INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO MARCELO ANDRÉ DE SOUZA GAEDE

Transcrição

1 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO MARCELO ANDRÉ DE SOUZA GAEDE ÁRVORE DE FALHAS COMO SUBSÍDIO NA IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Rio de Janeiro

2 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA MARCELO ANDRÉ DE SOUZA GAEDE ÁRVORE DE FALHAS COMO SUBSÍDIO NA IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte Ferroviário de Carga Orientador: Prof. Marcelo P. Sucena - D. C. Tutor: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha Rio de Janeiro

3 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA MARCELO ANDRÉ DE SOUZA GAEDE ÁRVORE DE FALHAS COMO SUBSÍDIO NA IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte de Carga Ferroviário do Instituto Militar de Engenharia. Orientador: Prof. Marcelo P. Sucena - D. C. Tutor: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha. Aprovada em de outubro de 2008 pela seguinte Banca Examinadora: Prof. Marcelo P. Sucena - D. C. Prof a Maria Cristina de Fogliatti Sinay PhD. Prof a Vânia Gouveia Barcelos Campos D. C. Rio de Janeiro

4 AGRADECIMENTOS A Deus por me conceder saúde e paz. Aos meus pais e irmãos pelas lições de vida. A Mariana pela compreensão e apoio.. À minha família. A MRS Logística pela oportunidade. Aos colegas de trabalho pelo companheirismo e profissionalismo. Aos colegas de curso pelos grandes momentos vividos. Ao meu orientador Marcelo Sucena e o meu tutor Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha pelo apoio no desenvolvimento do trabalho. 4

5 SUMÁRIO AGRADECIMENTOS SUMÁRIO LISTA DE ILUSTRAÇÕES LISTA DE TABELAS RESUMO CAPÍTULO 1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS INTRODUÇÃO OBJETIVO JUSTIFICATIVA METODOLOGIA PROPOSTA CAPÍTULO 2 SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS O SISTEMA FERROVIÁRIO LOCOMOTIVAS MOTOR DIESEL E SISTEMA DE COMBUSTÍVEL GOVERNADOR SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO SISTEMA ELÉTRICO SISTEMA PNEUMÁTICO TRUQUES CAPÍTULO 3 A ATIVIDADE MANUTENÇÃO IMPORTÂNCIA DA MANUTENÇÃO NO TRANSPORTE FERROVIÁRIO DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO E SUA EVOLUÇÃO DEFINIÇÃO DE CONFIABILIDADE, DISPONIBILIDADE E SEGURANÇA CONFIABILIDADE DISPONIBILIDADE SEGURANÇA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE

6 3.5 ÁRVORE DE FALHAS CAPÍTULO 4 ESTUDO DE CASO LOCAL DO ESTUDO DE CASO ANÁLISE DOS DADOS ESCOLHA DO COMPONENTE TURBO ALIMENTADOR GM CONJUNTO CAVILHADO DO TURBO SEÇÃO DAS ENGRENAGENS DE ACIONAMENTO SEÇÃO DO COMPRESSOR ROTOR OU CONJUNTO ROTATIVO SEÇÃO DA TURBINA CONJUNTO DA EMBREAGEM DE SOBREVELOCIDADE SINOPSE DO FUNCIONAMENTO DO TURBO ALIMENTADOR GM O LOCAL DA APLICAÇÃO: OFICINA DE RECUPERAÇÀO DE COMPONENTES DE LOCOMOTIVAS O OBJETO DO ESTUDO DE CASO: LOCOMOTIVAS SD40-2 E SD ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 01: Principais componentes de uma locomotiva SD40-2. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 02: Ciclo de trabalho de um motor diesel dois tempos. Fonte: BORBA (2008) Figura 03: Lavagem do cilindro. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 04: Compressão do ar dentro do cilindro. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 05: Tempo motor. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 06: Exaustão dos gases queimados. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 07: Funcionamento de um motor dois tempos turboalimentado. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 08: Ciclo de trabalho de um motor diesel quatro tempos. Fonte: BORBA (2008) Figura 09: Ciclos de um motor quatro tempos. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 10: Sistema de Combustível do motor GM. Fonte: BORBA (2008) Figura 11: Governador do motor diesel GM. Fonte: Manual GM Figura 12: Dispositivo de velocidade do motor diesel GM. Fonte: KITAMURA (2208) Figura 13: Sistema de admissão de ar da locomotiva SD40. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 14: Desenho esquemático do caminho percorrido pelo ar em um motor turbo alimentado. Fonte: BORBA (2008) Figura 15: Sistema de Lubrificação. Fonte: BORBA (2008) Figura 16: Sistema de Lubrificação do turbo alimentador. Fonte: BORBA (2008) Figura 17: Sistema de Refrigeração de uma locomotiva GM. Fonte: KITAMURA (2006) Figura 18: Alternador de uma locomotiva GM. Fonte: Manual GM Figura 19: Modelo de motor de tração GM. Fonte: Manual GM Figura 20: Gerador Auxiliar de uma locomotiva GM. Fonte: Manual GM Figura 21: Grade de Resistências de Freio Dinâmico de uma locomotiva. Fonte: Manual GM

8 Figura 22: Compressor refrigerado a ar Figura 23: Estrutura típica de um truque de locomotiva Fonte KITAMURA (2006) Figura 24: Curva da banheira. Fonte: SUCENA (2008) Figura 25: Padrões de falhas nas três gerações. Fonte: SUCENA (2008) Figura 26: Símbolos de eventos da árvore de falhas. Fonte: Análise de Falhas (Aplicação dos Métodos de FMEA FTA) Fonte: HELMAN et al.(1995) Figura 27: Símbolos de portas lógicasda árvore de falhas. Fonte: Análise de Falhas (Aplicação dos Métodos de FMEA FTA) - Fonte: HELMAN et al.(1995) Figura 28: Matriz para determinação dos cortes mínimos. Fonte: SUCENA (2008) Figura 29: Malha Ferroviária da MRS Logística S.A. Fonte: MRS Logística S.A. (2006) Figura 30: Evolução do transporte anual de cargas da MRS e projeção de expansão. Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 31: Produção Ferroviária em Bilhões de TKU. Fonte: ANTF. (2008) Figura 32: Volume transportado Milhões de TU. Fonte: ANTF (2008) Figura 33: Trem Hora Parado Devido a Falhas e Falta de Locomotivas X Meses (setembro de 2007 a agosto de Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 34: Número de Defeitos entre os dias 01/07 e 24/07/08. Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 35: Número de Reboques entre os dias 01/07 e 24/07/08. Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 36: KMED entre os meses de novembro de 2007 e julho de Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 37: MKBF entre os meses de novembro de 2007 e julho de Fonte: MRS Logística S.A. (2008) Figura 38: Retrabalho em turbo alimentadores GM durante os anos de 2007 e Figura 39: Arranjo típico de turbo alimentador. Fonte: Manual GM Figura 40: Vista em corte do turbo alimentador. Fonte: Manual GM Figura 41: Conjunto cavilhado do turbo. Fonte: Manual GM

