ANÉIS DE PISTÃO

Uma definição simples do que são anéis de pistão pode ser a seguinte : “Os anéis de pistão são peças de metal que, quando instaladas nos cilindros dos motores, tornam‐se circulares e auto‐expansivas, proporcionando uma vedação móvel entre a câmara de combustão e o carter do motor”.  No entanto essa definição, como tantas outras que se possa formular, não consegue expressar, com a exatidão necessária, toda a responsabilidade de que os anéis de pistão estão investidos para  um  perfeito  funcionamento  do  motor  onde  estão  instalados,  nem  os  cuidados empregados  no  seu  projeto,  desenvolvimento  e  produção.  Nesta matéria abordarei com mais detalhes as características mais  importantes dos anéis de pistão  e  os  principais  tipos  fabricados.  Nomenclatura  dos  anéis   Para  facilitar a compreensão dos  textos que vêm em seguida, vou  inicialmente, definir quais são  os  nomes  dados  às  diversas  partes  e  às  medidas  principais  dos  anéis:  Faces  laterais  São as partes do anel que ficam em contato com as canaletas do pistão, em posição paralela à cabeça  do  pistão,  podendo  também  ser  chamada  de  “face  superior”  e  “face  inferior” 

       

            Face  externa É  a  parte  do  anel  que  fica  em  contato  com  a  parede  do  cilindro. É  também  chamada  de  “face  de  trabalho”  ou  “face  de  contato”.  Face  Interna  É  o  lado  do  anel  que  fica  voltado  para  o  fundo  da  canaleta  do  pistão. 

  Altura  É a distância entre as faces laterais do anel, medida normalmente em milímetros e em alguns casos,  em  frações  de  polegadas.  Espessura  Radial É a distância entre as faces externas e internas do anel, tendo medidas sempre em milímetros. 

  Folga  Lateral  

É a folga medida no sentido da altura do anel,ou seja, é a distância entre a face lateral do anel e  a  superfície  lateral  da  canaleta.  Folga  Traseira É a  folga entre a  face  interna do anel e o  fundo da  canaleta do pistão, quando estes estão instalados  e  centrados  no  cilindro.  

  Diâmetro  Nominal É o diâmetro externo do anel, “fechado” no diâmetro do cilindro para o qual  foi projetado. É  igual  ao  diâmetro  nominal  do  cilindro,  sendo  medido  em  milímetros  ou  polegadas.  Folga  entre  pontas É a distância entre as extremidades do anel, medida com o mesmo  instalados no cilindro de diâmetro  correspondente.  

  Essa folga varia conforme o diâmetro do anel e com o tipo de aplicação a que se destina. Na futura postagem “troca de anéis” colocarei uma tabela onde consta essas folgas.

Força  tangencial Podemos dizer que a força tangencial do anel é a força que ele  faz para expandir‐se quando instalado  em  um  cilindro. 

