Confiabilidade do motor a gás: entendendo o consumo de óleo do motor

Este artigo explica os mecanismos que afetam o consumo de óleo lubrificante em motores estacionários a gás. Explica as consequências positivas e negativas do consumo de petróleo. Ele discute a importância de considerar o teor de cinzas de óleo ao selecionar um óleo lubrificante para motores a gás e enfatiza a importância do monitoramento do consumo de óleo nas operações diárias.

O óleo lubrificante em um motor a gás estacionário desempenha múltiplas funções críticas. Ele lubrifica superfícies em movimento relativo entre si, proporcionando separação dessas superfícies por meio de viscometria de fluido, veda a interface anel do pistão/camisa do cilindro e resfria peças do motor, como pistões e rolamentos. Com o auxílio da tecnologia de aditivos, o óleo lubrificante também oferece proteção contra desgaste durante a partida e contra corrosão por espécies ácidas, provenientes de combustíveis ou de processos de degradação de óleo. Finalmente, mas importante, mantém o motor limpo.

Um circuito típico de lubrificação de motor a gás consiste em um cárter de óleo, bomba de óleo, resfriador de óleo, válvulas de controle de pressão e temperatura, filtros de óleo de fluxo total e sistemas de filtragem secundária. A bomba de óleo aspira fluido do cárter através de um filtro. A seguir, o óleo é resfriado no resfriador de óleo; uma válvula termostática determina quanto óleo passa pelo resfriador e quanto o desvia para atingir a temperatura de entrada de óleo desejada. O óleo flui através dos filtros de óleo com uma finura que pode variar entre 20 mícrons (nominal) e 40 mícrons (absoluto). A partir dos filtros de óleo, o óleo é alimentado ao motor, abastecendo os mancais principal e da biela, eixo de comando e seguidor, trem de engrenagens, turbocompressores, balancins e eixos, pistões e camisas. As hastes e guias de válvula normalmente não são incluídas no sistema de óleo pressurizado, pois recebem óleo dos balancins que flui livremente sobre o conjunto de válvulas. Todo o óleo eventualmente flui de volta para o cárter cerca de 10°C a 15°C (50°F a 59°F) mais quente do que quando entrou no motor.

A película de óleo proporciona separação completa dos rolamentos e munhões do virabrequim. Uma cunha hidrodinâmica é formada na partida, onde quanto mais rápido o eixo girar no rolamento, ou quanto mais pesada for a viscosidade do fluido, mais espessa será a película de óleo. Velocidade reduzida, viscosidade reduzida e carga aumentada diminuem a espessura da película de óleo. Uma cunha hidrodinâmica também é construída entre o anel do pistão e a interface da parede da camisa para fornecer separação dessas superfícies metálicas; esta película de óleo também atua como vedação para gases de combustão.

Uma quantidade mínima de fluxo de óleo é necessária para a lubrificação adequada das hastes e guias das válvulas de admissão e escape. Através da folga entre a guia e a haste da válvula, uma pequena quantidade de óleo entrará no fluxo de gás. Este óleo alcançará as sedes das válvulas de admissão e as protegerá. No entanto, no lado do escapamento, o fluxo dos gases de escapamento impedirá que ele alcance as sedes das válvulas de escapamento. Em vez disso, estes são protegidos com cinzas de óleo queimado na câmara de combustão.

O consumo de óleo em motores estacionários a gás é uma função normal e necessária para um funcionamento saudável. Os fabricantes de motores a gás consideram isso no projeto de seus motores, pois é necessária uma quantidade específica de consumo de óleo. Cada fabricante de motor tem sua própria faixa do que é ou não aceitável em relação à taxa de consumo, geralmente fornecida aos proprietários em gramas por quilowatt-hora (g/kWh). Nos motores modernos, as taxas de consumo de óleo de 0,05 g/kWh a 0,15 g/kWh são típicas e tendem a aumentar à medida que o motor se aproxima do intervalo de revisão planejado. As taxas de consumo de óleo em motores com carga leve são normalmente um pouco mais altas.

A taxa de consumo de óleo também pode ter impacto na vida útil de um abastecimento de óleo. O baixo consumo de óleo pode significar pouca composição de óleo fresco, o que pode reduzir a vida útil potencial do óleo. O maior consumo de óleo do motor aumenta a taxa de reposição de óleo novo, o que pode ajudar a proporcionar uma vida útil mais longa do óleo, desde que o maior consumo de óleo não coincida com o aumento do vazamento.