9 Figura 42: Seção de engrenagens de acionamento. Fonte: Manual GM Figura 43: Seção do compressor. Fonte: Manual GM Figura 44: Rotor ou conjunto rotativo. Fonte: Manual GM Figura 45: Seção da turbina. Fonte: Manual GM Figura 46: Conjunto da embreagem de sobrevelocidade. Fonte: Manual GM Figura 47: Locomotiva SD40-2. Fonte: MRS Logística S.A Figura 48: Detalhe das orelhas de elefante. Fonte: MRS Logística S.A Figura 49: Pareto das falhas do turboalimentador GM ocorridas durantes os anos de 2007 e Figura 50: Diagrama de causa e efeito das falhas do turboalimentador GM ocorridas durantes os anos de 2007 e Figura 51: Árvore de Falhas do turbo alimentador GM para o evento topo vazamento de óleo lubrificante Figura 52: Matriz de determinação dos cortes mínimos da Árvore de Falhas

10 LISTA DE TABELAS Tabela 01: Categoria de vagões e características especiais de cada categoria. Fonte: ABNT Tabela 02: Classificação de vagões de acordo com peso máximo admissível para cada bitola. Fonte: ABNT Tabela 03: Numeração dos vagões. Fonte: ABNT Tabela 04: Regionais as quais os vagões pertenciam. Fonte: ABNT Tabela 05: Levantamento das falhas do turboalimentador GM ocorridas durantes os anos de 2007 e

11 RESUMO O modal ferroviário no Brasil, nos últimos anos, tem apresentado um grande crescimento em volume de transporte de cargas. A tendência deste crescimento é se manter para os próximos anos. E para atender tal demanda faz-se necessário que as ferrovias estejam preparadas no que tangem os seus processos e grupos de ativos. A Manutenção dos Ativos tem um papel fundamental no cenário de crescimento da demanda, principalmente, no que está relacionado à qualidade da manutenção, já que ela está diretamente ligada às questões de segurança, confiabilidade e disponibilidade dos grupos de ativos. Objetivando isto, pode-se utilizar a Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC), pois é uma metodologia voltada para maximização da confiabilidade e segurança operacional, por intermédio de planejamento sistêmico e com foco na função do sistema, além da possibilidade de minimização dos custos e impactos ambientais. A MCC propõe intervenções baseadas na condição do equipamento, ao invés de intervenções baseadas no tempo de operação do mesmo. A MCC pode utilizar diversas ferramentas para auxiliar o seu desenvolvimento, dentre elas destacam-se a Análise da Árvore de Falhas (FTA Fault Tree Analysis), Análise dos Modos e Efeitos de Falhas (FMEA Failure Modes and Effect Analysis) e Análise dos Modos, dos Efeitos e da Criticidade das Falhas (FMECA Failure Modes, Effects and Criticality Analysis). Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a análise de utilização da técnica Árvore de Falhas como subsídio para implementação da MCC na MRS. Pretende-se ainda avaliar este processo, sob os aspectos pertinentes à restauração dos componentes mecânicos da Oficina de Recuperação de Componentes de Locomotivas. 11

12 CAPÍTULO 1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS INTRODUÇÃO O sistema ferroviário brasileiro, desde a primeira ferrovia inaugurada em 1852 por Barão de Mauá, passa por constantes modificações institucionais. Por exemplo, CAIXETA-FILHO et al. (2001) registra três ciclos distintos do sistema ferroviário brasileiro: Primeiro Ciclo: início, no final do século XIX, com a instalação das primeiras ferrovias financiadas pelo capital privado inglês e mediante concessões do governo; Segundo Ciclo: caracterizou-se pelo processo de nacionalização das ferrovias. Para se ter uma idéia, em 1929 o Estado detinha 67% das companhias ferroviárias brasileiras e era responsável pela administração de 41% da rede; Terceiro Ciclo: o estágio atual em que se encontram as ferrovias brasileiras após o processo de desestatização da Rede Ferroviária Federal S.A (RFFSA). O processo de desestatização do setor ferroviário foi iniciado com a inclusão da RFFSA no Plano Nacional de Desestatização (PND). Em princípio, os principais objetivos da desestatização do sistema ferroviário eram: Desonerar o Estado: a RFFSA apresentava déficit operacional de cerca de R$ ,00 que eram cobertos com recursos do Tesouro Nacional; Melhorar a alocação de recursos já que os atrasos sistemáticos no atendimento aos compromissos eram constantes e a frota de ativos operacionais estava em processo continuado de degradação; Aumentar a eficiência operacional ante um cenário de incapacidade de investimento; Fomentar o desenvolvimento do mercado de transportes: a legislação vigente, na época, para as empresas estatais era um entrave à agilidade e a uma política comercial mais agressiva; 12