 Para se medir quanto é essa força, existem aparelhos apropriados, onde o anel é envolvido por uma fita de aço que vai sendo puxada até que a distância entre as pontas do anel fique igual à folga  recomendada. A  força necessária para puxar a  fita nessas condições é a chamada  força  tangencial do anel.  Conformabilidade  É a capacidade que um anel tem de adaptar sua face de trabalho aos contornos de um cilindro em  toda  sua  circunferência,  mesmo  que  a  superfície  de  cilindro  esteja  ovalizada. Se um anel se adapta facilmente a um cilindro deformado, dizemos que esse anel tem grande conformabilidade.  Funções  dos  Anéis Os  anéis  de  pistão  têm  três  funções  principais  que,  resumidamente,  são  as  seguintes: 1.  Vedação  da  câmara  de  combustão  em  relação  ao  Carter,  impedindo  que  os  gases  da combustão  ou  a  pressão  de  compressão  passem  para  o  Carter. 2. Transmitir o calor absorvido pela cabeça do pistão para as paredes do cilindro e destas para o  sistema  de  arrefecimento. 3.  Controlar  a  lubrificação  dos  cilindros.  Para atender a todos esses requisitos, simultaneamente, foi necessário desenvolver dois tipos básicos  de  anéis: Os de compressão e os de óleo, que tem a função e características principais que descrevo a seguir.  Funções  dos  anéis  de  compressão Os  anéis, de  compressão,  visam principalmente,  vedar  a  câmara de  combustão,  impedindo que os gases da combustão passem para o Carter do motor, através da folga entre o pistão e o cilindro, evitando com isso a perda de rendimento do motor, através da folga entre o pistão e o cilindro, evitando com  isso a perda de rendimento do motor e a contaminação do óleo do moto  e  a  contaminação  do  óleo  lubrificante.  Essa  função  do  anel,  que  é  a mais  importante,  só  pode  ser  cumprida  quando  houver  um contato  total  entre  a  face  de  trabalho  do  anel  e  a  parede  do  cilindro,  em  toda  sua circunferência, quando pelo menos uma das faces laterais do anel encostar na correspondente face  lateral  da  canaleta  do  pistão.  Outros fatores que influenciam na vedação proporcionada pelo anel são a sua forma, sua força própria  e  a  pressão  dos  gases  de  combustão  na  face  interna  do  anel.  Além da vedação, outra tarefa, das mais importantes, que os anéis devem cumprir, é impedir que o óleo  lubrificante passe em excesso para a câmara de combustão e seja queimado e ao mesmo  tempo  deixar  que  uma  fina  película  (filme)  de  óleo  permaneça  sobre  a  parede  do cilindro  para  evitar  um  atrito  “seco”  (metal  com  metal)  dos  anéis  com  o  cilindro. 

 Essa película de óleo, por  sua vez, deve  ter uma espessura definida, nem muito  fina e nem muito grossa, pois se for muito fina não deixará o óleo suficiente para  lubrificar os anéis e se for  muito  grossa,  fará  com  que  tenha  um  consumo  excessivo  de  óleo.  A espessura de película é obtida pela  raspagem  sucessiva  feita por  todos os anéis no  curso descendente do pistão, cabendo, no entanto, ao primeiro anel  (de compressão) a  raspagem final,  que  não  deve  set  total, mas  deixando  a  fina  película  de  óleo  a  que  já  foi  referida anteriormente.  Outra característica dos anéis da compressão é que, no curso ascendente, eles devem apenas deslizar sobre a película de óleo, sem empurrá‐la para cima, da mesma forma como um esqui aquático  evitando  com  isso  que  o  óleo  seja  queimado  na  câmara  de  combustão.  Tanto essa característica de deslizar sobre o óleo no curso ascendente do pistão, como as de raspá‐lo no curso descendente e de vedar a passagem de gases para o carter, dependem do perfil  do  anel  e,  por  isso,  existem  diferentes  tipos  de  perfis,  específicos  para  cada  tipo  de aplicação,  como  veremos  mais  adiante.  Finalmente, os anéis de compressão devem ter uma boa capacidade de transmitir calor. Essa característica  é  necessária  porque  a  cabeça  do  pistão  está  diretamente  exposta  aos  gases quentes  da  combustão  e,  por  isso,  aquece‐se  consideravelmente.  Como existe a  folga entre pistão e cilindro e como o calor  transmitido pela  saia do pistão é pequeno, cabe principalmente aos anéis de compressão adsorverem esse calor da cabeça do pistão  e  transmitirem‐no  ao  cilindro  que,  por  sua  vez,  irá  transmiti‐lo  ao  liquido  de arrefecimento  do  motor.  Se  não  houvesse  essa  troca  de  calor  pelos  anéis  de  compressão,  o  pistão  logo  atingiria temperaturas  excessivamente  altas  e  se  danifica  irremediavelmente. Para  que,  portanto,  essa  troca  de  calor  seja  eficiente,  além  da  condutibilidade  térmica  do material do anel, é também importante o perfil, o ajuste entre anel e canaleta e a qualidade do acabamento das partes em contato. 

