Procedimentos para a maior eficiência dos turbos

Concebido para ampliar a potência do motor sem aumentar seu peso ou tamanho, o sistema turboalimentador consiste basicamente em um dispositivo que, acionado pelos gases de escape, fornece maior quantidade de ar para a câmara de combustão. Dessa forma, ele melhora a eficiência da combustão e possibilita maiores taxas de injeção de combustível, com o consequente ganho de potência e torque em relação aos motores aspirados tradicionais.

No caso de equipamentos de grande porte, como os utilizados em canteiros de obras e mineradoras, a presença do turbo é praticamente indispensável devido às exigências a que seus motores são submetidos em tais aplicações. Além de melhorar o processo de combustão, o sistema reduz o consumo de combustível, fatores que resultam na menor emissão de gases poluentes ao meio ambiente. Por esse motivo, alguns equipamentos chegam a operar com diversos turbos aplicados a um mesmo motor.

Os tipos de turboalimentadores que equipam esses equipamentos são os mesmos presentes nos motores a diesel de caminhões e ônibus. A diferença fica por conta da sua maior capacidade volumétrica, devido à utilização de componentes maiores, como a carcaça turbina (carcaça quente), a carcaça do compressor (carcaça fria), rotor do compressor (rotor frio), o rotor da turbina (rotor quente) e os mancais (componentes internos). Nos turbos de equipamentos de grande porte, mais robustos, também é comum a utilização de materiais mais nobres em sua fabricação.

Além disso, nessas aplicações o sistema também pode operar sob diferentes conceitos tecnológicos, como o turbo com ou sem válvula, o de geometria variável e o com rolamentos. Todavia, seja qual for a tecnologia utilizada, o usuário precisa ficar atento quanto à correta operação desse componente e sua qualidade. Estudos apontam um aumento de até 10% no consumo de combustível em operações com turboalimentador recondicionado incorretamente ou cujo componente tenha excedido sua vida útil.

Geralmente, uma falha de turbo está associada a avarias em outros componentes do motor. Em 95% dos casos, essas falhas se resumem a três problemas: falta ou insuficiência de lubrificação, óleo contaminado ou entrada de objetos estranhos. A lubrificação encabeça os casos de avaria. Como exemplo, é possível afirmar que 5 segundos de operação são suficientes para danificar um turbo sem lubrificação. Por esse motivo, antes de colocar um motor em operação ou desligá-lo, recomenda-se que ele seja submetido a um minuto de operação em marcha lenta (veja quadro na pág. 150).

Lubrificação faz a diferença

A falta de lubrificação pode estar associada a dobras, obstruções ou furos no flexível de entrada de óleo, além de falhas no regime de operação da bomba, como uma pressão de óleo abaixo da especificada. Para evitar esses problemas, o gestor de equipamento deve periodicamente avaliar os níveis de pressão do sistema hidráulico e procurar por avarias nos flexíveis, programando uma intervenção na bomba hidráulica caso a falha persista.

A contaminação do óleo, por sua vez, pode ser atribuída ao não cumprimento dos prazos indicados pelos fabricantes para a troca de lubrificante e filtro. Ela também ocorre com a exposição do óleo à presença de combustível ou água, ou a utilização de lubrificantes e aditivos inadequados. A contaminação é um fator indesejado em qualquer lubrificante, mas, no caso dos turbos, ela agrava ainda mais o problema, pois esses sistemas operam com até 260 mil rotações por minuto, dependendo da aplicação, atingindo temperaturas de até 950 ºC na carcaça da turbina.

A entrada de objetos estranhos, que completa a lista dos três maiores causadores de avarias em turboalimentadores, pode resultar em danos graves uma vez que tais objetos (poeira, partículas metálicas, porcas, arruelas, estopa etc.) atacam as pás do rotor compressor (rotor frio) e o eixo perde balanceamento, fazendo com que os rotores se choquem com a parede das carcaças e suas pás sejam danificadas. Ao trocar o óleo do motor, substitua também o filtro e não coloque lubrificante em excesso, o que pode criar uma pressão excessiva no sistema e comprometer a vedação dinâmica do turbo.