13 Melhorar a qualidade dos serviços. É importante salientar que o modelo adotado para a desestatização do setor ferroviário priorizou a linha de negócios de transporte de cargas, deixando o transporte de passageiros em segundo plano. Assim sendo, o sistema ferroviário brasileiro foi desestatizado mediante leilões públicos e a malha subdividida em malhas regionais com concessão do governo para a exploração dos serviços de transporte ferroviário e o arrendamento dos bens operacionais pelas concessionárias. Dentre os ativos incluídos neste processo destaca-se o material rodante, fundamental para a existência do transporte. Esse subsistema é de relativa importância para a qualidade e a segurança do transporte ferroviário de carga, haja vista que qualquer falha pode resultar em degradação operacional, impactos ambientais e aumento do custo do transporte. 1.2 OBJETIVO O objetivo deste trabalho é a análise da utilização da técnica Árvore de Falhas (AF) como subsídio para a implementação da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) em oficinas de material rodante ferroviário. Como forma de validar o emprego da AF pretende-se realizar estudo de caso desta técnica sob os aspectos pertinentes à recuperação de componentes mecânicos da oficina de Recuperação de Componentes de Locomotivas, na MRS Logística S.A. 1.3 JUSTIFICATIVA Sabe-se que os veículos são parte integrante dos sistemas de transporte, e que sem utilização correta deles, o nível de serviço produtivo deve ser degradado. Algumas partes destes veículos apresentam particularidades quanto ao seu grau de criticidade perante o sistema como um todo. Visto isso e avaliando-se os dados de manutenção da MRS Logística, detectou-se alto índice de retrabalho durante os anos de 2007 e 2008 devido às falhas prematuras na operação, caracterizando uma baixa confiabilidade dos ativos. 13

14 Além disso, nota-se também que o retrabalho afeta diretamente, de forma negativa, o ambiente de trabalho das oficinas de campo, das células de trabalho da oficina de recuperação de componentes e o moral de todos os seus colaboradores. Tais falhas propiciam um grande transtorno para as oficinas, principalmente para aquelas voltadas para manutenção de veículos ferroviários, pois influenciam na disponibilidade dos veículos para a operação ferroviária, impactando diretamente nos seus indicadores e, conseqüentemente, nas suas metas. Para vencer o desafio de minimizar as falhas críticas em veículos ferroviários, aumentando a sua disponibilidade, pretende-se, neste trabalho, utilizar a Análise da Árvore de Falhas (FTA Fault Tree Analysis). Com a implantação da Árvore de Falhas no processo de recuperação de componentes críticos de locomotivas esperam-se alguns ganhos, tais como: Aumento da confiabilidade dos componentes; Aumento da disponibilidade das locomotivas; Eliminar os retrabalhos; Otimizar o atendimento aos clientes; Melhorar o clima das células e o moral dos colaboradores; Aumento do volume transportado em relação às falhas em locomotivas; Redução de indicadores de operação da empresa, tais como Trem Hora Parado (THP), Locomotiva Hora Parada (LHP), Número de Defeitos, Número de Reboques, KMED e MKBF. O THP tem como finalidade medir o tempo total que o trem ficou parado devido a algum evento. Estes eventos serão definidos no capítulo 4. O indicador LHP tem como objetivo medir o valor financeiro total de uma locomotiva imobilizada devido à alguma falha. O KMED é o indicador que considera a quilometragem total dividida pelo somatório do número de defeitos e o número de reboques. O MKBF é o indicador que considera a quilometragem total dividida pelo número de reboques. 14

15 1.4 - METODOLOGIA PROPOSTA Para se atingir o objetivo deste trabalho, pretende-se seguir a seguinte metodologia: Desenvolver pesquisa bibliográfica sobre os temas Material Rodante, Manutenção Centrada em Confiabilidade e Árvore de Falhas a fim de obter embasamento teórico sobre a técnica utilizada; Identificar a base de dados sobre índice de retrabalho de componentes mecânicos na MRS, para estudo de caso, a fim de selecionar os componentes críticos, ou seja, aqueles componentes que apresentaram, nos últimos tempos, um elevado índice de retrabalho e conseqüentemente uma baixa confiabilidade; Detectar a base de dados sobre as falhas que o componente crítico eleito no tópico anterior apresentou para que se tenha todas as informações necessárias à montagem da árvore de falhas; Desenvolver estudo sobre a metodologia Árvore de Falhas baseando-se nas informações referentes às falhas com intuito de adquirir maior conhecimento sobre AF e as suas fórmulas de análise; Avaliar os resultados obtidos. 15

16 CAPÍTULO 2 SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS 2.1 O SISTEMA FERROVIÁRIO O transporte ferroviário destaca-se entre todos os modais como sendo o que possui menor consumo de energia, garantindo um alto desempenho e eficiência no transporte tanto de cargas como de passageiros. Esta característica se deve ao baixo nível de atrito entre a roda e o trilho. Além disso, a ferrovia destaca-se por ser um modal rápido, econômico, seguro e com menor impacto ambiental, quando comparada ao modal rodoviário. O sistema ferroviário constitui-se em dois grupos principais que são o grupo relacionado às operações ferroviárias, centro de controle operacional, equipagem, pátios, terminais e o grupo de ativos ferroviários. As operações ferroviárias são responsáveis, como o próprio nome já diz, por todas as operações ferroviárias desde o dimensionamento (trem ideal, quadro e perfil de tração), a classificação (trens de carga, passageiros, expressos, serviço, mistos), o desempenho (velocidade, elementos restritivos, indicadores de desempenho), a movimentação, o planejamento, a programação, o cálculo dos trens, cálculo dos ciclos e a capacidade da via. O controle do tráfego é realizado pelo Centro de Controle Operacional (CCO), que concentra em uma só unidade os controles dos sistemas de sinalização, comunicação e a liberação de rotas para que os trens possam se movimentar por toda a malha, sendo esta sinalizada ou não. A equipagem é composta pelos maquinistas, que são responsáveis pela condução dos trens. Para que a condução dos trens seja eficiente e segura, os maquinistas são treinados em simuladores de trens, na regulamentação da operação ferroviária, nas normas certificadoras da empresa, entre outros. As funções dos pátios e terminais são: Cruzamento de trens; Recepção e formação de trens; Centralização e distribuição de cargas de uma determinada região; Transbordo de cargas entre bitolas diferentes ou troca de truques; Carregamento e descarregamento de cargas; Armazenagem e estocagem de cargas; 16

