RECUPERAÇÃO DE BOMBAS INJETORAS DE LOCOMOTIVAS GE EFI (INJEÇÃO ELETRÔNICA)

Transcrição

1 RECUPERAÇÃO DE BOMBAS INJETORAS DE LOCOMOTIVAS GE EFI (INJEÇÃO ELETRÔNICA)

2 RESUMO Com o início da utilização da frota de locomotivas GE que possui sistema de injeção eletrônica, o setor de manutenção da ferrovia se deparou com uma nova tecnologia de bombas injetoras. Houve então a necessidade do desenvolvimento do processo de diagnóstico e recuperação deste componente, incluindo especificação de ferramentas, parâmetros e equipamentos. Foi atingido melhoria na confiabilidade do componente e redução de custos de manutenção.

3 1 Introdução A ferrovia em questão iniciou a utilização de locomotivas com sistema de injeção eletrônica de combustível em 2003, sendo que em dezembro deste ano existiam 11 locomotivas operando com esta tecnologia (GE C36). Atualmente são 153 locomotivas que utilizam o sistema de injeção eletrônica (GE C36 e GE C44). A figura 1 apresenta o crescimento da frota de locomotivas desta ferrovia que utilizam o sistema EFI Quantidade Ano Figura 1 Frota Locomotivas EFI. A inserção desta nova tecnologia demandou o desenvolvimento do processo de recuperação de componentes até então desconhecidos pela oficina de manutenção pesada de locomotivas. A bomba injetora do sistema de injeção eletrônica é um destes componentes. Tendo em vista o crescimento desta frota e o ciclo de manutenção de bombas injetoras, gerou-se uma demanda de recuperação destes componentes. Esta demanda pode ser visualizada no gráfico da figura 2. Para atender a esta demanda, foi desenvolvido o processo de recuperação deste componente, que é apresentado neste trabalho. Demanda Recuperação Bombas EFI Quantidade Ano Figura 2 Demanda de recuperação de bombas injetoras do sistema EFI.

4 2 Desenvolvimento 2.1 Primeiro Processo de Recuperação O início do desenvolvimento do processo de recuperação da bomba injetora do sistema EFI se baseou fortemente no processo de recuperação deste componente do sistema de injeção mecânico. A ferrovia em questão já tinha desenvolvido um processo consolidado para a recuperação destes componentes do sistema mecânico, possuindo também uma bancada para os testes finais. Foi então desenvolvido o primeiro processo de recuperação, em que a bomba injetora do sistema EFI era desmontada; substituídos componentes avariados, a partir de permuta entre componentes (quebrados, deformados, desgastados, etc.); substituído kit de juntas e também substituído bobinas quando necessário. As bombas injetoras do sistema EFI passaram a ser testadas na bancada de teste das bombas injetoras do sistema mecânico, a partir de uma adaptação realizada. A figura 3 apresenta a bancada de testes utilizada e a adaptação realizada. Figura 3 Bancada de testes de bomba injetora do sistema mecânico adaptada para teste de bombas do sistema EFI. O primeiro processo de recuperação foi realizado até meados de agosto de 2006, quando a partir de análises de falhas, percebeu-se um índice elevado de retrabalhos. Com o incremento da frota e da demanda de recuperação destes componentes, o nível atual de retrabalho não era permissível. Com este novo cenário, foram retomadas as pesquisas para o desenvolvimento de um novo processo de diagnóstico e recuperação, com nível de confiabilidade maior. A figura 4 apresenta os índices de retrabalho mensais neste período. 2.2 Segundo Processo de Recuperação Para o desenvolvimento do novo processo de recuperação das bombas injetoras do sistema EFI, foram verificados alguns pontos críticos do processo de teste até então utilizado. Foi verificado que o circuito elétrico adaptado para a simulação do sinal utilizado para acionamento das bombas injetoras não retratava o sinal real da locomotiva em seus níveis de tensão e corrente. Com isto, não era possível verificar a dosagem de combustível nas situações de trabalho da locomotiva de 1º a 8º ponto. Os sinais gerados pela EGU das locomotivas com o sistema EFI foram medidos, para que se pudesse desenvolver um circuito eletrônico que simulasse de maneira correta o sinal

5 de acionamento das bombas injetoras. Dois registros destes sinais são apresentados na figura 5, no 1º e 8º ponto de aceleração. Retrabalho em Bombas Injetoras EFI 8,0% 7,0% 6,0% Retrabalho (%) 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% 0,0% jan/06 fev/06 mar/06 abr/06 mai/06 jun/06 jul/06 ago/06 set/06 out/06 nov/06 dez/06 jan/07 Meses Figura 4 Retrabalho de bombas injetoras eletrônicas no período de janeiro de 2006 a janeiro de Figura 5 Sinal gerado pela EGU para acionamento da bomba injetora do sistema EFI, no 1º e 8º ponto de aceleração. Verificado a necessidade de alterar o circuito de geração do sinal de acionamento da bomba injetora do sistema EFI, partiu-se também para o desenvolvimento de uma modernização da bancada atual de teste. Isto porque o sistema de acionamento, controle de rotação, indicação de dosagem e contagem de ciclos da bancada estavam degradados. Foi desenvolvida uma especificação técnica para contratação da modernização desta bancada, que englobaria a substituição do sistema de acionamento, utilização de motor de corrente alternada e inversor de frequência, monitoramento de grandezas por sensores (pressões, temperaturas, volumes, etc.), registro dos parâmetros encontrados nos testes em memória e o já citado sinal de acionamento da bomba. Em paralelo ao desenvolvimento da especificação técnica para a modernização da bancada de testes atual, foi verificado a possibilidade de utilização de uma bancada de testes de bombas injetoras de outros tipos de motores diesel. Seria necessário também uma adaptação da bancada de testes, tanto para o sistema de acionamento mecânico quanto para o sinal elétrico. Como que a bancada de testes de bombas injetoras do sistema mecânico já era bastante solicitada pela demanda de recuperação deste componente e também a proximidade dos valores financeiros da modernização da bancada atual e aquisição e adaptação de uma bancada nova, optou-se pela utilização da bancada nova. Tal bancada foi então comprada e a adaptação desenvolvida. A figura 6 mostra a bancada sem e com a adaptação.