Substituição do turbo

A montagem de um turbo, em motores veiculares ou em equipamentos fora de estrada, exige os mesmos cuidados. O mais importante deles é identificar o motivo pelo qual o turbo sofreu a falha antes de realizar a troca por um componente novo. Caso contrário, os especialistas avaliam que o problema poderá se repetir na nova peça, ainda mais se a antiga foi danificada por falta de lubrificação, óleo contaminado, esforço axial, entrada de objeto estranho ou parada a quente.

Ao desmontar um sistema, certifique-se de que a base do coletor de escape está plana, não apresenta trincas ou deformidades, tanto internas como externas. Nesse processo de substituição, primeiramente monte o turbo na base do coletor de escape e assegure-se de que não há vazamento de gases. As mangueiras (tubulações de admissão de ar) e o coletor de escape devem sempre estar limpos e livres de qualquer partícula ou resíduo que possa afetar o turbo.

Ainda no que tange às tubulações, observe frequentemente se elas estão permitindo a perfeita entrada e saída de óleo. É recomendável observar ainda se as mangueiras apresentam obstruções por borra do próprio óleo, por perfurações ou amassamento. Caso identifique uma dessas avarias, substitua o componente por um novo (veja quadro acima).

Cuidados na troca de mangueiras

A substituição das mangueiras deve seguir um processo cuidadoso. Primeiramente, conecte o flexível de retorno de óleo do turbo. Depois, insira lubrificante no canal de entrada de óleo do turbo e gire suavemente o rotor compressor para que o óleo percorra todas as galerias do turbo até os sistemas de mancais.

Em seguida, certifique-se de que o eixo está girando livremente e que não está raspando na carcaça, conectando todos os tubos e mangueiras do turbo. Assegure-se de que o óleo circula corretamente e que o turbo está corretamente lubrificado antes de ligar o motor e acelerar.

Como otimizar a vida útil do sistema

A vida útil do turbo ou de qualquer outro componente do motor está diretamente relacionada ao modo com que o equipamento portador é utilizado, em que condições de trabalho ele opera e quão adequada é a manutenção preventiva. Um sistema turboalimentador, por sua vez, é projetado para não quebrar e, em condições normais de operação, sua expectativa de vida útil é de 1.000.000 de km rodados. Há casos citados por fabricantes nos quais o componente ultrapassou a marca dos 2.000.000 km. Para alcançar essa faixa, veja os principais cuidados a serem tomados com o sistema:

Se o equipamento/veículo for utilizado em aplicação mais severa, com presença de poeira excessiva, o cuidado deve ser redobrado em relação ao filtro de ar, evitando sua saturação com impurezas. Um filtro de ar obstruído resulta em perda de potência do motor, ocasionando o chamado esforço axial e desequilíbrio de pressão entre o lado frio (ar) e o quente (gases). Isso gera vazamento de óleo, provocando contato de metal com metal e o consequente desgaste dos componentes internos até a falha operacional do turbo.

Antes de dar partida do motor ou desligá-lo, o operador precisa mantê-lo trabalhando em regime de marcha lenta pelo período de um minuto. O simples fato de ligar o equipamento e acelerar imediatamente fará com que o turbo opere com deficiência de lubrificação. Isso se deve ao fato de a bomba de óleo do motor ser acionada apenas depois da partida. Como ela fica posicionada a certa distância do turbo, o fluido levará um determinado tempo para percorrer todo o circuito e chegar ao sistema para sua lubrificação e refrigeração.

A manutenção preventiva é algo primordial para a vida útil do produto, pois o turbo é o fusível do motor e, se existir algo errado no sistema, ele será a primeira peça que apresentará falha. Deixando de efetuar as trocas de óleo de acordo com o recomendado pelo fabricante do veículo, haverá o comprometimento da vida útil de um sistema muito mais caro do que os periféricos como, por exemplo, filtros de ar.