17 Circulação interna, manobras e estacionamento de veículos ferroviários. Dentre os ativos fundamentais para o funcionamento de um sistema ferroviário estão a via permanente (trilhos, dormentes, fixações, lastro, sub-lastro e infra-estrutura), a eletro-eletrônica (sinalização, comunicação e controle de tráfego) e o material rodante (vagões e locomotivas). A via permanente é composta por: Trilhos: são a pista de rolamento dos rodeiros ferroviários. São constituídos de boleto, alma e patim. Sua estrutura em aço deve suportar a solicitações de torção, flexão, fadiga e atrito. Os trilhos são ligados aos dormentes através das fixações e transmitem as tensões causadas pelo peso dos veículos ferroviários aos dormentes; Dormentes: são responsáveis por receberem e distribuírem a carga recebida dos trilhos para o lastro. Podem ser feitos de madeira, concreto, aço e polímeros; Fixações: são grampos, tirefões e pregos que possuem a função de fixar os trilhos aos dormentes garantindo a bitola, que é a distância interna entre os trilhos; Lastro: responsável pela drenagem da água, distribuição de tensões recebidas dos dormentes, travamento dos dormentes e diminuição das irregularidades do sub-lastro para nivelamento dos dormentes; Sub-lastro: suas funções são evitar o bombeamento dos finos do solo e diminuir a altura de lastro necessário, evitando assim o maior custo da construção da ferrovia; Infra-estrutura: formada pelas obras de arte, obras especiais, terraplanagem e drenagem. A sinalização, comunicação e controle do tráfego possibilitam uma operação ferroviária segura e eficiente. Sinalização é o conjunto formado por sinais luminosos, sonoros, manuais e placas cuja finalidade é regulamentar a circulação dos veículos ferroviários por toda malha garantindo a segurança e a eficiência operacional. 17

18 Segundo VENÂNCIO (2008) sistema de comunicação é um conjunto de mecanismos que possibilita processar e transportar a informação entre estações e equipamentos diversos. O sistema de comunicação é responsável pela intercomunicabilidade entre todos os equipamentos envolvidos no sistema ferroviário. Ele controla, endereça e gerencia todo o fluxo de dados trocados no sistema. Vagões são veículos ferroviários responsáveis pelo transporte de cargas, não possuindo tração própria. Podem ser classificados de acordo com a sua finalidade, tais como: Tipo de produto a ser transportado; Tipo de terminal de carga e descarga; Tipo de proteção exigida para a carga; Condições geométricas e operacionais das ferrovias onde irá circular; Interação com os demais veículos existentes na frota. Os vagões brasileiros possuem uma codificação padronizada pela ABNT que permite identificar cada vagão e a sua função por intermédio de letras. A codificação é formada por: Três letras: onde as duas primeiras identificam o tipo e o subtipo do vagão e a terceira indica o peso máximo (tara + lotação) de acordo com a bitola da ferrovia; Seis dígitos: para numeração única no Brasil identificando a ferrovia; Um dígito verificador: permite ao computador rejeitar erros por distração e de digitação; Uma letra opcional: na RFFSA indicava a regional onde o vagão estava lotado. A tabela 01 demonstra a classificação dos vagões de acordo com as categorias e as características especiais de cada categoria segundo classificação da ABNT. 18

19 Tabela 01 Categoria de vagões e características especiais de cada categoria. Fonte: ABNT. A tabela 02 ilustra a classificação dos vagões de acordo com o peso máximo admissível para cada bitola segundo classificação da ABNT. 19

20 Tabela 02 Classificação de vagões de acordo com peso máximo admissível para cada bitola. Fonte: ABNT. A tabela 03 ilustra a numeração dos vagões de acordo com a ferrovia a qual ele pertence segundo classificação da ABNT. Pela tabela é possível perceber que a classificação refere-se ao período anterior da desestatização do sistema ferroviário, pois menciona a RFFSA. Tabela 03 Numeração dos vagões. Fonte: ABNT. A tabela 04 ilustra a codificação dos vagões, utilizada pela RFFSA, com a letra indicativa da regional a qual o vagão estava lotado. Com relação ao grupo de ativos locomotivas, este trabalho as destacará no próximo tópico como foco de atenção, pois serão alvo da aplicação da técnica Árvore de Falhas. 20

21 Tabela 04 Regionais as quais os vagões pertenciam. Fonte: ABNT. 2.2 LOCOMOTIVAS Atualmente a maior parte das locomotivas utilizadas para transporte de carga utilizam a tração diesel-elétrica, ou seja, um motor diesel gera energia mecânica através do calor gerado pela queima da mistura ar e combustível dentro dos cilindros do motor. A energia mecânica é transferida a um alternador/gerador acoplado a este motor transformando-a em energia elétrica que é transferida para os motores de tração acoplados aos rodeiros, conjunto formado por eixo, rodas e rolamentos, a fim de tracionar as locomotivas. As locomotivas ainda podem utilizar somente a energia elétrica como fonte de energia para tração. Este tipo de tração é bastante empregado no Brasil para transporte de passageiros. Para exemplificar a complexidade de ligações e a quantidade de componentes envolvidos em uma locomotiva, a figura 01 ilustra um desenho esquemático de uma locomotiva SD

22 Figura 01 - Principais componentes de uma locomotiva SD40-2. Fonte: KITAMURA (2006). De forma simplificada, pode-se resumir o funcionamento básico de uma locomotiva por intermédio da descrição dos seus principais componentes: A bomba de combustível é acionada por um motor elétrico que utiliza a corrente do banco de baterias. A bomba transfere combustível do tanque para as bombas injetoras do motor-diesel; Em algumas locomotivas a partida do motor-diesel é realizada pelo gerador, acoplado ao motor, que neste caso funciona como se fosse um motor de arranque. Já as locomotivas fabricadas General Motors (GM) possuem motor de arranque para dar a partida no motor-diesel. Existem 22

23 ainda modelos de locomotivas que utilizam o gerador-auxiliar ou a excitatriz para dar partida no motor; Com o motor diesel em funcionamento, a energia mecânica é fornecida, por intermédio de eixos e acoplamentos, acionando diretamente geradores elétricos e também, na maioria das locomotivas, o compressor; O gerador auxiliar carrega as baterias, fornecendo corrente contínua em baixa voltagem para os circuitos de controle, de iluminação e de excitação do gerador principal. Alguns modelos de locomotivas utilizam a excitatriz para excitar o gerador principal; O gerador principal/alternador, dependendo do modelo da locomotiva, converte a energia mecânica do motor diesel em energia elétrica, fornecendo corrente contínua ou alternada, que é retificada posteriormente, em alta voltagem aos motores de tração para o tracionamento da locomotiva; Pelo uso dos comandos localizados na cabine, vários circuitos de baixa tensão são estabelecidos para acionar o governador do motor diesel, os contatores, as chaves e relés do armário de controle. Estes equipamentos elétricos ao funcionarem, completam outros circuitos ou produzem os efeitos desejados para a operação da locomotiva; Os motores de tração estão acoplados aos truques da locomotiva, cada um engrenado a um eixo trator diferente. Eles recebem a energia elétrica do gerador principal através de circuitos estabelecidos pelos contatores localizados no armário de controle; Os truques recebem e distribuem o peso da locomotiva às rodas motrizes; A alavanca de aceleração comanda eletricamente o governador, que está instalado no motor diesel, controlando sua velocidade e potência. Em locomotivas com motor diesel com injeção eletrônica o comando da aceleração do motor diesel não é realizado pelo governador, e sim por uma unidade governadora eletrônica (EGU); Nas locomotivas cuja rotação do motor diesel é controlada pelo governador, existe um regulador de carga, cuja função é evitar 23

