A função da válvula by-pass em circuitos de lubrificação de motores

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

A válvula by-pass é componente mecânico de extrema importância em circuitos de lubrificação de motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T.

Figura 1 – Circuito de lubrificação em motor de combustão interna 4T.

A válvula by-pass

Válvulas by-pass são projetadas com vistas a permitir que o fluxo de óleo lubrificante atinja todos os componentes do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T que necessitem de lubrificação quando do início de operação ou se o filtro de óleo lubrificante sofrer obstrução, podendo a válvula by-pass estar localizada no circuito de lubrificação ou no filtro de óleo lubrificante.

Figuras 2/3 – Válvula by-pass em condição fechada e condição aberta.

Sob condições normais de operação do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T, a válvula by-pass se encontra na condição fechada. Quando a válvula by-pass se abre, o fluxo de óleo lubrificante sem filtração será direcionado aos componentes móveis e fixos que necessitam de lubrificação ( ex. camisas, êmbolos,  casquilhos, árvore  de  manivelas, árvore  de  comando de válvulas, tuchos, varetas, balancins etc.) com vistas  a  evitar  avarias  catastróficas  por  deficiência de lubrificação. A válvula by-pass  se  abrirá quando for atingida a Pressão Diferencial de projeto pré-determinada pelo OEM  do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T.

Figuras 4/5 – A válvula by-pass permite a passagem do óleo sem filtração.

A válvula by-pass operará na condição aberta em 02 situações:

1. QUANDO DO INÍCIO DE REGIME DE OPERAÇÃO ( PARTIDA A FRIO )

Quando do início do regime de operação ( partida a frio ) do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T o óleo lubrificante estará em temperatura bastante inferior à temperatura do regime de serviço e, em face de maior Viscosidade Cinemática, não escoará adequadamente através do meio filtrante do filtro de óleo lubrificante com a fluidez necessária como quando está aquecido à condição normal de operação e com menor Viscosidade Cinemática, portanto.

Neste intervalo de tempo, a Pressão Diferencial através do elemento filtrante se elevará levando à abertura da válvula by-pass. O fechamento da válvula by-pass ocorrerá uma vez que o óleo lubrificante tenha se aquecido suficientemente e diminua a Viscosidade Cinemática do óleo lubrificante  de manera que a Pressão Diferencial através do elemento filtrante decresça a valor abaixo da condição de projeto.

Figuras 6/7 – Início de regime de operação: válvula by-pass aberta.

2. FILTRO DE ÓLEO LUBRIFICANTE OBSTRUÍDO

Os motivos que levam à obstrução do filtro de óleo lubrificante, em geral, são:

Figuras 8/9 – Filtro de óleo lubrificante obstruído: válvula by-pass aberta.

2.1. Óleo lubrificante contaminado ( ingresso de material particulado sólido abrasivo, fuligem oriunda dos gases de blow-by, borra termo-oxidativa, coolant ).

2.2. Intervalos de serviço além dos programados pelas recomendações de manutenção dos OEMs.

Uma vez que o elemento filtrante do filtro de óleo lubrificante fique obstruído a válvula by-pass operará na condição aberta permitindo que óleo lubrificante não filtrado passe a lubrificar os componentes mecânicos em movimento relativo do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T impedindo, por período limitado de tempo, avarias catastróficas em função de deficiência de lubrificação.

Figuras 10/11 – Válvula by-pass aberta: evita avaria catastrófica por período limitado de tempo.

O óleo lubrificante não filtrado que passa através da válvula by-pass aberta está carregado de material particulado sólido abrasivo e, caso o filtro de óleo lubrificante e a carga de óleo lubrificante não sejam substituídos em tempo hábil, haverá desgaste por abrasão em casquilhos, colos de árvore de manivelas, buchas de árvore de comando de válvulas, buchas de pinos de pistões, camisas etc., aumento de folgas dinâmicas e, consequentemente, avaria catastrófica do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T.

A pressão de abertura da válvula by-pass é especificação de projeto em que os fabricantes de filtros de óleo lubrificante atendem às demandas dos OEMs dos motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T.

Efetuando-se a adequada seleção de filtros de óleo lubrificante estaremos proporcionando o melhor com respeito à disponibilidade e à confiabilidade de nossos equipamentos móveis.