Avaliação do desgaste triboquímico de agulhas dos bicos injetores em motores diesel operando com biodiesel

Abstract

No sistema de alimentação de combustível dos motores do ciclo diesel, o bico injetor é uma peça chave para determinar o desempenho e o nível de emissões que esses motores geram. Foram feitas mudanças significativas na composição dos combustíveis, nas legislações que regulamentam as emissões de poluentes e, em uma escala bem menor, houve alguns estudos detalhados do impacto dessas mudanças nos componentes dos motores, como por exemplo, o bico injetor. O biodiesel é um combustível alternativo que vem de origem vegetal, é renovável, biodegradável e ambientalmente correto, produzido por uma reação de transesterificação de gordura animal ou vegetal. Atualmente, o B6 vem sendo substituído pelo B7 por questões de regulamentações na matriz energética do Brasil. O presente estudo teve como objetivo avaliar os principais mecanismos de falhas que atuam nos componentes de um bico injetor, em particular, na agulha do injetor, situada na ponta do bico. Este trabalho foi dividido em três etapas: na primeira delas, foi feito um estudo de campo, com visitas às oficinas mecânicas especializadas na manutenção do sistema de injeção diesel, para elaboração de um relatório sobre as problemáticas encontradas neste sistema. Na segunda, realizaram-se ensaios em uma bancada contendo um grupo motor-gerador, onde foram avaliados dois biocombustíveis: B6 e B6 aditivado, a fim de levantar parâmetros de desempenho dos biodieseis, que permitissem avaliar o desgaste qualitativo da superfície dessas agulhas. Por fim, a última etapa consistiu da análise microscópica da superfície desgastada das agulhas do bico injetor, estas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), Energy Dispersive X-Ray Diffraction (EDS) e por espectroscopia Raman. Os resultados mostram que o motor que utilizou o B6 apresentou melhor desempenho em consumo específico e temperatura de funcionamento do bico injetor mais baixa em comparação com o motor que utilizou B6 aditivado. Além disso, também foi possível observar a presença do fenômeno do scuffing no guia da agulha do primeiro motor e, pits de oxidação na mesma região da agulha do bico injetor que utilizou B6 aditivado. Por fim, a última etapa consistiu da análise microscópica da superfície desgastada das agulhas do bico injetor, estas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia Raman. Os resultados mostram que o motor que utilizou o B6 apresentou melhor desempenho em consumo específico e temperatura de funcionamento do bico injetor mais baixa em comparação com o motor que utilizou B6 aditivado.