Anel de Segmento

Anel de Segmento

Os anéis de pistão são peças muito importantes para o perfeito funcionamento do motor. Estas peças de forma circular são fabricadas com uma liga de aço-carbono com um teor de carbono bem elevado, o que da dureza a esses componentes, com certa fragilidade.

Os anéis de segmentos, assim conhecidos também, são geralmente divididos em três tipos. Com finalidades diferentes e envoltos ao pistão, o primeiro tipo de anel que fica quase na cabeça do pistão tem a função de conter a pressão gerada pela explosão nos cilindros e evitando a perda de pressão na hora do segundo tempo do motor chamado de compressão. O segundo anel mais abaixo do primeiro tem duas funções, uma de ajudar a reter a compressão como o primeiro e outra de criar uma película de óleo quando o mesmo raspa as paredes internas do cilindro. O terceiro anel tem a função de raspar o excesso de óleo e criar uma fina película de lubrificação para que os outros anéis tenham o mínimo de atrito evitando o desgaste entre anéis e cilindro.

As posições de colocação dos anéis nos pistões também obedecem a uma ordem por que os graus e geometria de cada anel estão para cada função que ele exerce.

MANUTENÇÃO

O pó e a limalha do metal são grandes inimigos dos anéis do pistão, o efeito da abrasão na superfície dos anéis e também do cilindro provoca desgastes excessivos.

Normalmente a ocorrência está relacionada à ausência de manutenção preventiva nos seguintes itens: intervalo de troca do lubrificante de motor, substituição de filtros de ar e de óleo.

A poeira também pode entrar no motor através de falhas nas vedações dos coletores de admissão. Em regiões onde há muito pó, ex.: estradas não pavimentadas, o reparador deve dobrar a atenção na manutenção dos filtros e troca de óleo do motor, também há abrasivos de outras naturezas, esses podem entrar no motor durante um reparo ou manutenção, ex.: raspas de juntas.

Em motores novos, a limalha de metal que acelera o desgaste dos anéis é proveniente do amaciamento, por isso, os manuais dos fabricantes recomendam que as primeiras trocas de óleo e filtro sejam realizadas em intervalos mais curtos.

Fique atento ao excesso de partículas metálicas no óleo durante a troca, pode ser resultado da quebra de peças do motor, portanto se for constatada a presença de partículas no óleo durante sua drenagem é recomendável identificar a causa e se necessário abrir o motor, do contrário ocorrerão uma sucessão danos internos.

CUIDADOS

O acabamento das paredes do cilindro conhecido como brunimento pode acelerar o desgaste dos anéis, os excessos de rugosidade ou de polimento são prejudiciais. No processo de retífica do motor o acabamento grosseiro das laterais do cilindro pode se transformar em uma lixa para os anéis, já o excesso de polimento, ao contrário do que parece também é proibido ao motor, o óleo não tem boa adesão em paredes muito lisas, a lubrificação será comprometida.

Já as receitas populares sobre a questão do amaciamento do motor são diferentes das recomendadas nos manuais, o processo correto de amaciamento do motor consiste em seguir à risca a recomendação do fabricante, em resumo não se deve exceder uma determinada rotação do motor conforme a quilometragem do veículo. Motor novo é sinônimo de pouca folga de trabalho entre os componentes internos, portanto o excesso de rotação irá acelerar o desgaste.

Pistão e anéis com desgastes concentrados em apenas um ponto pode significar que há excesso de esforço lateral do pistão, normalmente a causa é atribuída ao desalinhamento da biela.

Outro problema é que, os anéis têm uma determinada elasticidade, eles foram dimensionados para exercer pressão nas laterais do cilindro, falhas de manuseio são causas de deformações e pequenas fissuras que podem evoluir para a quebra da peça.

Além disso, a temperatura na câmara de combustão é regulada pela mistura ar/combustível, o motor desregulado atinge altas temperaturas que são capazes de derreter o pistão e danificar os anéis.

Outra ação devastadora aos anéis é o efeito da lavagem do cilindro, o fenômeno ocorre quando há combustível líquido fluindo para o motor através da(s) válvula(s) de admissão, o óleo das paredes do cilindro, anéis e laterais do pistão é removido (lavado), com o funcionamento do motor ocorre o desgaste precoce do conjunto de anéis, pistão e cilindro. Ainda como consequência, o combustível em excesso acumula-se no cárter elevando o nível de óleo, consequência disso é um ligeiro aumento na pressão interna do motor, a pressão por sua vez ocasiona vazamentos no motor. O combustível contamina o óleo e altera a viscosidade, em pouco tempo ocorre uma ação agressiva aos componentes internos do motor, inclusive aos anéis.

PROBLEMAS COMUNS

Entendendo o efeito da inércia dos anéis como efeito nas canaletas do pistão, os anéis exercem uma pressão que após milhares de quilômetros criará uma deformação que aos poucos trará complicações, ocorrerão falhas na acomodação dos anéis nas canaletas e a vedação da parte interna ficará comprometida. Os anéis também podem sofrer deformação e até quebras.

