Os boroscópios modernos, também chamados de videoscópios por usar um sensor de imagem, estão aumentando a eficiência e melhorando a pesquisa no setor automotivo.
Podemos encontrar um exemplo no Institute for Advanced Automotive Propulsion Systems (IAAPS), onde engenheiros usam boroscópios especializados da Olympus para realizar inspeções visuais de motores de combustão interna (ICEs) e outros subsistemas de grupo motopropulsor, como parte dos projetos de pesquisa e teste.
O Dr. Andrew Lewis, Engenheiro Principal do IAAPS e o Dr. Karl Giles, Engenheiro Sênior do IAAPS, se encontram recentemente comigo para discutir os principais benefícios e a importância de usar boroscópios na pesquisa e desenvolvimento de motores automotivos. Confira nossa conversa:
Q: Contem para nós sobre a parceria do IAAPS com a Olympus (agora EVIDENT).
Andrew Lewis: Ela começou como uma relação comum entre fornecedor e cliente. Tínhamos uma outra versão desse tipo de equipamento visual de outra empresa, que era muito mais básica e oferecia imagens de má qualidade. Um dos nossos clientes do setor automotivo recomendou a Olympus, e começamos a usar o boroscópio da empresa em novembro de 2020.
Trabalhamos em conjunto com a Bayard e a equipe na Olympus para aprender a aplicar corretamente o sistema e obter os melhores resultados com esse tipo de inspeção nas pesquisas e nos testes que conduzimos. Do ponto de vista da Olympus, é útil ver como uma instalação de pesquisa, como o IAAPS, usa o boroscópio em espaços pequenos e confinados, como as câmaras de combustão de motores de carros de passageiros. A parceria até agora tem sido muito frutífera.
P: Como é a inspeção com boroscópio usada no IAAPS e nos projetos de pesquisa deles?
Andrew Lewis: O boroscópio é um dispositivo óptico remoto projetado para auxiliar na inspeção visual de cavidades estreitas e de difícil acesso. Ele é composto por uma sonda estreita e flexível com uma extremidade articulada que abriga as lentes e o sensor de imagem e por um controle remoto que controla a posição da outra extremidade articulada. Ele é um equipamento de grande capacidade, e o usuário tem a opção de usar uma grande variedade de lentes voltadas para a frente ou laterais, de acordo com os requisitos da inspeção a ser realizada.
Nosso dispositivo tem 4 mm de diâmetro. Por isso, podemos entrar em áreas de difícil acesso dentro do motor. Pela natureza do nosso trabalho, precisamos muitas vezes ir aos limites de desempenho do motor, por isso, não é incomum termos quebras ou desgastes mais rápido do que o normal. O boroscópio da Olympus permite observar o que acontece dentro do motor e detectar qualquer dano ou fadiga antes que ocorra uma falha catastrófica.
Karl Giles: O uso principal é em inspeções de rotina de motores de combustão interna. Usar um boroscópio para isso é uma prática padrão. No entanto, é raro que motores fora dos setores de geração de energia e aviação sejam inspecionados assim. Os motores em que trabalhamos são pequenos em comparação com os usados em geração de energia, o que torna muito mais difícil capturar as imagens necessárias, pois o espaço é muito mais confinado.
Além das câmaras de combustão de gasolina e diesel, também usamos o boroscópio para inspecionar turbocompressores, sistemas de pós-tratamento de diesel e os elementos de cárter e aquecimento do nosso novo conjunto de cilindro único. Em suma, qualquer lugar de difícil acesso sem uma desmontagem significativa!
Videoscópio Olympus IPLEX™ GX/GT
P: Quais são as vantagens do equipamento de boroscópio?
Karl Giles: Aprendemos muito com ele. Por exemplo, os resultados das nossas inspeções nos levaram a ações de mitigação para corrigir alguns efeitos indesejados, impedir que eles piorassem ou para orientar os tipos de teste que realizamos posteriormente. Essencialmente, ele nos ajuda a identificar problemas mais cedo e realizar medidas corretivas antes que ocorra uma quebra. A qualidade da imagem é excelente e estamos satisfeitos com a resolução. O conjunto de acessórios também é bastante abrangente, mesmo que façamos nosso trabalho com um número mínimo deles.
Andrew Lewis: A inspeção do boroscópio acrescenta um aspecto visual significativo à nossa pesquisa e pode ajudar a responder por que os dados dos resultados do teste parecem diferentes ou certos fenômenos acontecem sem serem previstos. Há sempre um rastro de evidências que nos ajuda a entender melhor nossas descobertas. Sem ele, só teríamos os números dos nossos sensores de temperatura e pressão e assim por diante. Mas poder usar o boroscópio oferece uma indicação visual e nos ajuda a interpretar os resultados.
Além disso, tivemos ganhos de eficiência e economias de custo significativos com esse tipo de inspeção interna. Veja o caso de uso comum de observação do interior da câmara de combustão. Para fazer isso sem o boroscópio, você precisaria abrir a extremidade frontal do motor, separar todos os sistemas, retirar o cabeçote, etc. Fazer isso com ferramentas especializadas e remontar o motor levaria dois dias, no mínimo, e o motor ficaria inativo todo esse período. No entanto, o boroscópio nos permite concluir esse trabalho em uma hora. É uma grande economia de tempo em comparação com perder dois dias e ainda assim não ter nenhum resultado.
P: O que essa parceria significa para a Olympus?
