Fuligem no Motor a combustão - Como se forma e o que pode causar

Como se forma fuligem no motor a combustão?

Combustão ou queima é uma reação química entre um material combustível e um material comburente. Salvo algumas exceções das quais não trataremos aqui, trata-se de uma reação exotérmica, ou seja, libera calor.

Vamos nos ater aos motores movidos a diesel. O diesel é uma fração líquida do petróleo formado predominantemente por carbono e hidrogênio.

Um motor a combustão ideal produziria apenas dióxido de carbono e água. Este motor ideal seria capaz de nos permitir uma combustão chamada de “completa”.

Mas nenhum motor é completamente eficiente. Devido à combustão incompleta, além do dióxido de carbono e água também encontraremos monóxido de carbono, carbono e outros resíduos tóxicos.

A fuligem é o carbono resultado da reação incompleta. É bastante daninha e deve ser controlada.

Embora a maior parte da fuligem produzida seja expelida pelo sistema de exaustão, uma parte dela se mistura com o óleo que lubrifica os pistões e depois é raspada pelos anéis em direção ao cárter. Também alguma porção de fuligem em suspensão nos gases consegue passar pelas folgas normais dos anéis e se misturar facilmente com o óleo lubrificante. Por isto é possível monitorar a formação de fuligem empregando a análise de óleo.

Qual o tamanho das partículas de fuligem?

A fuligem é praticamente composta por 98 de carbono. Suas partículas possuem forma geralmente esférica e seu diâmetro médio é ainda motivo de importantes discussões e pesquisas pois há estudos demonstrando que podem chegar a 0,03µm (quase 1000 vezes menor que um fino fio de cabelo). As dimensões dependem das condições operacionais do motor e das propriedades do combustível.

Em termos práticos, o maior problema se dá pela facilidade com que estas finas partículas formam aglomerados daninhos para o motor.

Tais aglomerados são minimizados pelos aditivos dispersantes dos lubrificantes.

Com o uso, estes aditivos se esgotam. Então, vemos aqui mais um dos importantes parâmetros monitorados pela análise de óleo.

Quais os principais fatores que aumentam a produção de fuligem no motor?

A produção de fuligem em motores diesel é mais pronunciada do que nos motores a gasolina, álcool ou gás.

O principal fator é a forma de alimentação e ignição do combustível.

Gasolina, álcool e gás empregam centelhas para a ignição. Nestes casos a mistura ar/combustível costuma ser bem mais homogênea do que nos motores diesel nos quais a explosão da mistura se dá pela alta compressão.

A pulverização do diesel na câmara de combustão pode apresentar pequenas regiões muito densas de combustível líquido. Elas oferecem maior dificuldade para uma combustão completa. Vem daí a necessidade dos cuidados especiais de manutenção dos bicos injetores.

A seguir vemos alguns dos principais fatores que aumentam a formação de fuligem.

• Longos períodos em marcha lenta
• Muitas partidas e paradas
• Desgaste de anéis de pistões
• Bicos injetores com pulverização irregular
• Mistura muito rica
• Filtros de ar entupidos
• Qualidade do combustível

Embora existam vários outros fatores, observe o ponto em comum daqueles que listamos acima... Há combustível que não se queimará por completo.

Quão prejudicial é a fuligem?

A fuligem é muito prejudicial não apenas ao motor. Afeta bastante o meio ambiente e a saúde. Estudos clínicos mostram que, por conta de suas pequenas dimensões, fica suspensa na atmosfera causando mal-estar, irritação nos olhos, garganta e pele, dor de cabeça, enjoo, bronquite, asma e até câncer de pulmão. Não é para menos que as legislações têm se tornado cada vez mais restritivas.

Voltando a falar sobre motores, o excesso de fuligem causa problemas numa sequência em cadeia:

• A fuligem acelera o consumo dos aditivos dispersantes dos óleos de motor (principalmente se forem lubrificantes de baixa qualidade)
• Menos aditivos levam à formação de borra e aglomeração das partículas de fuligem
• Fixados às superfícies do motor, tais materiais reduzem o fluxo de óleo
• A fuligem também pode aumentar a viscosidade, dificultando ainda mais o fluxo de óleo
• Menor fluxo de óleo aumenta o desgaste das partes mecânicas.
• Maior desgaste leva a falhas prematuras do motor

E não para por aqui. É um fenômeno que se realimenta:

• Maior fuligem pode formar depósitos nas ranhuras/alojamentos dos anéis dos pistões.
• Estes depósitos deteriora a selagem entre os anéis e camisas com possível abrasão.
• O desgaste por abrasão aumenta a folga entre anéis e camisas facilitando a passagem de resíduos da combustão, incluindo gases e deixando passar combustível ainda não queimado para o cárter.
• Com aumento das perdas, reduz-se a compressão com piora da combustão e geração de ainda mais fuligem.

No mínimo, nosso motor terá perda de rendimento.

Como o laboratório mede a fuligem?

Como vimos acima, a fuligem é predominantemente partículas de carbono finíssimas.

Estas partículas finíssimas bloqueiam a luz visível com muita facilidade. E aqui nos lembramos das famosas recomendações para troca do óleo por ele estar muito escuro.

Mesmo uma quantidade bem pequena já é capaz de bloquear muito a luz, enegrecendo bastante o óleo. Assim, as avaliações meramente visuais causam trocas de óleo que poderiam ser postergadas ou, eventualmente precisariam ser antecipadas.

Em laboratório também avaliamos o bloqueio da luz. Contudo, não é a luz visível e sim a infravermelha.

O espectrômetro de infravermelho permite separar o comprimento de onda mais adequado para quantificar a intensidade de bloqueio e comparar esta intensidade com padrões de calibração. O resultado é o teor de fuligem presente na amostra.

Proteja o seu motor. Utilize lubrificantes e peças de reposição de qualidade assegurada, mantenha-o limpo e bem regulado e monitore suas condições com quem está sempre ao seu lado.