Usinagem dinâmica em motores gera redução no consumo de lubrificante e de combustível

Engenheiros, pesquisando sobre como reduzir o consumo de óleo lubrificante pelos motores automotivos, chegaram a uma interessante melhoria.

A escolha da especificação do óleo lubrificante correto é o que faz o motor do veículo possuir bom desempenho, aumento de sua vida útil, correta troca térmica, dentre outras vantagens, mas não é só isso. Mas e se o atrito fosse reduzido?

Duas coisas aumentam o nível de atrito interno de um motor a combustão interna: a primeira é devido à distorção do furo onde é preso a cabeça do pistão, definido como distorção estática; a segunda ocorre com o “sobe-desce” do pistão dentro da camisa, onde, nesse processo, o pistão colide com as laterais da camisa.

Essas duas condições fazem com que o motor necessite de muito mais óleo para manter o conjunto lubrificado e, este atrito, faz com que o motor perca eficiência e, por consequência, consuma mais combustível do que poderia.

As montadoras já possuem técnicas para compensar a distorção estática durante a fase de usinagem. Nesta, os técnicos utilizam uma ferramenta de polimento para simular a cabeça do pistão que será posteriormente montado. Somente após esta etapa o acabamento do furo é concluído. De outra forma, a distorção térmica não havia solução, portanto, não era compensada.

Este problema foi resolvido por um grupo de pesquisadores do Instituto de Máquinas-Ferramenta e Tecnologia de Formação (IWU) na Alemanha, em conjunto com uma montadora e um fabricante de máquinas.

"Nossa tecnologia torna possível compensar tanto a distorção estática quanto a térmica. Isto pode levar a uma economia de combustível de 2 a 3 por cento nos motores a combustão, e elimina um passo na sua fabricação," comentou André Bucht, coordenador do projeto.

Com atuadores piezoeletricos que são capazes de alterar o diâmetro da ferramenta com extrema precisão, é aplicado polimento na peça.

Polimento dinâmico

Primeiramente, é calculado como o bloco pode ser distorcido tirando o pistão e medindo a extensão em que o furo foi deformado.

Em seguida, é simulada a distorção térmica que ocorre em cada modelo de motor utilizando-se da temperatura de funcionamento do motor (90C).

Baseados nesses dados, a ferramenta de polir realiza os cálculos e se ajusta, alterando assim o perfil do furo do motor de modo que os movimentos do pistão sejam perfeitamente suaves, eliminando o atrito excessivo do local, devido aos poucos pontos de apoio no bloco.

EM RESUMO

Basicamente, o sistema é capaz de oferecer ao furo as imperfeições que ele precisa, e não um furo perfeito, o que na prática faz com que o motor precise de menos lubrificação e, com menos atrito, consuma menos combustível.

O uso desta ferramenta dinâmica aumentou o tempo de usinagem de cada bloco em menos de 30 segundos.