Page 28 - Revista EAA - Edição 59

TEcnologia

Anéis com maior durabilidade e

menor consumo em motores HDD

as novas reGulaMentações de controle de eMissões Para Este trabalho apresenta a proposta de
Motores diesel Pesado (heavy-duty diesel, hdd), aliadas um pacote de anéis, que viabiliza as mo-
a uMa deManda Global de econoMia de coMbustível, têM dernas arquiteturas de motores pesados e
exiGido Grande avanço no desenvolviMento de Perfis, tecnologias de combustão aplicadas para
revestiMentos e Materiais Para anéis de Pistão a redução de emissões e o aumento de
JaSon BiEnEMan, Eduardo nocEra, raFaEl Bruno E daVi SilVa* eficiência, combinando excelente dura-
bilidade e compatibilidade com as novas
Além das exigências de redução de emissões de partículas e compostos nitrogenados gerações de motores HDD, com expres-
(NOx), os veículos comerciais pesados têm se deparado com solicitações, até o mo- sivos resultados de redução de consumo
mento, voltadas principalmente para veículos leves, como a limitação das emissões de de combustível.
gases de efeito estufa e do consumo de combustível, o que exige melhoria na eficiência
dos motores. Exemplo disso, em novembro de 2010, a Administração Nacional de Se- Desafios tecnológicos para
gurança de Tráfego Rodoviário (NHTSA, sigla em inglês), em conjunto com a Agên- anéis em motores HDD
cia de Proteção Ambiental dos EUA (U.S. EPA, sigla em inglês), propôs a primeira Um dos desafios no desenvolvimento de
regulamentação federal exigindo melhoria na economia de combustível por caminhões PCUs - que reduzam perdas mecânicas
pesados, ônibus e vans. Nesse quadro de desenvolvimento de um motor e seus com- por atrito - é a manutenção das funções
ponentes, se estende, em uma visão holística, na busca de otimização de desempenho, originais como boa vedação dos gases,
especialmente durabilidade e redução de atrito. controle do filme de óleo e durabilidade.
Visando atingir baixos níveis de emissão e de consumo de combustível, os motores As soluções podem exigir compromis-
HDD vêm sendo submetidos a um aumento de carregamento térmico e mecânico, a sos no projeto dos componentes que só
fim de aumentar a sua eficiência. Também utilizam-se estratégias com altos níveis de seriam possíveis por um entendimento
recirculação de gases de escape (EGR, sigla em inglês), o que prejudica a condição de completo e sistêmico do motor. Para
lubrificação da unidade de potência do motor (PCU - Power Cell Unit), por meio da atingir maior eficiência, observa-se o au-
contaminação do óleo lubrificante por partículas abrasivas, aumentando o desgaste dos mento das cargas térmicas e mecânicas,
componentes. Adicionalmente, o EGR é arrefecido, possibilitando, em determinadas o que resulta em uma maior densidade
condições, a geração de material condensado que, ao reagir com o enxofre presente no de energia e, portanto, exige uma maior
combustível, tornam o ambiente corrosivo, resultando em maior nível de exigência para resistência mecânica e durabilidade do
os componentes do PCU. anel de primeiro canalete, bem como dos
canaletes do pistão. Essa carga também
leva a uma maior deformação do cilin-
dro, que requer uma alta conformabilida-
Somatória da força tangencial/Ø (N/mm) devem ser feitas tanto nos anéis quanto
de radial dos anéis. Assim, as alterações

no pistão, de forma a garantir um ótimo
controle do fluxo de gases e do óleo em
toda a área dos anéis, colaborando para

Figura 1: carregamento de força
tangencial típico para motores
HDD em diferentes níveis de FOTOS DIVULGAÇÃO
legislação de emissões

28