Funções  dos  anéis  de  óleo   A principal das funções desses anéis é raspar o excesso de óleo da parede do cilindro e drená‐lo em direção ao carter do motor, assegurando uma película adequada de óleo  lubrificante, suficiente  para  lubrificar  os  anéis  de  compressão.  Para exercer essa função adequadamente, o anel de óleo precisa ter bastante conformalidade e apresentar uma força própria elevada, para manter uma alta pressão de contato, pois, não depende  da  pressão  dos  gases  para  seu  funcionamento  correto.  Para  se  obter  esse  elevada  pressão  de  contato  os  anéis  de  óleo  ou  são  compostos  de 

segmentos  independentes de aço  com altura bem  reduzida, ou  são usinados  com um  canal central  de modo  que  toda  tensão  proveniente  de  próprio  anel  ou  de molas  auxiliares  de concentre nessas estreitas faces de trabalho. Nos anéis de óleo é coletado pelo canal central e drenado para o carter através de passagens existentes no próprio anel e no fundo da canaleta do  pistão.  

   Funcionamento  dos  anéis  no  motor   Para se ter uma melhor idéia de como os anéis exercem suas funções, vamos analisar como se comporta um anel de perfil regular em cada um dos tempos de funcionamento de um motor (motor  4  tempos).  Tempo  de  admissão   À  medida  em  que  o  pistão  vai  descendo,  os  anéis  situados  abaixo  do  anel  superior (principalmente  os  de  óleo),  vão  raspando  a  maior  parte  do  óleo  da  parede  da  cilindro deixando  o  filme  de  óleo  sucessivamente  mais  fino.  Com  o  movimento  de  descida  do  pistão,  a  face  lateral  superior  do  anel  de  compressão encosta‐se na face superior da canaleta do pistão e o canto inferior da face do trabalho raspa o óleo  da  parede  de  cilindro.  O  óleo  acumula‐se  nos  espaços  existentes  embaixo  e  atrás  do  anel.  

 Tempo  de  compressão  O movimento  se  subida do pistão e a pressão no  início do  tempo de compressão,  forçam o anel  para  baixo,  formando  uma  vedação  entre  a  face  inferior  do  anel  e  a  da  canaleta.  

  Além disso, a pressão de compressão agindo por trás do anel e a força própria do anel, forçam‐no contra a cilindro e, com isso, é feita uma vedação ainda maior entre a face de trabalho do anel  e  a  parede  do  cilindro. Quase  no  fim  do  curso  ascendente  do  pistão  ocorre  a  ignição  e  o  início  de  combustão  da mistura  ar‐  combustível, onde os  gases  atingem,  em  frações de  segundos,  temperaturas da ordem de 2.200 °C. 

Tempo  Motor  (ou  de  combustão) Com  a  ignição  da mistura  ar‐  combustível  e  a  conseqüente  expansão  dos  gases,  a  pressão dentro da câmara aumenta rapidamente para até 56 Kgf/cm2 ou mais, empurrando os pistões e  anéis  velozmente  para  baixo.  Nessa, ocasião, uma pequena fuga de gases é normal, ocorrendo através da folga entre pontas e também por detrás dos anéis no breve instante que precede uma vedação lateral completa.  A vedação lateral completa é feita quando a pressão total dos gases de combustão age na face 

lateral superior e na  face  interna do anel  fazendo com que o mesmo  fique mais  fortemente comprimido  contra  a  face  inferior  da  canaleta  do  pistão  e  a  parede  do  cilindro respectivamente.  

  Também nesse tempo a ação de raspagem de todos os anéis é controlada, para que um fino filme  de  óleo  permaneça  na  parede  do  cilindro.  Tempo  de  descarga No  tempo de descarga, pelo efeito do movimento ascendente do pistão, os anéis  tendem a encostar‐se  na  face  inferior  da  canaleta  do  pistão. Nessa ocasião, os anéis deslizam sobre o óleo lubrificante residual das paredes do cilindro sem raspa‐lo  para  cima.  

