Motores de combustão interna – Camisas de cilindro refrigeradas de ar (aletadas)-161012

ABNT/CB05 PROJETO 05:102.01-026

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Motores de combusto interna - Camisas de cilindro refrigeradas a ar (aletadas)

APRESENTAO 1) Este Projeto foi elaborado pela Comisso de Estudo de Motor de Combusto Interna (CE-05:102.01) do Comit Brasileiro Automotivo (ABNT/CB05), nas reunies de:

2) No tem valor normativo; 3) Aqueles que tiverem conhecimento de qualquer direito de patente devem apresentar esta informao em seus comentrios, com documentao comprobatria;

4) Este Projeto de Norma ser diagramado conforme as regras de editorao da ABNT quando de sua publicao como Norma Brasileira.

5) Tomaram parte na elaborao deste Projeto: Participante Representante

ABNT/CB-05 Elbe Conceio BRUBON SULOY Silvio Morganti KSPG Paulo Srgio Ascencio KSPG Joaquim Fontenelle MAHLE METAL LEVE S.A. Fbio Araujo MAHLE METAL LEVE S.A. Pedro Gioia MAHLE METAL LEVE S.A. Roberto Yoshiyuki Hojo RIOSULENSE Luiz Amrico Soares VGONALVES CONSULTORIA Victor Gonalves

09.08.2011 13.09.2011 18.10.2011

18.01.2012 23.03.2012 16.05.2012

20.06.2012 22.08.2012


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Camisas de cilindro refrigeradas a ar (aletadas) para motores de combusto interna montadas no bloco do motor Air cooled cylinder liners (finned) for internal combustion engines assembled in the block

Prefcio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Foro Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais (ABNT/CEE), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros). Os documentos Tcnicos ABNT so elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2.

O Escopo desta Norma Brasileira em ingls o seguinte:

Scope This Standard defines the specifications of air cooled cylinder liners (finned) for internal combustion engines, with material specifications, geometric tolerances and visual defects.

Introduo Este PN 05:102.01-026 trata de camisas para motores de combusto interna com refrigerao a ar.

1 Escopo Esta Norma define as especificaes de camisas refrigeradas a ar (aletadas) para motores de combusto interna com as especificaes de materiais, tolerncias geomtricas e defeitos visuais.

2 Referncias normativas Os documentos relacionados a seguir so indispensveis aplicao deste documento. Para referncias datadas, aplicam-se somente as edies citadas. Para referncias no datadas, aplicam-se as edies mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR ISO 6892, Materiais metlicos Ensaio de trao a temperatura ambiente

ABNT NBR NM ISO 6506-1, Materiais metlicos Ensaio de dureza Brinell Parte 1: Mtodo de ensaio (ISO 6506-1: 2005, IDT)

ABNT NBR 6409, Tolerncias geomtricas Tolerncias de forma, orientao, posio e batimento Generalidades, smbolos, definio e indicadores em desenho

ISO 286-1, Geometrical product specifications (GPS) -- ISO code system for tolerances on linear sizes -- Part 2: Tables of standard tolerance classes and limit deviations for holes and shafts


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ISO 286-2, Geometrical product specifications (GPS) -- ISO code system for tolerances on linear sizes-- Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits

ASTM-E8/E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials

ASTM-E10, Standard test method for Brinell hardness of metallic materials

European Directive 2000/53/EC, of the European parliament and of the council of 18 September 2000 on end-of life vehicles

3 Termo e definio Para os efeitos deste documento, aplica-se o seguinte termo e definio.

3.1 Camisa de cilindro aletada pea auxiliar com aletas externas de refrigerao a ar sendo o dimetro interno um cilindro com superfcie brunida e rugosidade controlada.

3.1.1 Fabricada totalmente em ferro fundido

3.1.2 Fabricada externamente em aluminio e internamente em ferro fundido.

4 Requisitos funcionais Tem como funo principal guiar linearmente o conjunto pisto e anis durante o ciclo garantindo a compresso e as foras oriundas da combusto.

4.1 Vocabulrio e Terminologia

Esta subseo tem como objetivo estabelecer o vocabulrio para as diversas regies da camisa. 4.1.1 Elementos de referncia dos tipos de camisas abrangidos nesta Norma, conforme

Figura 1.

