Os anéis do pistão, ou anéis de segmento, atuam com um dos elementos mais importantes em qualquer máquina que utilize pistões para comprimir fluidos, como os compressores de ar e os motores à combustão, pois, dentre outras funções, é o principal responsável por garantir a estanqueidade do sistema.
Funções
Funcionamento
Os pistões de compressores de ar geralmente utilizam três ou quatro anéis, sendo eles classificados sempre em dois principais tipos: anéis de compressão e anel de retorno de óleo.
Cada anel tem desempenha um papel no sistema e, portanto, tem geometrias diferentes.
Para saber mais sobre a morfologia dos anéis clique aqui.
Ordem dos Anéis
Tipicamente os anéis são instalados na seguinte ordem:
1° – Anel de compressão
2° – Anel de compressão / raspador
3° – Anel de retorno de óleo
Os modelos com quatro anéis geralmente são visto em modelos mais antigos, mas respeitam aos mesmos princípios.
Vedação
Os anéis são os responsáveis por garantir que a pressão na câmara passa aumentar até os valores desejados, pois são eles que vedam a passagem entre o pistão e a camisa.
O primeiro anel (anel de compressão) é responsável por aproximadamente 80% de retenção do ar, enquanto que o segundo (anel raspador) eleva esse valor para 95%, garantindo assim uma maior eficiência volumétrica do sistema. Todavia existe sempre uma parte que desce para o cárter (blow-by).
Lubrificação
Existem furos no interior do pistão que permitem o óleo passar para o alojamento do último anel (anel de retorno de óleo). Este anel, por sua vez, também tem espaços para possibilitar o óleo penetrar no espaço entre o pistão e o cilindro, de tal forma que os anéis estejam sempre lubrificados enquanto o compressor funciona. Não apenas isso, o anel raspador (2° anel) é responsável por “raspar” o excesso de óleo para baixo (de volta para o cárter), evitando que suba para a placa de válvula, também calibra uma fina película de óleo para impedir que haja contato mecânico direto entre anéis e cilindro.
Transferência de calor
Ao comprimir o ar, a temperatura aumenta e isso gera calor. Quanto maior a pressão, maior a geração de calor associada. Os anéis desempenham papel fundamental na dissipação desse calor para fora do cilindro.
Estudos estimam que, em motores à combustão bem regulados, o calor é transferido através dos anéis nas seguintes proporções:
1° Anel: dissipa aproximadamente 55% do calor
2° Anel: dissipa em torno de 30% do calor
3° Anel: dissipa os 15% restante do calor
Fica evidente a importância dos anéis nos compressores de ar, porém estas funções só serão desempenhadas satisfatoriamente se preservadas as condições mínimas adequadas de funcionamento: troca de óleo dentro do período estipulado pelo fabricante (200h ou 2 meses), limpeza ou troca do filtro de ar, manutenção preventiva periódica, substituição de peças por peças originas, além de utilizar óleo lubrificante de boa qualidade.
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