 Observação: As  figuras acima,  referem‐se a um anel de compressão de perfil  retangular em trabalho. O  comportamento de outros  tipos de  anéis  é  semelhante  a  este,  apresentado, no  entanto, ligeiras  variações,  apropriadas  para  cada  tipo  de  aplicação. 

 Tipos  de  anéis Como  já  coloquei  anteriormente,  os  anéis  dividem‐se  basicamente  em  dois  grupos:  ∙  Anéis  de  compressão. ∙  Anéis  de  óleo.  Dentro dessa classificação básica, centenas de variações de desenhos foram criadas, buscando a melhor aplicação para cada tipo de motor, existe uma extensa gama de anéis, onde cada tipo de  anel  é  projetado  para  executar  uma  função  especifica.  As figuras abaixo  ilustram os tipos de anéis mais conhecidos. Esses tipos são básicos, a partir dos  quais  são  desenvolvidos  todos  os  anéis  combinados.  Assim  sendo,  coloco  como  exemplo,  a  anel  Tipo  “T”,  que  é  um  anel  com  face  de  contato inclinada.  

  E  o  Tipo  “4”  que  é  um  anel  regular  chanfrado  na  face  interna.   Se combinarmos estes dois tipos de perfis, teremos um novo tipo chamado de “T4”, que será, portanto,  um  anel  com  face  de  contato  inclinada  e  chanfrado  na  face  interna.  

 

 

Tipos  de  anéis  de  compressão  Anel  retangular  –  Tipo  P  É um anel de seção retangular empregado onde as condições de operação não requerem anéis com  formato  especial. 

  Anel  com  face  inclinada  Tipo  T  Devido  à  face  externa  ser  inclinada, o  contato  com o  cilindro  dá‐se numa  estreita  faixa do canto  inferior do anel, o que proporciona um assentamento melhor e mais rápido e um bom controle de óleo, na fase inicial de funcionamento, mesmo que o cilindro apresente pequenas ovalizações  e  distorções.  

  Anéis  com  chanfro  ou  rebaixos  na  face  interna  Tipos  2  ou  4  Quando anéis deste tipo, também denominados de torcionais, são “fechados” no diâmetro do cilindro, sua seção assimétrica proporciona uma torção do anel que causa um contato de alta pressão do  canto  inferior da  sua  face de  trabalho o  cilindro,  resultando num assentamento mais  rápido.  Na  face ascendente do pistão, devido a  torção do anel, o mesmo desliza sobre a película de óleo  e,  na  fase  descendente,  o  contato  do  seu  canto  inferior  raspa  o  excesso  de  óleo.  Esse  tipo de anel é usado principalmente nas canaletas  intermediárias dos pistões, podendo também  ser  utilizado  nas  primeiras  canaletas.  

  Anel  com  rebaixo  na  face  de  contato  –  Tipos  6  ou  7  Pode‐se dizer que este é um anel de compressão com propriedades de um anel raspador de óleo.  O rebaixo na face de trabalho dá uma seção assimétrica ao anel, que causa uma  leve torção quando  fechado no diâmetro do cilindro. Com  isso, o contato com o cilindro dá‐se no canto inferior  da  face  de  trabalho,  proporcionando  um  assentamento  bastante  rápido.  

  Anel  com  face  abaulada  –  Tipo  E  É um anel similar ao de seção retangular, exceto que sua face de trabalho é sempre revestida e apresenta uma leve curvatura convexa obtida através de lapidação. Isto assegura uma linha de contato de alta pressão em  torno da posição central do abaulado, que veda prontamente a passagem  de  gases  na  fase  inicial  de  funcionamento  e  facilita  a  formação  de  uma  película adequada  de  óleo  evitando  o  aparecimento  de  escoriação.  O assentamento é gradual impedindo qualquer tendência de um contato do canto superior ou inferior  do  anel  com  o  cilindro. 