6 Figura 6 Bancada de teste de bombas injetoras sem e com adaptação. Outra questão que foi verificada como problema no processo atual de recuperação das bombas injetoras foi a qualificação do conjunto da válvula de controle. Um importante ponto de qualificação para o correto funcionamento da bomba injetora não era verificado: desgastes na superfície de assentamento da válvula. Foi então desenvolvido o serviço de retifica desta superfície, de maneira a manter as tolerâncias dimensionais. 3 Aplicação e Ajustes Realizadas as melhorias de processo descritas na seção 2, foi feita a recuperação de um conjunto de 16 bombas injetoras eletrônicas para aplicação em uma locomotiva e monitoramento dos resultados. A locomotiva apresentou parâmetros de teste dentro dos limites tolerados, sendo o processo aprovado para realização das recuperações. Este processo de recuperação apresentou uma boa melhoria na confiabilidade, porém ainda havia o registro de retrabalhos que poderiam ser evitados. A pesquisa para melhoria do processo de recuperação foi continuada, chegando a alguns novos pontos. Os pontos identificados e implementados no processo de recuperação das bombas injetoras EFI foram: qualificação da bobina e teste de estanqueidade. Quanto a qualificação da bobina, foi verificado que o componente que estava sendo utilizado na reposição de peças com falha não estava com as especificações necessárias para o bom funcionamento da bomba injetora. Foi então implementado medição da impedância das bobinas para eliminação destas. No que se refere ao teste de estanqueidade, o processo de verificação foi desenvolvido de maneira a utilizar uma fonte de tensão para atracar a válvula da bomba e então aplicar uma pressão negativa e monitorar a não existência de queda desta pressão. A figura 7 apresenta os dispositivos implementados para realização destas qualificações.

7 Figura 7 Dispositivos para qualificação da bobina e estanqueidade da bomba injetora do sistema EFI. 4 Resultados A figura 8 apresenta o volume de bombas injetoras do sistema EFI recuperadas pela oficina de recuperação de componentes de 2005 a Neste período de tempo, conforme foi descrito nas seções 2 e 3, houve a evolução do processo de recuperação, buscando a melhoria da confiabilidade das bombas injetoras recuperadas. A melhoria da confiabilidade deste processo de recuperação pode ser medida pelo indicador de retrabalho, que é a porcentagem de componentes que falharam dentro do volume produzido em um dado período. A figura 9 apresenta a evolução do indicador acumulado de retrabalho, desde janeiro de 2006 até o mês de junho de É possível verificar a redução do retrabalho de 6,6% para 0,4%. Volume Recuperação Bombas Injetoras EFI Quantidade Anos Quantidade Recuperada Projeção 2008 Figura 8 Volume de bombas injetoras do sistema EFI recuperadas. Além do resultado de melhoria de confiabilidade apresentado na figura 9, também há o ganho financeiro referente ao desenvolvimento do processo de recuperação. A opção inicial para a recuperação destes componentes, seria junto ao fabricante. O valor de recuperação com o fabricante é de aproximadamente R$ 3.000,00. Já a recuperação desenvolvida tem um custo de R$ 940,00. O ganho financeiro relativo a diferença dos custos de recuperação podem ser calculados pelo

8 volume de componentes recuperados no ano de 2007 e 2008 e são mostrados na figura 10. Retrabalho em Bombas Injetoras EFI 7,0% 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% 0,0% jan/06 fev/06 mar/06 abr/06 mai/06 jun/06 jul/06 ago/06 set/06 out/06 nov/06 dez/06 jan/07 fev/07 mar/07 abr/07 mai/07 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 jul/08 Meses Figura 9 Evolução do indicador de retrabalho de janeiro de 2006 a julho de , ,00 R$ , , , Anos Figura 10 Ganho financeiro relativo a diferença do custo da recuperação no fornecedor e na ferrovia. 5 Conclusões Como um novo processo desenvolvido a partir de novas tecnologias, a recuperação da bomba injetora do sistema de injeção eletrônica demandou várias etapas de melhoria, que foram desenvolvidas conforme se identificava falhas e pesquisava-se soluções para os problemas encontrados. Após o desenvolvimento de todo o processo descrito neste trabalho, a recuperação de bombas injetoras do sistema EFI mostrou viabilidade técnica e econômica. Técnica pois foi verificado conformidade com o funcionamento do sistema e também melhoria na confiabilidade das bombas injetoras recuperadas. Econômica pois, conforme foi dito na seção 4, há uma redução de custos de R$ ,00 em 2007 e ,00 em 2008.

9 Como etapas a serem cumpridas no desenvolvimento da melhoria deste processo, será realizado uma novo projeto para a adaptação mecânica feita na bancada de teste, a fim de aumentar sua vida útil, pois a configuração atual apresentou desgastes. Outra questão a ser melhorada, é a utilização de bicos injetores do próprio sistema de injeção das locomotivas, uma vez que os bicos utilizados atualmente também tendem a ter uma vida útil menor devido ao valor de pressão que trabalha.