24 sobrecarga ou subcarga elétrica do motor diesel. Como o próprio nome já diz, ele regula a carga elétrica sobre o motor diesel em todas as posições da alavanca de aceleração. Já nas locomotivas mais modernas esta função é desempenhada por um controle microprocessador; O compressor fornece ar, sob pressão, aos reservatórios de ar para freiar o trem. A seguir serão descritos os principais componentes de uma locomotiva MOTOR DIESEL E SISTEMA DE COMBUSTÍVEL A queima do combustível dentro dos cilindros proporciona um movimento alternado dos pistões. Esse movimento gera energia mecânica transferida para o eixo virabrequim, por intermédio das bielas, descrevendo um movimento circular contínuo e gerando a energia mecânica necessária para movimentar o gerador principal A quantidade de cilindros no motor varia com o modelo e a finalidade da locomotiva. As máquinas de manobra possuem um motor diesel de menor porte, tendo entre 6 e 8 cilindros. Já os motores das locomotivas utilizadas no transporte de cargas podem ter 12, 16 e 20 cilindros. A frota da MRS utilizada no transporte de cargas possui motores com 12 e 16 cilindros. Os pistões possuem um curso e em cada extremidade deste está o ponto morto. O ponto morto pode ser superior (PMS), quando junto do cabeçote e inferior (PMI) quando próximo ao eixo virabrequim. As válvulas de admissão e escape permitem a entrada de ar e a saída dos gases da combustão respectivamente. Nos motores quatro tempos as válvulas se abrem e fecham por meio dos eixos de comando de válvulas, ou eixo cames. Os motores dois tempos possuem janelas que são destampadas com o movimento do pistão. O motor possui um reservatório de óleo lubrificante, na parte inferior, denominado cárter, mais adiante será descrito o sistema de lubrificação de uma locomotiva. 24

25 Os motores de combustão interna podem ser de dois ou quatro tempos possuindo ciclos de trabalho que são um conjunto de fases sucessivas necessárias para transformar a energia calorífica do combustível em energia mecânica. A frota da MRS é composta por locomotivas GM que possuem motores diesel de dois tempos e locomotivas GE com motores de quatro tempos. Os motores dois tempos possuem dois cursos e necessitam apenas de uma revolução do eixo virabrequim para completar o seu ciclo de trabalho que tem seu início no PMI e uma explosão a cada PMS. A figura 02 ilustra o ciclo de trabalho de um motor diesel dois tempos em função da energia calorífica do combustível. Figura 02 Ciclo de trabalho de um motor diesel dois tempos. Fonte: BORBA (2008). No primeiro tempo do motor, quando o pistão se encontra no PMI, as janelas de admissão estão destampadas, o ar entra sob pressão devido ao turbo alimentador (ou blower que desempenha a mesma função do turbo alimentador em locomotivas de menor potência) expulsando dos cilindros os gases queimados na combustão, que saem através da abertura das válvulas de escape que são comandadas pelos eixos de comando de válvulas. Este processo é denominado lavagem do cilindro. A figura 03 ilustra a lavagem do cilindro em um motor dois tempos com blower. Quando o pistão se desloca do PMI para o PMS, fecham-se as janelas de admissão localizadas na camisa do cilindro, as válvulas de escape e tem-se início a uma nova compressão de ar. A figura 04 ilustra este processo. No segundo tempo do motor, a mistura ar-combustível injetada no interior do cilindro, ao final da compressão, inflama-se à alta pressão e empurra o pistão para o PMI. Esta ação é chamada de tempo motor. A figura 05 ilustra o tempo motor. 25

26 Figura 03 Lavagem do cilindro. Fonte: KITAMURA (2006). Figura 04 Compressão do ar dentro do cilindro. Fonte: KITAMURA (2006). 26

27 Figura 05 Tempo motor. Fonte: KITAMURA (2006). Um pouco antes de se destamparem as janelas de admissão, as válvulas de escape se abrem provocando uma descompressão no cilindro. Assim que as janelas estão destampadas, novamente o ar de admissão invade os cilindros promovendo o fenômeno da lavagem do cilindro. Quando o pistão atinge o PMI tem-se o início de um novo ciclo. A figura 06 ilustra este processo. Figura 06 Exaustão dos gases queimados. Fonte: KITAMURA (2006). 27

28 alimentado. A figura 07 ilustra o funcionamento de um motor dois tempos turbo Figura 07 Funcionamento de um motor dois tempos turboalimentado. Fonte: KITAMURA (2006). Os motores quatro tempos possuem quatro cursos e necessitam de duas revoluções do eixo virabrequim para completarem o seu ciclo de trabalho. A figura 08 ilustra o ciclo de trabalho de um motor diesel quatro tempos em função da energia calorífica do combustível. Figura 08 Ciclo de trabalho de um motor diesel quatro tempos. Fonte: BORBA (2008). No primeiro tempo do motor, que é conhecido como tempo de admissão, o pistão parte do PMS, acionado pela biela e pelo eixo virabrequim, em direção ao PMI. Este movimento promove a aspiração de ar, que entra no cilindro através da abertura da válvula de admissão. A válvula se mantém aberta durante todo o curso do pistão. 28