Figura 1 Posio dos elementos de referncia


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Legenda a dimetro interno superfcie funcional da camisa b dimetro externo encaixe no bloco c encaixe/guia superior encaixe no cabeote d superfcie de contato da junta do cabeote

4.1.2 Brunimento Operao de usinagem do dimetro interno que proporciona ao cilindro um acabamento final uniforme, com ngulo de brunimento e rugosidade controlados. NOTA Uma de suas funes reter o leo lubrificante garantindo uma pelcula mnima de leo entre os anis e a camisa.

4.1.2.1 ngulo do brunimento ngulos formados pelo cruzamento dos sulcos originados pelas mquinas brunidoras no dimetro interno da camisa conforme Figura 2. NOTA Suas principais funes so auxiliar na rotao dos anis e reter leo lubrificante em toda a superfcie interna da camisa.

Figura 2 ngulo do brunimento 4.1.3 Aletas Aletas so superfcies estendidas ao redor da camisa ou do bloco com o objetivo de aumentar a rea de transferncia de calor facilitando assim sua dissipao. Vide Figura 3.


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Figura 3 Aletas

5 Especificaes de materiais 5.1 Composio qumica para camisas de cilindro para motores de combusto interna Esta subseo trata das especificaes permitidas de materiais para fabricao de camisas de cilindro e suas composies qumicas, conforme descrito na Tabela 1.


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Tabela 1 - Composio qumica dos materiais para camisas de cilindro aletadas em porcentagem %

Tipo Liga C Si Mn P S Cr Cu Mg Sn Ni B Ti Zn Al Fe

Camisas conforme 3.1.1

1 2,80 3,80 1,50 2,50 0,55 0,90 0,40 0,80 0,12 mx. 0,20 mx. 0,85 mx. 0,60 mx. Balano

2 2,80 3,40 1,80 2,40 0,60 0,90 0,20 0,30 0,12 mx. 0,03 0,05 Balano

3 2,90 3,50 1,80 2,40 0,60 1,00 0,50 mx 0,10 mx 0,30 mx 0,20 mx 0,15 mx 0,20 mx Balano

4 3,00 3,50 1,80 2,60 0,30 0,70 0,20 - 0,50 0,12 mx 0,20 0,50 0,50 mx Balano

5 3,00 3,60 1,50 2,20 0,30 1,00 0,05 0,60 0,10 mx 0,50 mx 0,50 mx 0,50 mx 0,50 mx Balano

6 2,70 3,50 1,80 2,30 0,30 0,70 0,10 0,35 0,08 mx. 0,20 0,60 0,40 0,90 Balano

7 2,80 3,30 1,80 2,50 0,60 0,80 0,50 0,80 0,10 mx. 0,80 mx. 0,03 0,10 Balano

Camisas conforme 3.1.2

8 Interno 2,80 3,40 1,80 2,40 0,60 0,90 0,20 0,30 0,12 mx. 0,03 0,05 Balano

9 Externo 9,60 12,0 0,50 mx. 1,50 3,50 0,30 mx. 0,30 mx. 0,50 mx. 1,0 mx. Balano 1,30 mx.

10 Externo 9,60 12,0 0,50 mx. - 1,50 3,50 0,30 mx. 0,30 mx. 0,50 mx. 3,0 a 3,50 Balano 1,30 mx.

NOTA A liga 8 poder ser usada indistintamente com as ligas 9 ou 10.


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5.2 Propriedades mecnicas - (Dureza e trao) Esta subseo especifica os valores permitidos de dureza (Brinell HB30) e resistncia a trao (MPa) para cada uma das ligas usadas em camisas de cilindro, com objetivo de assegurar os requisitos de segurana, durabilidade e atendimento da legislao ambiental, conforme Tabela 2.

Tabela 2 - Especificao das propriedades mecnicas em camisas de cilindro Liga Dureza (HB30) Trao (MPa)

1 190 - 280 320 min. 2 190 - 240 200 min. 3 200 - 240 250 min. 4 210 - 280 230 min. 5 200 - 280 240 - 280 6 210 - 280 240 min. 7 230 - 270 300 min

8 Interno 190 - 240 200 min. 9 Externo 90 - 150 170 min. 10 Externo 90 - 150 170 min.

O procedimento de ensaio de trao deve seguir a ASTM E8/E8M e preferencialmente retirar corpo de prova da camisa, alm das diretrizes da ABNT NBR 6892. Caso no seja possvel retirar corpo de prova da camisa, este deve ser retirado do bruto.

