (pitting) e compostos escuros na superfície da bronzina, decorrentes de ataques químicos à liga antifricção por elementos externos (como a água, por exemplo) ou internos, resultantes da oxidação do óleo lubrificante, pela passagem de gás para o cárter (blow-by) ou mesmo pela utilização de combustível com alto teor de enxofre.

As consequências incluem a remoção de um dos elementos constituintes, reduzindo a capacidade de carga do mancal ou, até mesmo, o arrancamento de material da superfície. Em tempos recentes, esse processo foi bastante reduzido com a evolução dos lubrificantes, aos quais foram acrescentados aditivos antioxidantes que evitam esses problemas. As medidas corretivas compreendem a troca de óleos e filtros nos intervalos recomendados e a troca de anéis, no caso de “blow-by”.

Já o arrancamento de material da superfície pode ocorrer por superaquecimento, expondo a capa de aço, ou ainda por fadiga acentuada. O superaquecimento acima da temperatura de fusão do chumbo (ou estanho) causa aumento do arrasto e remoção desses materiais, que perdem a aderência à capa de aço.

As fraturas por fadiga, em sua maioria, são causadas por sobrecarga, gerando trincas que se propagam perpendicularmente à superfície e, posteriormente, paralelamente à linha de ligação entre o revestimento e a capa. Ao se unirem, criam as condições de arrancamento de partes do revestimento.

As medidas corretivas envolvem a montagem com a folga especificada, a troca de óleo nos períodos recomendados, a limpeza do sistema quando for o caso e a eliminação da sobrecarga, operando-se no intervalo especificado na literatura técnica.

Como escolher a bronzina correta

Basicamente, a seleção da bronzina depende da aplicação a que se destina, que vai definir o material que a compõe. Motores mais simples podem receber bronzinas produzidas com liga de estanho, cobre e antimônio, que são mais silenciosas, enquanto motores mais potentes funcionam melhor com bronzinas feitas de metal “rosa”, composto por liga de alumínio, cobre e zinco, para suportar cargas mais pesadas.

Já os motores a diesel geralmente recebem bronzinas fabricadas com metal mais leve, feito de liga de alumínio e zinco e que oferece uma dilatação maior que o bronze, além de também ser mais resistente.

Seleção da bronzina deve considerar o tipo de motor e o material de fabricação