 

 Anel  trapezoidal  –  Tipo  K   O  anel  trapezoidal  tem  as  faces  laterais  inclinadas na direção do diâmetro  interno do  anel.  As canaletas do pistão precisam ter também suas faces inclinadas com um ângulo igual ao do anel, porém, com pequena variação na tolerância. Esta construção possibilita que exista uma variação contínua da folga entre as laterais do anel e da canaleta do pistão. Este anel é usado principalmente  em  motores  de  avião  e  diesel.  

  Anel  semi‐trapezoidal  –  Tipo  H  O anel  semi‐trapezoidal  tem  somente  sua  lateral  superior  inclinada em direção ao diâmetro interno  do  anel.  A  ação  destes  anéis  é  similar  à  dos  anéis  trapezoidais,  porém,  com menor  capacidade  de quebra  dos  depósitos  e  melhor  controle  de  óleo  e  vedação  à  passagem  de  gases  em comparação  com  os  trapezoidais. 

 

 

 

Tipos de anéis de óleo Anéis de óleo comum tipos W, WA ou WB

É um anel de uma única peça, com força própria, que pode apresentar vários formatos,visando modificar (diminuir) as áreas das faces de trabalho e com isso, conseguir maiores pressões de contato e melhor capacidade de raspagem de

óleo. Tipo W, WA e WB Anel de óleo com mola plana – Tipo XW É basicamente um anel do tipo W dotado de uma mola expansora plana que proporciona

uma pressão de contato ainda mais alta do que a encontrada nos anéis W normais.

Tipos XW

Anel de óleo com mola helicoidal – Tipos 86, 87 ou 88 É um anel composto por um elemento externo de ferro fundido, com espessura radial suficientemente fina para permitir a máxima adaptação à forma do cilindro e um elemento interno que é uma mola expansora helicoidal cilíndrica que atua em um canal existente na face interna do anel. Este canal de alojamento da mola pode ser semicircular ou em forma de V. O canal em forma de V evita que os cantos das fendas de passagem de óleo danifiquem a mola e ainda proporciona dois pontos de apoio, diminuindo o atrito entre as peças. A mola é confeccionada em aço de alta resistência à temperatura e pode apresentar-se externamente retificada e com o passo das espirais diferenciado na região da folga do anel, para diminuir os desgaste entre as partes. Quando este conjunto é montado no diâmetro do cilindro, a mola exerce uma pressão radial uniforme do anel, forçando-o a conformar-se à parede do cilindro, mesmo que esta esteja levemente ovalizada. É, portanto, um anel que pode manter uma alta pressão de contato, elevada conformabilidade, provendo um ótimo controle de óleo.

Tipos 86, 87 e 88

Anel de óleo de múltiplas peças – Tipo CGX Este é um anel de óleo de quatro componentes, compreendendo dois segmentos de aço cromados, um separador de ferro fundido e uma mola plana expansora que, quando montada no diâmetro do cilindro, apóia-se no fundo da canaleta do pistão, forçando os segmentos serem independentes, apresenta uma boa conformabilidade.

Tipo CGX Anel de óleo de múltiplas peças – Tipo C9 (990) É um anel de três componentes, compreendendo dois segmentos de aço e uma peça frexivel de aço inoxidável de alta resistência que serve para separar os segmentos e força-los contra as paredes do cilindro e contra as laterais da canaleta do pistão. Este conjunto, quando montado no diâmetro do cilindro, apresenta uma elevada pressão de contato e uma excelente conformabilidade, o que lhe proporciona uma eficiente vedação junto as laterais da canaleta do pistão. Esta vedação é bastante útil para o controle de óleo, no caso de alto vácuo na câmara de combustão.