5.3 Microestrutura Esta subseo especifica as microestruturas que compe cada uma das ligas usadas em camisas de cilindro, conforme Tabela 3.

Tabela 3 - Especificao das microestruturas das ligas para camisas de cilindro

Liga Microestrutura

1 Perltica com 10% mx. de Ferrita livre e 5% mx. de Carbonetos livres, Esteadita distribuda em rede


3 Perlitica ( mx adm. de ferrita = 5% )




7 Perltica (mx. 5% ferrita) com rede esteadita proporcional ao teor de fsforo. Deve ser isenta de ledeburita

8 Interno Perltica com mximo 7% de Cementita e mximo 14% de Ledeburita. Mximo 5% de Ferrita livre

9 Externo Hipo-euttico aluminio silicio

10 Externo Hipo-euttico aluminio silicio


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5.4 Grafitizao

Esta subseo especifica as grafitizaes presentes em cada uma das ligas utilizadas, conforme Tabela 4.

Tabela 4 - Especificao de grafitizao das ligas para camisas de cilindro

Liga Grafitizao

1 Tipos A e B predominantes, tamanho 4 a 8 conforme ISO 945

2 Tipos A e B predominantes, tamanho 4 a 8 conforme ISO 945

3 Tipos do gro A e B gros tamanhos 4 a 6

4 Tipos do gro A, B e D gros tamanhos 4 a 7

5 Tipos do gro A ( B admissvel ) gros tamanhos 5 a 7 6 Predominantemente ASTM A-247 tipos de A e D. Tamanho 4 a 8.

7 Predominantemente ASTM A-247 tipos de A e D. Tamanho 4 a 8.

8 Interno Tipos A, B e D predominantes, tamanho 1 a 4.

9 Externo No aplicvel

10 Externo No aplicvel


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5.5 Critrios de avaliao de caractersticas superficiais devido ao processo de fabricao

Esta Norma deve ser utilizada na avaliao visual para determinar as caractersticas superficiais permissveis em camisas de cilindro, conforme ilustrado na Tabela 5. Os tamanhos e quantidades destas caractersticas esto em funo das diversas regies da camisa conforme Figura 4. Os valores limites de aceitao so descritos nas Tabelas 6, 7, 8 e 9 e representados nas Figuras 5 e 6.

5.5.1 Caractersticas superficiais permissveis em camisas de cilindro aletadas

Tabela 5 - Caractersticas superficiais devido ao processo de fabricao permissveis em camisas de cilindro aletadas

Descrio Avaliao visual Batidas Deformaes provocadas por impactos durante o processo de fabricao, exceto nas regies de:

Dimetro interno

Regies de encaixe/guia e vedao

Porosidade (dimetro interno) Poros finos bem distribudos geralmente em grande quantidade.

Trincas Trincas geradas por esforos mecnicos ou trmicos.


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Amassados Deformaes e marcas de batidas nas regies das aletas de refrigerao provocadas por batidas.

Rebarbas Rebarbas salientes nas regies de encaixe do molde e nas extremidades das aletas.

Quebra de uma aleta Quebra de uma aleta de refrigerao provocadas por batidas.


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5.5.2 Parmetros de aceitao para caractersticas superficiais devido ao processo de fabricao

Figura 4 Regies da camisa Legenda

I dimetro interno area de trabalho dos anis II dimetro interno demais reas III aletas IV areas de encaixe/guia V superfcies de vedao - assentamento da junta

5.5.2.1 Porosidade Esta subseo especifica os parmetros de aceitao de porosidades em camisas de cilindro aletadas

Tabela 6 - Quantidade mxima permissvel de poros em camisas de cilindro aletadas

Regio Tamanho (mm)

0,5 0,5 < X 1,0 I Isento Isento II 3 2 III NA NA IV 3 2 V Isento Isento


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5.5.2.2 Quebra ou trinca de aleta Esta subseo especifica os parmetros mximos de quebras ou trincas permissveis em camisas de cilindro aletadas

Tabela 7 - Parmetros mximos permissveis em camisas de cilindro aletadas

Regio Largura Mx (mm) Profundidade Mx. (mm) Quantidade III 25 mx. 5 mx. 1

NOTA Em uma nica aleta. As demais regies da camisa devero estar isentas de quebras e trincas .