29 Quando pistão atinge o PMI e parte deste em sentido ao PMS, tem-se o segundo tempo do motor, também conhecido como tempo de compressão. Neste momento a válvula de admissão fecha-se e o ar comprimido no interior do cilindro sofre uma forte compressão. Ao final deste tempo o cilindro encontra-se novamente no PMS, as válvulas de admissão e escape estão fechadas e o ar está comprimido em um espaço reduzido denominado câmara de combustão ou câmara de compressão. Neste exato momento o eixo virabrequim já executou uma revolução completa. O terceiro tempo do motor, ou tempo de combustão, inicia-se com a injeção de combustível pressurizado alguns graus antes do pistão atingir o PMS. A mistura ar-combustível inflama-se, aumentando a pressão ainda mais, e empurra o pistão em direção ao PMI, transmitindo ao eixo virabrequim uma força motriz favorável a rotação. Este fenômeno é conhecido como tempo motor. Ao se aproximar do fim do terceiro tempo, a válvula de escape começa a se abrir e os gases queimados são expulsos do interior do cilindro por intermédio do movimento de retorno do pistão para o PMS. Este é o quarto tempo, ou tempo de exaustão. Ao final do movimento de retorno do cilindro para o PMS, a válvula de escape se fecha e a válvula de admissão se abre dando início a um novo ciclo. A figura 09 ilustra o que foi descrito sobre os ciclos de um motor quatro tempos. Para alimentar com combustível o motor diesel faz-se necessária a utilização de uma bomba de sucção para sugar e bombear o óleo diesel contido no tanque de combustível até o motor. O combustível bombeado passa por tubulações, mangueiras e filtros até chegar às bombas injetoras, onde apenas uma quantidade de combustível será injetada a uma alta pressão dentro do cilindro, o restante do combustível escorre internamente pelo injetor, lubrificando-o e refrigerando-o, até a linha de retorno de combustível. Este combustível chega à válvula de contrapressão, localizada no visor do combustível de retorno. Quando a válvula se abre o combustível circula pelo visor e segue para o tanque de combustível. 29

30 Figura 09 Ciclos de um motor quatro tempos. Fonte: KITAMURA (2006). O óleo diesel que passa pelo visor deve estar limpo e isento de bolhas de ar para garantir que o seu fornecimento ao motor seja satisfatório. Se surgirem bolhas de ar no visor, durante a passagem de combustível, é um indício da entrada de ar ou gases no sistema, o que irá comprometer a alimentação do motor. 30

31 Além do visor de retorno existe outro denominado visor de desvio, ou visor de by-pass. Dentro dele está instalada a válvula de alívio. O visor de desvio deverá permanecer sempre vazio. Quando o combustível atingir este visor, a válvula de alívio irá atuar permitindo o retorno do óleo diesel ao tanque sem alimentar o motor. A figura 10 ilustra um diagrama típico do sistema de combustível de um motor GM. Figura 10 Sistema de Combustível do motor GM. Fonte: BORBA (2008) GOVERNADOR O governador é um componente eletro-hidráulico responsável por regular a rotação do motor diesel através do controle da quantidade de combustível fornecida aos cilindros. Para qualquer ponto de rotação do governador é mantida constante a rotação do motor diesel independente das condições variáveis da carga. Além desta função o governador regula a potência constante de saída do motor diesel para cada posição específica de rotação, controlando a carga do 31

32 motor. O controle da carga é possível através do controle da intensidade da corrente de excitação no campo do gerador principal para compensar as variações de cargas elétricas aplicadas no mesmo e mais aquelas que resultam das cargas auxiliares variáveis. O governador caracteriza-se por ser uma unidade independente possuindo seu próprio suprimento de óleo e a sua própria bomba de pressão de óleo. O governador é controlado pelo acelerador instalado no painel principal de operação. Além das funções descritas anteriormente, o governador possui algumas funções auxiliares que serão descritas a seguir: Controle remoto do acelerador para os oito pontos de rotação e uma posição de desligamento do motor diesel; Sobrepassagem de operação normal do controle de patinação das rodas e na frenagem dinâmica; Para locomotivas GE U20C e U23CA o governador possui dispositivos moduladores de carga e de desligamento automático do motor diesel em caso de falha por baixa pressão de óleo lubrificante e de água; Dispositivo de controle de carga e limitador de combustível por equilíbrio de pressão do ar do turbo alimentador fornecido ao motor diesel; O controle de carga por equilíbrio de pressão reduz a carga do motor diesel através do reostato de controle de carga, quando a pressão de ar fornecida pelo turbo alimentador cai abaixo de um valor predeterminado, evitando assim temperaturas excessivas dos gases de exaustão; O controle de limite de combustível por equilíbrio de pressão funciona durante as mudanças de rotação e as alterações de carga do motor diesel. Ele limita a quantidade de combustível entregue ao motor até que exista pressão do ar suficiente para perfeita combustão, reduzindo assim o excesso de fumaça na exaustão e conseqüente consumo de combustível; A figura 11 ilustra um modelo de governador do motor diesel GM. 32

33 Figura 11 Governador do motor diesel GM. Fonte: Manual GM. No governador está incorporado um dispositivo para desligamento do motor diesel por baixa pressão de óleo lubrificante. Este dispositivo atua quando há ausência de pressão na linha sensível. As locomotivas GM possuem dispositivos de baixa pressão de água e pressão positiva no cárter. Estes dispositivos são dotados de dois botões que devem permanecer armados durante toda a operação da locomotiva. Quando algum destes botões é acionado a linha sensível é despressurizada e o motor diesel é desligado. O dispositivo de baixa pressão de água possui uma torneira de teste que é utilizada quando o dispositivo apresenta atuação indesejável durante a partida do motor diesel ou se durante o funcionamento deste, houver bolhas no sistema. Na saída da bomba principal de óleo lubrificante está instalada uma válvula termostática para detecção de óleo lubrificante excessivamente aquecido. Quando a temperatura do óleo chega a 124 C a válvula come ça a se abrir e a 135 C a válvula está totalmente aberta. 33