Atualmente os fabricantes desenvolvem anéis com desenho especial, os elementos de vedação se acomodam nas canaletas conforme movimentação do pistão, a vedação interna dos anéis é otimizada nas condições de subida e descida do pistão. Porém esses ângulos nem sempre são percebidos pelo reparador, o profissional ao efetuar o reparo no motor utiliza peças de reposição que nem sempre têm a mesma característica e o resultado do trabalho pode ficar abaixo da expectativa.

A falha na vedação dos anéis nem sempre está no contato anel e cilindro, os gases resultantes da queima do combustível também podem passar por trás dos anéis, ou seja, entre os anéis e o pistão e em seguida fluir para o cárter, da mesma forma o óleo do motor pode subir para a câmara de combustão pelo mesmo caminho.

Durante o processo de reduzida de marcha, o motor pode estar com o vácuo alto, pois normalmente o acelerador do veículo será fechado cortando o ar que flui para a câmara de combustão, nessa condição os gases do cárter tendem a subir mais facilmente para a câmara de combustão e queimar junto com a mistura ar/combustível, o resultado será fumaça saindo pelo escapamento, alto consumo de óleo do motor, contaminação do catalisador, aumento nas emissões de poluentes e baixo desempenho o veículo.

Outro agravante será a formação de carvão nas canaletas, em um processo a curto prazo os anéis engripam (travam) e o topo do pistão bate lateralmente no cilindro, a trepidação será ouvida pelo condutor do veículo e também pode gerar até a quebra do pistão.

DIAGNÓSTICOS DE PROBLEMAS

Para avaliar a condição dos anéis é necessário analisar em conjunto a geometria do pistão e cilindro:

  • Folga entre pontas;
  • Folga entre os anéis e as canaletas do pistão;
  • Montagem.

As folgas dos anéis são medidas dentro dos cilindros novos ou usados, porém dentro das tolerâncias dos fabricantes. Em cilindros usados a recomendação é que a verificação de folga entre as pontas dos anéis seja realizada no ponto de menor diâmetro, o jogo de anéis deverá ser substituído se uma das medidas obtidas exceder a tolerância. O contato entre o jogo de anéis e o cilindro deverá ser observado, na prática o reparador deverá correr os anéis ao longo do cilindro e observar a circularidade do jogo, ou seja, ver se não há espaço entre o anel e o cilindro, do contrário ocorrerá queima de óleo e vazamento de compressão. Anéis com folgas entre pontas inferiores ao padrão do fabricante apresentarão possibilidade de engripamento ou danos maiores ao cilindro.

 A eficiência da vedação do motor também depende da movimentação dos anéis nas canaletas do pistão. Os anéis podem travar dentro das canaletas, as causas mais comuns são:

  • Acúmulo de carvão proveniente da queima de óleo do motor;
  • Canaleta deformada;
  • Anel com espessura acima da especificação;
  • Anel deformado.

Antes de verificar a folga certifique-se que canaleta está limpa, os anéis devem ficar livres (soltos) nas canaletas. Para realizar a medida primeiramente é necessário pressionar o anel até que sua superfície de contato esteja nivelada com o pistão. Com uma lâmina verifique a folga entre o anel e a respectiva canaleta, a aferição deve ser feita no mínimo em 3 pontos entre a canaleta, para efeito de diagnóstico o reparador deve considerar o maior valor de folga obtido na medição. Observe se há desgaste desigual, conferindo o encaixe e assentamento dos anéis, e perfeitamente paralelos às superfícies laterais. Caso alguma das medidas esteja acima do padrão substitua o jogo de anéis e o pistão. A verificação deve ser feita nas canaletas dos anéis de compressão e raspador, para o conjunto dos anéis de óleo nem todos os fabricantes determinam um padrão de folga. O calibre de lâminas utilizado para a verificação de folgas deve variar de 0,03mm até 0,20mm.

Antes de iniciar a medição veja se não há trincas ou falhas de material nas laterais do pistão, com um paquímetro verifique a medida em vários pontos das canaletas. Para efeito de diagnóstico adote o maior valor obtido nas medidas, compare com o limite padrão do fabricante do motor. Substitua o pistão se uma das medidas for superior ao limite de uso.

Com o auxílio de um micrômetro verifique a espessura dos anéis, a medição deve ser realizada no mínimo em 3 pontos da peça. Para efeito de diagnóstico adote o menor valor obtido nas medidas, compare com o limite padrão do fabricante do motor. Substitua o jogo de anéis se uma das medidas for inferior ao limite de uso.

A regra básica dos fabricantes definida nos manuais de serviços praticamente é a mesma, cada anel ocupará uma canaleta específica, há uma defasagem entre eles para o posicionamento das pontas e a referência de instalação posicionada para cima, vejamos:

  • Defasagem entre as pontas;
  • Posição dos anéis;
  • Referência de montagem.

No processo de montagem dos anéis nas canaletas do pistão, os manuais recomendam uma defasagem de 120° entre as pontas, o objetivo é evitar o alinhamento dos anéis durante o funcionamento do motor, visto que é comum o giro dentro das canaletas, o alinhamento das pontas provocará queda da compressão do motor e queima de óleo.

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