Figura 5 Aleta quebrada

5.5.2.3 Amassados Esta subseo especifica os parmetros mximos de amassados permissveis em camisas de cilindro aletadas

Tabela 8 - Parmetros mximos de amassados permissveis em camisas de cilindro aletadas

Regio Valor permissvel III Amassamento de uma aleta at no mximo 1,0 mm, conforme

NOTA: As demais regies da camisa devero estar isentas de amassados

Figura 6 Aleta amassada


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5.5.2.4 Rebarbas Esta subseo especifica os parmetros mximos de rebarbas permissveis em camisas de cilindro aletadas.

Tabela 9 - Parmetros de aceitao para rebarbas

Localizao Altura mx. (mm) Fechamento do molde 1,0

NOTA: Nas extremidades das aletas so permitidas rebarbas desde que no haja risco de ferimentos atravs do contato


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6 Especificaes dimensionais Esta subseo especifica tolerncias de forma, posio e orientao e valores dimensionais para ngulos de brunimento e rugosidades para camisas de cilindro aletadas.

6.1 Tolerncias Geomtricas 6.1.1 Dimensionamento de forma, posio e orientao em camisas aletadas conforme Figura 7 e Tabela 10.

Figura 7 Desenho representativo das especificaes dimensionais de uma camisa de cilindro aletada

Tabela 10 - Especificaes de tolerncias para camisas de cilindro aletadas [mm] Tolerncia Referncia Valores (mm)

Cilindricidade (dimetro interno) I 0,020 Circularidade (dimetro interno) II 0,015 Batimento ou perpendicularidade na face de apoio no bloco III 0,050 Paralelismo entre faces de apoio (cabeote e bloco) IV 0,030 Batimento ou perpendicularidade na face da junta V 0,040 Concentricidade no dimetro inferior de encaixe VI 0,30 Concentricidade no dimetro superior de encaixe VII 0,30


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6.2 Especificaes dimensionais de ngulos do brunimento Especificao de ngulos de brunimento da superfcie interna dividida por faixas conforme Tabela 11.

Tabela 11 - Faixas de ngulos para brunimento de camisas de cilindro ngulo Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Faixa 4 Faixa 5 Faixa 6 30 10 40 10 50 10 55 10 60 10 65 10 150 10 140 10 130 10 125 10 120 10 115 10

6.3 Especificaes dimensionais de rugosidade Especificao de rugosidade para o brunimento da superfcie interna dividida por faixas conforme Tabela 12.

Tabela 12 - Faixas de rugosidade na superfcie interna para brunimento (m): Faixa A Faixa B Faixa C Faixa D

Ra 0,63 Ra 0,3 a 0,8 Ra 0,6 a 1,2 Rz 3,0 a 8,0

7 Especificaes para medio (Mtodos de medio) 7.1 Mtodo de medio para Tolerncias geomtricas As especificaes dimensionais da camisa devero seguir as diretrizes das normas ABNT NBR 6409 e das partes 1 e 2 da ISO 286. 7.2 Mtodos de medio para ngulo de brunimento A medio do ngulo do brunimento efetuada pelos processos de medio de Fax Film, revelao por decalque ou por pelcula transparente, conforme descritos a seguir.

7.2.1 Processo de medio por Fax Film Esta subseo especifica o mtodo de medio do ngulo de brunimento por Fax Film

7.2.1.1 Instrumentao (para medio) A aparelhagem para medio a seguinte:

Acetato, espessura de 0,25 mm e largura 30 mm Carto para fixao do acetato Microscpio ptico ou Projetor de perfil Acetona Lpis de cera ou caneta porosa ou grafite Luva tipo cirrgica (ou similar) Conta gotas Desengraxante ou solvente similar Pano Grampeador, tesoura


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7.2.1.2 Procedimento de trabalho

O procedimento do trabalho como descrito a seguir:

a) Limpar cuidadosamente a regio do cilindro a ser avaliada utilizando o pano umedecido em solvente;

b) Cortar o acetato com aproximadamente 20 mm de comprimento; c) Com o cilindro na posio horizontal, aplicar acetona com o conta gotas (uma a duas gotas)

diretamente na regio a ser avaliada, posicionar o acetato e pression-lo levemente com o dedo por aproximadamente 1 minuto, de modo que no se mova, conforme Figura 8.