34 A abertura gradual da válvula despressuriza a linha sensível de pressão de óleo do governador e conseqüentemente desliga o motor diesel. Este dispositivo é auto resetável, ou seja, após a redução da temperatura o dispositivo volta à sua condição normal. Existe ainda um dispositivo de sobrevelocidade do motor diesel que impede o excesso de rotação, cerca de 10% acima da rotação de oitavo ponto é considerado como excesso. Este dispositivo quando acionado trava todos os bicos injetores impedindo que o combustível alcance a câmara de combustão dos cilindros. O funcionamento deste dispositivo se dá através de contrapesos giratórios e um mecanismo de mola. A figura 12 ilustra o dispositivo de sobrevelocidade do motor diesel GM. Figura 12 Dispositivo de velocidade do motor diesel GM. Fonte: KITAMURA (2208) SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR O ar necessário para o funcionamento da locomotiva é aspirado da atmosfera e ao entrar em alta velocidade no sistema de admissão de ar, o mesmo vai de encontro ao filtro inercial. 34

35 O sistema de construção do filtro obriga o ar a mudar de trajetória bruscamente, as partículas pesadas contidas no ar não conseguem acompanhar esta mudança de trajetória na mesma velocidade, devido à sua inércia, e sendo assim prosseguem na mesma trajetória até atingirem um obstáculo. As partículas se chocam contra o obstáculo e descem para uma caixa onde serão coletadas através de um exaustor e expelidas para o ambiente externo da locomotiva. Cerca de 1/3 do ar isento de partículas pesadas é aspirado pelo motor diesel, onde o ar é novamente filtrado por um filtro tipo sacola. O restante do ar é aspirado pelos sopradores dos motores de tração e do gerador principal. O soprador dos motores de tração aspira o ar dentro de um compartimento selado e o direciona para as galerias existentes no estrado da locomotiva, onde o ar vai ser dividido e encaminhado para arrefecer os motores de tração, o armário elétrico e os mancais dos ventiladores de resfriamento das resistências do freio dinâmico. O soprador do gerador principal aspira o ar e o direciona para o interior do gerador principal para arrefecer o mesmo e o alternador companheiro que está localizado no mesmo eixo. Ao sair do gerador principal, o ar irá pressurizar o compartimento interno da locomotiva, desde que a mesma esteja com todas as portas laterais trancadas, impedindo que a sujeira externa entre. O ar que pressuriza o compartimento interno da locomotiva também será aspirado pelo compressor de ar para atuar no sistema de frenagem do trem. As figuras 13 e 14 ilustram o sistema de admissão de ar de uma locomotiva SD40 e o desenho esquemático que o ar percorre em um motor turbo alimentado SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO O óleo lubrificante que está no cárter do motor diesel é aspirado, pela bomba de limpeza, para o alojamento dos coadores, através de um coador de malha grossa. O óleo então é forçado a passar por um filtro de 7 elementos e também pelo resfriador de óleo antes de alcançar outro compartimento do conjunto de coadores. 35

36 Figura 13 Sistema de admissão de ar da locomotiva SD40. Fonte: KITAMURA (2006). 36

37 Figura 14 Desenho esquemático do caminho percorrido pelo ar em um motor turbo alimentado. Fonte: BORBA (2008). Em seguida uma bomba de ação dupla aspira o óleo por meio de um coador de malha fina e o impulsiona para os tubos do óleo de refrigeração dos pistões e para o coletor principal de óleo que se localiza acima do eixo virabrequim, se estendendo ao longo de todo o motor. Parte deste óleo irá lubrificar os mancais principais do eixo virabrequim e os mancais de biela. Esta lubrificação se dá através da passagem do óleo pelos furos existentes no eixo virabrequim. Outra parte do óleo contido no coletor principal irá lubrificar os mancais dos eixos de comando de válvulas e demais mancais, eixos, balancins e pontes. O lubrificante passa pelo filtro de óleo do turbo alimentador para em seguida alimentar a linha sensível de pressão de óleo lubrificante, lubrificar os mancais das engrenagens intermediárias 1 e 2, lubrificar o eixo de acionamento do gerador auxiliar e lubrificar e refrigerar o turbo alimentador. O óleo lubrifica ainda os dentes das engrenagens planetárias, intermediárias e de acionamento auxiliar. Uma parte do óleo irá alimentar a válvula piloto de controle de carga localizada no governador do motor diesel e na engrenagem de acionamento do governador. 37

38 A figura 15 ilustra o sistema de lubrificação descrito acima. Figura 15 Sistema de Lubrificação. Fonte: BORBA (2008). Existe ainda um sistema auxiliar para lubrificação e refrigeração do turbo alimentador. Este sistema proporciona uma pré-lubrificação do turbo que está engrenado mecanicamente ao motor diesel desde a partida do mesmo. Após o desligamento do motor o sistema auxiliar irá refrigerar o turbo. A pressão máxima do óleo lubrificante no sistema principal de lubrificação chega a 125psi que é limitada por meio de uma válvula de alívio de pressão. A figura 16 ilustra o sistema de lubrificação do turbo alimentador em uma locomotiva GM. 38

39 Figura 16 Sistema de Lubrificação do turbo alimentador. Fonte: BORBA (2008) SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO Para refrigerar o motor diesel, duas bombas centrífugas succionam a água contida no tanque de água e a faz circular pelo sistema. Dois tubos principais de distribuição se estendem através da caixa de ar em ambos os lados do motor. No final de cada tubo existe uma saída de água para arrefecer os resfriadores de ar, ou aftercoolers, do sistema de admissão. Para atingir as camisas e os cabeçotes e refrigerá-los, a água circula por meio de tubos individuais, que são ligados aos tubos principais. Através dos tubos cotovelos dos cabeçotes a água é encaminhada para a galeria do bloco onde irá refrigerá-lo e seguirá para o banco de radiadores. A água passa pelos radiadores e circula pelo resfriador de óleo lubrificante, onde troca calor com o óleo e se dirige ao tanque de expansão, onde será succionada pelas bombas d água. Para completar o sistema de refrigeração existem três ventiladores dos radiadores, que são acionados pelas chaves termostáticas TA, TB e TC (uma para cada ventilador) para controlar a temperatura da água. Existem ainda as chaves termostáticas RS e ETS. A chave RS comanda o funcionamento do sistema spray do radiador, logo após a entrada do último ventilador. 39