Bayard Morales: Para nós, a parte mais interessante é ver como o boroscópio é usado para inspeção de motores em um ambiente de pesquisa, como o IAAPS. Podemos aprender o que funciona e não funciona nessa aplicação para fazer mudanças. Em última análise, a ideia do boroscópio é muito simples: ver uma parte da máquina sem precisar desmontá-la. Mas ele agrega muito valor ao processo de pesquisa.
A Olympus não é o único fornecedor desse tipo de equipamento, mas diria que somos os líderes de mercado. Nós nos esforçamos para melhorar e trabalhar intimamente com nossos clientes para que eles possam extrair o máximo do nosso equipamento. Focamos na qualidade da imagem porque, no final das contas, nossos clientes precisam ter imagens de alta resolução para poder tomar decisões baseadas nas descobertas. Então, ter esse relacionamento com os engenheiros no IAAPS e receber o feedback deles é extremamente valioso para nós.
P: A colaboração entre o IAAPS e a Olympus resultou em um guia de práticas recomendadas. Você pode contar mais sobre isso?
Bayard Morales: Eu percebi que, quando fornecemos o kit ao IAAPS, não havia nenhum guia detalhado sobre o uso do boroscópio para essa aplicação específica. Como o IAAPS tinha o conhecimento sobre motores e nós tínhamos o know-how em boroscópios, pensamos que seria uma boa ideia começar a trabalhar em um guia de práticas recomendadas.
Passei uma tarde nas instalações do IAAPS com os engenheiros para ver exatamente como o equipamento era usado. Assim, gravei vídeos e fiz anotações que formam a base de um breve manual. Meu objetivo inicial era treinar meus próprios colegas. Mas, achamos que ele também seria útil para o IAAPS, já que os novos membros da equipe poderiam começar a usar o equipamento rapidamente. Por isso, o manual será compartilhado entre nossas empresas.
Karl Giles: Atualmente, não temos instruções formais em vigor e as informações são passadas por meio de demonstrações. Por isso, será ótimo ter um documento ou recurso de orientação que possamos usar como referência para treinar os colegas. Até agora, tivemos feedbacks muito positivos dos nossos clientes sobre os resultados da inspeção e a nitidez das fotos, o que é, obviamente, graças à Olympus e ao equipamento, mas também à Bayard e ao apoio que eles nos ofereceram. Tenho certeza de que o guia de práticas recomendadas consolidará isso ainda mais e poderemos continuar a aproveitar as nossas capacidades.
Andy Lewis: Vamos ser honestos. Ter um desses boroscópios é um investimento considerável, por isso, você não vai querer usá-lo incorretamente, pois o reparo seria caro. Há muitos fatores a considerar para garantir a operação segura do boroscópio (temperatura do motor, por exemplo). Por isso, ter todas essas informações em um lugar seria muito benéfico.
Uma vista de perto das válvulas com um boroscópio da Olympus
Imagem geral de um pistão capturada com um boroscópio da Olympus
P: À medida que buscamos a eletrificação, as inspeções com boroscópio continuarão pertinentes?
Karl Giles: Sim, acredito que sim. Os componentes colocados após o grupo motopropulsor, como caixas de câmbio e transmissões, serão muito parecidos, sejam eles acionados por um motor elétrico ou de combustão interna. Em um ambiente de pesquisa como o nosso, sempre haverá a vantagem de conseguir inspecionar esses subsistemas sem desmontá-los. Não tínhamos muita experiência em usar o boroscópio nessa função, mas acredito que a demanda aumentará, à medida que tivermos mais trabalho de projeto em sistemas de grupo motopropulsor eletrificados na nova instalação da IAAPS.
Andy Lewis: Sim, as transmissões sempre existirão. Mesmo quando os motores de combustão interna desaparecerem, as caixas de câmbio e transmissões ainda precisarão funcionar com máquinas elétricas e haverá necessidade de inspeções internas. Em relação às máquinas elétricas, por exemplo, a inspeção com boroscópio poderá ser um exame interno de um motor para verificar se há danos térmicos nas bobinas.
À medida que os motores elétricos se tornarem mais potentes, será mais complicado gerenciar a temperatura ao redor deles com galerias de refrigeração integradas, etc. Assim, a inspeção poderia verificar resíduos de vazamento de líquido de arrefecimento ou de óleo no motor. Haverá sempre a necessidade de ver o interior de um equipamento sem perturbá-lo. Assim, você poderá ter a confiança de que aquilo que vê não é resultado do processo de desmontagem. Quanto mais perguntas forem possíveis responder sem interromper todo o sistema, melhor.
Hoje em dia, todos procuram eficiência, e o custo de funcionamento de uma instalação de grupo motopropulsor é muito alto. Se você perder um dia para desmontar e remontar, a despesa é enorme. Se fizer isso todas as semanas porque está quebrando e inspecionando componentes, o custo se acumula. Se você minimizar esse tempo de inspeção para meia hora porque consegue colocar uma câmera lá dentro, bom, os boroscópios compensarão o custo em algumas semanas de teste.
Os boroscópios impulsionam a inovação em pesquisas e testes do setor automotivo
As equipes de pesquisa e desenvolvimento no setor automotivo procuram acelerar o ritmo da inovação e impulsionar o setor para o futuro. Essa conversa demonstra como os boroscópios modernos podem melhorar a pesquisa automotiva com imagens de alta qualidade e inspeções eficientes.
Republicado com permissão do IAAPS. Veja aqui a história original.
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