Tipo C9 (990)

Materiais  para  anéis  de  pistão  Metal  base  Alem dos  formatos e perfis especiais, os anéis  são produzidos  com materiais especiais para cada  tipo  de  aplicação.  Quando selecionamos o material  (metal base) para um anel, os seguintes  fatores devem ser considerados:  ‐  deve  ter  boas  condições  de  trabalho  tanto  com  lubrificação  adequada  como  inadequada. ‐  Deve  ter  boas  propriedades  elásticas,  principalmente  em  altas  temperaturas. ‐  Deve  ser  bom  condutor  de  calor. ‐  Deve  ter  uma  boa  resistência  à  quebra  por  fadiga.  O metal base mais comumente utilizado é o ferro fundido cinzento mas, dependendo do caso, em função de exigências especificas de determinadas aplicações, são também utilizados ferro fundidos  nodulares,  ferros  fundidos  de  alto  teor  de  liga  e  aços.  Tratamentos  Superficiais  Os  tratamentos  superficiais melhoram as condições de assentamento dos anéis no  inicio de funcionamento  dos  motores  e  dão  uma  maior  proteção  contra  a  corrosão.  Tipos  de  tratamentos  superficiais:  1  –  Fosforização:  Através  de  um  banho  químico,  a  superfície  do  anel  envolvida  por  uma camada  de  cristais  de  fosfato  de  manganês. Esta  camada  se  desgasta  mais  facilmente  que  o  material  do  anel,  proporcionando  um assentamento mais  rápido  e,  como  a mesma  é  porosa,  retêm  óleo  lubrificante  evitando  a escoriação  no  início  de  funcionamento. O  anel  fosfatizado  apresenta‐se  com  uma  coloração  escura.  2  –  Ferroxidação:  Pelo  aquecimento  dos  anéis  em  atmosfera  úmida,  há  uma  oxidação controlada da superfície do anel,  formando um óxido de  ferro de aparência cinza‐azulada. O oxido de ferro sendo extremamente duro, proporciona um assentamento rápido nas primeiras horas  de  funcionamento,  sem  perigo  de  escoriação.  3 – Estanhagem: Por uma eletrodeposição metálica, a  superfície do anel  somente a  fece de trabalho  é  envolvida  por  uma  camada  de  estanho  que  tem  propriedades  lubrificantes  que auxiliam  no  início  de  funcionamento.  Cobertura  ou  revestimento  Além dos tratamentos superficiais, para aumentar a durabilidade dos anéis e dos cilindros, as 

superfícies  de  trabalho  dos  anéis  também  podem  ser  protegidas  com  camadas  de material resistente  ao  desgaste  e  ao  calor.  Os  tipos  de  revestimentos  utilizados  são:  Camada  de  cromo  Uma  camada de  cromo eletrodepositada na  superfície de  trabalho do anel  confere‐lhe uma excelente  resistência  ao  desgaste,  bem  como  uma  boa  resistência  a  escoriações.  Apresenta  as  seguintes  propriedades:  ‐  alta  dureza. ‐  alto  ponto  de  fusão  (aproximadamente  1800°C). ‐  boa  condutividade  térmica  e  boa  resistência  à  corrosão. ‐  Baixo  coeficiente  de  atrito  com  o  ferro  fundido  utilizado  na  fabricação  de  camisas.  As superfícies dos anéis cromados são lapidadas de modo a apresentar‐se totalmente lisas ou com  pequenas  ranhuras.  Em geral utiliza‐se o cromo nos anéis de 1ª canaleta, que é a mais solicitada, e também nos anéis  de  óleo  devido  as  suas  elevadas  pressões  contra  as  paredes  dos  cilindros.  Quando o motor esta sujeito a muita poeira e partículas abrasivas, todo o conjunto de anéis deve  ser  cromado.  A resistência ao desgaste de um anel cromado é três vezes maior do que um anel sem cromo e pode diminuir o desgaste do cilindro em 50%. 

 

Camada  de  molibdênio  O  molibdênio  metalizado  por  chama  ou  plasma  sobre  a  superfície  de  trabalho  do  anel, confere‐lhe  uma  excelente  resistência  ao  engripamento.  Esta propriedade advém do  seu elevado ponto de  fusão  (2.620  °C), de  sua porosidade e da eficiente  condição de  lubrificação do molibdênio quando da quebra da película  lubrificante.  