40 A chave ETS irá alertar o operador quando altas temperaturas forem atingidas e irá reduzir a potência do motor diesel para protegê-lo. Para locomotivas microprocessadas as chaves termostáticas são substituídas por um sensor de temperatura. A figura 17 ilustra o sistema de refrigeração de uma locomotiva GM SISTEMA ELÉTRICO O sistema elétrico de uma locomotiva é dividido em alta potência e baixa potência. Fazem parte do sistema elétrico de alta potência o gerador principal e/ou alternador (dependendo do modelo da locomotiva), a excitatriz, o painel retificador, a chave reversora, a chave BKT e os motores de tração O gerador principal e/ou alternador está acoplado ao motor diesel e é acionado por este por meio de um eixo. A sua função é transformar a energia mecânica fornecida pelo motor diesel em energia elétrica que irá alimentar os motores de tração. O alternador fornece energia elétrica em corrente alternada e para locomotivas que possuem este componente faz-se necessário a utilização do painel retificador que irá transformar a corrente alternada em corrente contínua. A figura 18 ilustra um modelo de alternador de uma locomotiva GM. A excitatriz, assim como o gerador principal, também está acoplada ao motor diesel, só que por meio de engrenagens. Sua função é fornecer energia elétrica ao circuito de excitação do campo do gerador principal. As locomotivas GM não possuem excitatriz. Os motores de tração estão acoplados aos rodeiros através de engrenagens. Eles recebem a energia elétrica do gerador principal ou alternador e a transforma em energia mecânica para tracionar a locomotiva. Pela chave BKT é possível saber, através do seu posicionamento, se a locomotiva está tracionando ou se está em frenagem dinâmica. A chave reversora define o sentido em que a locomotiva irá se deslocar. A função do sistema de baixa é fazer o controle automático da locomotiva e fornecer energia elétrica aos circuitos de iluminação e acessórios. 40

41 Figura 17 Sistema de Refrigeração de uma locomotiva GM. Fonte: KITAMURA (2006). Para comandar a locomotiva existem alavancas responsáveis por definir o sentido de deslocamento, o ponto de aceleração e o modo de atuação da frenagem dinâmica. O conjunto destas alavancas é denominado Conjunto Mestre. 41

42 Figura 18 Alternador de uma locomotiva GM. Fonte: Manual GM. A figura 19 ilustra um modelo de motor de tração das locomotivas GM. Figura 19 Modelo de motor de tração GM. Fonte: Manual GM. 42

43 O gerador auxiliar se localiza ao lado da excitatriz (nas locomotivas GE) e também está acoplado ao motor diesel por meio de engrenagens. Sua função é fornecer energia elétrica para o sistema de baixa tensão e recarregar as baterias. Estas fornecem energia elétrica ao circuito de baixa potência na partida do motor. A figura 20 ilustra um modelo de gerador auxiliar de uma locomotiva GM. Figura 20 Gerador Auxiliar de uma locomotiva GM. Fonte: Manual GM. No controle automático das locomotivas estão os relés e contatores que a partir de um sinal elétrico abrem ou fecham contatos, acionando ou desligando os componentes elétricos. Os sinais elétricos de baixa potência são enviados de vários pontos da locomotiva e processá-los é função dos painéis eletrônicos, que também possuem a função de acionar componentes do circuito de baixa potência. As locomotivas diesel-elétricas possuem dois sistemas de frenagem: o elétrico, mais conhecido como freio dinâmico e o pneumático que será descrito no próximo tópico. O freio dinâmico utiliza a energia cinética do trem para girar os motores de tração contra a sua resistência elétrica, fazendo com que eles trabalhem como geradores (o gerador principal ou alternador não gera energia). A energia gerada será dissipada em forma de calor pelo banco de resistências da locomotiva. 43

44 A figura 21 ilustra uma grade de resistências de freio dinâmico. Figura 21 Grade de Resistências de Freio Dinâmico de uma locomotiva. Fonte: Manual GM. Com as armaduras dos motores de tração ligadas às resistências e com seus campos excitados pelo gerador, haverá uma tensão e uma corrente, que irão criar um conjugado de oposição ao conjugado produzido pela aderência das rodas nos trilhos SISTEMA PNEUMÁTICO A principal função do ar comprimido em uma locomotiva é a operação de frenagem de todo o trem. Além disso, o ar comprimido aciona a buzina, o sino, os areeiros, os limpadores de parabrisa, dentre outros. Para fornecer o ar comprimido necessário para o sistema de frenagem de toda a composição utiliza-se um compressor instalado em toda locomotiva, que é acionado pelo eixo virabrequim do motor diesel através de um acoplamento. Em locomotivas mais modernas o compressor é acionado por um motor elétrico. Os compressores são de dois estágios e dependendo do modelo da locomotiva podem possuir dois, três ou seis cilindros. Em cada cilindro temos uma 44

45 ou duas válvulas de admissão e uma ou duas válvulas de descarga, a quantidade de válvulas no cilindro depende do modelo do compressor. Para os compressores de três cilindros, dois são de baixa pressão localizados nas laterais e um de alta, localizado no centro. Para os de seis cilindros, quatro são de baixa e são localizados nas laterais e dois são de alta e são localizados no centro do compressor. Já para os compressores de dois cilindros, um cilindro é de alta e o outro é de baixa pressão. Os pistões dos cilindros são acionados por um eixo virabrequim do próprio compressor, que se localiza no interior da carcaça. O sistema de lubrificação é independente e do tipo forçado através de uma bomba. O compressor pode ser refrigerado a água ou a ar. O ar da atmosfera é aspirado e passa por filtros. Ao chegar aos cilindros de baixa, ele é comprimido a uma pressão de cerca de 55psi. O ar então passa por um resfriador, cuja função é dissipar parte do calor gerado durante a compressão. Ar frio ocupa menor espaço do que o ar quente, sendo assim o rendimento do compressor será maior devido ao aumento da capacidade volumétrica. O resfriador possui ainda uma válvula de alívio que irá atuar caso a pressão ultrapasse o limite de 60psi. Ao passar pelo resfriador o ar se dirige ao cilindro de alta, onde será comprimido a uma pressão que varia entre 125 e 140psi. Após esta etapa o ar é entregue ao reservatório principal. Quando a pressão no reservatório principal atingir um valor préestabelecido, uma chave eletro-pneumática comandará um circuito elétrico para que o ar do reservatório principal chegue até as válvulas de admissão, colocandoas abertas e fazendo o compressor trabalhar em vazio. A figura 22 ilustra um modelo de compressor refrigerado a ar. Figura 22 Compressor refrigerado a ar. 45