Figura 8 Aplicao do acetato na superfcie brunida da camisa

NOTA 1: Em blocos de motor, onde no possvel o posicionamento horizontal, aplicar a acetona diretamente no acetato. NOTA 2: A utilizao da luva cirrgica para evitar a interferncia da impresso digital do dedo.

d) Aps a secagem da acetona no acetato, remover cuidadosamente; e) Fixar o acetato no carto e grampear de tal forma que a face copiada fique voltada para a frente do

carto e o lado do topo do cilindro fique para cima.

7.2.1.3 Mtodo de avaliao

Microscpio ptico, leitura com 100x de ampliao (recomendado) ou projetor de perfil 7.2.2 Processo de Medio por Revelao por decalque

Esta subseo especifica o mtodo de medio do ngulo por Revelao por decalque.

7.2.2.1 Instrumentao- Aparelhagem para medio

Fita adesiva translcida Lpis de cera ou caneta porosa ou grafite Luva tipo cirrgica (ou similar) Folha branca Transferidor de ngulos


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O procedimento do trabalho como descrito a seguir:

a) Limpar cuidadosamente a regio do cilindro a ser avaliada removendo excesso de leo ou impurezas;

b) Colar a fita adesiva translcida na superfcie brunida; c) Com auxlio do lpis de cera ou caneta porosa ou grafite, gerar decalque da regio de aplicao; d) Remover e colar fita adesiva translcida em uma folha branca; e) Extrapolar traos das linhas de brunimento; f) Com auxlio da escala graduada, medir ngulo de brunimento.

7.2.2.3 Mtodo de avaliao

Impresso das ranhuras do brunimento no papel branco.

A medio do ngulo feita com o transferidor de ngulos nos sulcos de maior evidncia.

7.2.3 Processo de medio por pelcula transparente

Esta subseo especifica o mtodo de medio do ngulo de brunimento utilizando uma pelcula transparente.

7.2.3.1 Instrumentao

Pelcula plstica transparente fabricada em acetato ou polister Caneta ou marcador de ponta fina utilizada em transparncias de retroprojetor Transferidor de ngulos Esquadro


O procedimento do trabalho como descrito a seguir :

a) Limpar cuidadosamente a regio do cilindro a ser avaliada removendo excesso de leo ou impurezas;

b) Recortar o filme de transparncia na medida adequada ao manuseio e em formato retangular. Dimenses sugeridas: 7 cm x 9 cm

c) Com auxlio da caneta, esquadro e transferidor, traar no recorte do filme as linhas representando o eixo do cilindro, os ngulos de brunimento mximo e mnimo e uma linha perpendicular ao eixo do cilindro para servir de referencia de localizao. Tomar por referncia para os ngulos, a Figura 2 desta norma. A Figura 9 abaixo ilustra o modelo proposto:


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Figura 9 Traagem no filme transparente

d) Posicionar o filme recortado na regio de brunimento do cilindro de forma a comparar o ngulo existente na pea contra o padro traado no filme de transparncia.

e) Comparar o ngulo de brunimento da pea contra o padro traado no filme transparente. 7.2.3.3 Mtodo de avaliao

Comparao do ngulo de brunimento da pea contra o padro traado no filme transparente, conforme Figura 10.

O ngulo de brunimento existente na pea deve estar contido entre o os traos que representam os ngulos mximo e mnimo marcados a caneta no filme transparente.

Figura 10 Avaliao do ngulo de brunimento usando filme transparente

8 Requisitos de rastreabilidade Esta seo tem como objetivo apontar os requisitos mnimos de rastreabilidade da camisa: Na camisa deve constar a identificao do fabricante, o ms e o ano de fabricao da pea, e dever ser marcada de forma indelvel na superfcie externa da camisa.

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