  Enchimento  de  ferrox  O  enchimento  de  ferrox  é  um  processo  de  colocação  de  uma mistura  de  oxido  de  ferro  e silicato  de  sódio  em  uma  ou mais  canaletas  previamente  preparadas  sobre  a  superfície  de trabalho do anel. Esta mistura é dura e porosa, facilitando as condições de essentamento dos anéis  e  proporcionando  uma  boa  resistência  à  escoriações.  

 Fabricação  de  anéis A fabricação de anéis é um processo altamente especializado que envolve técnicas e cuidados especiais  já a partir de sua  fundição. Entre as mais modernas  técnicas de  fundição de anéis, encontram‐se  as: ‐  Fundição  estática  (individual  ou  dupla) ‐  Fundição  centrifugada.  Fundição  estática O  processo  de  fundição  estática  dos  anéis,  inicia‐se  em  maquinas  denominadas  de “moldadeiras”, onde são produzidos moldes em areia “verde”, que apresentam em uma das faces a  impressão de um ou mais anéis e na outra uma  superfície  lisa, além de um orifício central. 

  Esses moldes  são  empilhados  um  sobre  o  outro  de modo  que  o  ferro  fundido  liquefeito  é despejado através do orifício central do primeiro molde, ele se distribui por todos os moldes e preenche  as  impressões  na  areia,  formando  os  anéis.  

 Em  seguida  ao  vazamento  do  ferro  liquefeito,  aguarda‐se  os  anéis  esfriarem,  e  a  areia  é retirada por meio de vibradores,  tendo‐se então o que  se chama de uma “árvore de anéis”   

 As  operações  seguintes  são  a  retirada  dos  anéis  da  árvore  (individualmente),  a  limpeza  da areia  e  a  rebarbação.  Obs.: No caso de fundição individual, os anéis, após limpos e rebarbados, seguem diretamente para  a  primeira  operação  de  usinagem  que  é  a  retificação  das  faces  laterais.  Quando  se  trata  de  fundição  dupla,  antes  de  seguirem  para  esta  operação,  os  anéis  são cortados ao meio, ao longo de seu diâmetro, dando origem a dois anéis individuais. 

 

Fundição  Centrifugada  Este  processo  de  fundição  é  utilizado  para  anéis  que  suportam  grandes  esforços  em funcionamento,  e  que,  portanto,  necessitam  de materiais  especiais  em  sua  composição. O metal  fundido  é  despejado  em  coquilhas  que  giram  em  alta  velocidade,  centrifugando‐o  e dando‐lhe  formato  tubular.  

 Fundição  centrifugada 

 

 Tubos  de  material  especial  Depois que o material  se  solidificou, a coquilha para de girar e os  tubos, assim obtidos,  são retirados  e  postos  a  resfriar.  Em seguida, os tubos passam por uma operação de corte onde são divididos em vários anéis individuais.  Um anel  individual,  logo após cortado em um desses  tubos, apresenta uma espessura  radial bastante  larga,  bem  superior  à  sua  medida  final.  Isso  é  feito  para  garantir  que  o  anel  tenha  material  suficiente  para  ser  retirado  no torneamento  de  forma,  onde  lhe  será  dada  a  forma  especial,  ligeiramente  ovalada, responsável  pelas  principais  características  de  funcionamento  do  anel.  Retificação  das  laterais   A operação seguinte, tanto para os anéis obtidos a partir de fundição dupla ou centrifugada, é a  retificação das  faces  laterais que é  feita em primeiro  lugar, pois, a maioria das operações seguintes  é  realizada  com  os  anéis  colocados  um  ao  lado  do  outro,  formando  pilhas.  São necessários  vários  passes  através  da  retífica  para  conseguir‐se  um  bom  acabamento  das laterais (da ordem de 0,40 um Ra), um alto gral de planicidade e tolerância da ordem de 0,012 mm,  essenciais  para  um  bom  desempenho  dos  anéis.  

 Retificação  das  laterais  Torneamento  de  forma  A próxima operação é um  torneamento especial do diâmetro externo do anel,  chamado de “torneamento de  forma”, onde os anéis  são  colocados  lado a  lado,  formando um  “pacote”, preso  por  um  mandril.  Esta é a mais importante e uma das principais operações do processo de fabricação de anéis, pois, é onde é dada a forma especial que vai determinar a disfunção de pressões ao longo do anel  e  lhe  dar  as  melhores  características  de  funcionamento.  Essa forma especial, que não é circular mas, ligeiramente ovalada, é previamente definida para cada  tipo de aplicação do anel,  já no seu projeto e é obtida no  torno com o auxílio de uma ferramenta  de  corte  que  ao  invés  de  ser  fixa,  oscila  acompanhado  um  came. 

 Torneamento  de  forma 

 

 Anel após o torneamento de forma 

 

Corte  da  abertura  livre  Em  seguida, passa‐se ao  corte da abertura  livre do anel que é obtida pela  fresagem de um pedaço  do  anel  enquanto  ainda  montado  no  mandril. 

 Corte  da  abertura  livre.  

 Um  anel  após  o  corte  da  abertura  livre.  Observação  importante   Dependendo de forma dada ao anel nesta fase, quando o mesmo for instalado em um cilindro, a distribuição de pressões ao  longo de sua circunferência poderá ser um  forma de maçã, ou em  forma  de  pêra,  ou  seja,  com  menor  ou  maior  pressão  na  região  das  pontas, respectivamente.  

 Distribuição  de  pressão  em  forma  de  “maça”  

 Distribuição  de  pressão  em  forma  de  “pêra”    Operações  complementares  No  caso  de  anéis  [Tipo  P],  após  o  corte  da  abertura  livre,  a  seqüência  de  operações  é  a seguinte:  ‐ Mandrilamento do diâmetro  interno, para  conseguir‐se um espessura  radial uniforme em toda  a  circunferência  do  anel. ‐ Mandrilamento acabado do diâmetro externo, para  conferir ao anel as dimensões exatas que  garantem  um  perfeito  controle  do  óleo  e  da  passagem  de  gás. ‐ Topejamento, que é um  a  retificação da  região entre pontas do  anel para  garantir que o mesmo  venha  a  apresentar  uma  folga  exata  quando  instalado  no  cilindro. ‐  Tratamento  superficial. ‐  Marcação. ‐  Inspeção  final. ‐  Oleamento  e  empacotamento. ‐  Encaminhamento  ao  estoque  de  produtos  acabados.  Outras  Operações   Já no caso da produção de outros tipos de anéis (mais complexos), até chegar‐se ao produto final, muitas outras operações são necessárias, podendo, em alguns casos, ultrapassar  trinta 

diferentes  estágios.  São  esses  operações,  tais  como:  usinagem  de  canais  e  fendas  em  anéis  de  óleo,  chanfros, rebaixos,  tratamentos  superficiais,  aplicação  de  revestimentos,  retificações  de  perfis  e  a lapidação  de  anéis  cromados  que  irão  definir  os  diversos  tipos  de  anéis.  Como  exemplo  dessas  operações  podemos  destacar  a  cromação  de  anéis  com  os  anéis agrupados em grandes “arvores” e submetidos a banhos químicos para a eletrodeposição de cromo  e  a  lapidação  de  anéis  cromados  onde  os  anéis  são  agrupados  e  introduzidos  em camisas  especiais  onde  a  camada  de  cromo  é  submetida  a  um  pré‐assentamento  que  irá facilitar o amaciamento do motor e, ao mesmo tempo, conferir ao anel um perfil abaulado, do Tipo  E.  

 Árvore  de  anéis  cromados.  

 Lapidação de anéis cromados