Melhorias na Bomba de Vácuo

Renomadas pelo seu design ruim, má construção e questionável durabilidade, muitos proprietários já desistiram da bomba de vácuo original do motor 300 Tdi e partiram para a adaptação do hidrobooster da Ford F-250 no sistema de freio da Defender. Contudo, para aqueles que ainda não desistiram, há maneiras para tentar melhorar um pouco a construção e confiabilidade dessa peça, que veremos abaixo.

Não custa lembrar que o sistema de freio é item de segurança em um veículo, sendo de sua inteira responsabilidade toda e qualquer intervenção realizada. Caso não concorde ou não se sinta seguro para executar na totalidade ou em partes as alterações aqui demonstradas, não mexa no sistema ou procure um mecânico qualificado de sua confiança.

As informações aqui contidas não são exaustivas! Sempre faça pesquisas complementares antes de tomar qualquer decisão do que fazer com sua bomba de vácuo! Lembre-se que o que você fizer é de sua inteira responsabilidade!

Funcionamento

A bomba de vácuo do motor 300 Tdi é de uma engenharia bastante simplificada (para não dizer tosca): presa na lateral do motor a bomba produz vácuo a partir do movimento de um pistão (ou êmbolo) que trabalha em conjunto com 4 pequenas válvulas que regulam o fluxo de ar dentro da bomba. O movimento de vai e vem do pistão é obtido por contato mecânico entre a haste da base da bomba e um ressalto no eixo de excêntricos dentro do bloco do motor (movimento de ascensão) e por uma forte mola existente dentro da bomba (movimento de retorno).

Quando o motor é ligado o eixo de excêntricos gira, acionando a bomba e produzindo constantemente vácuo, independentemente de haver ou não demanda pelo sistema de freio. Dentro do bloco do motor, apontado para a base da bomba onde esta toca o eixo de excêntricos, há um esguicho de óleo para lubrificação.

Daquilo que pesquisei (fóruns da internet, manuais, etc) e observei ao desmontar completamente a minha bomba de vácuo, concluí que a bomba é projetada para permitir o ingresso de óleo do motor em seu interior, provavelmente para lubrificação das partes móveis e resfriamento. Não há no interior da bomba de vácuo nenhum retentor ou o’ring que sirva para impedir a entrada de óleo na bomba, só existindo vedações para regular a produção de vácuo (na borda do pistão e nas válvulas internas).

Dessa forma, vazamento de óleo externos não significam necessariamente que a bomba precise ser trocada! Se o vazamento for pelo base da bomba junto ao bloco do motor, pela borda da tampa e/ou pelos selos mecânicos, é possível consertar a bomba e economizar um bom dinheiro.

Bomba de vácuo completamente desmontada para inspeção e limpeza. Comprei uma unidade usada da marca Wabco para substituir a minha Rafaela Motores que havia falhado, então decidi revisar e melhorar um pouco antes de instalar na minha defender.
Principais problemas

Abaixo uma relação dos principais problemas relatados nas bombas de vácuo:

  1. Vazamento de óleo pela base da bomba, junto ao bloco do motor;
  2. Vazamento de óleo pela borda da tampa da bomba***;
  3. Vazamento de óleo pelos selos mecânicos da tampa da bomba***;
  4. Vazamento de óleo pela conexão da mangueira de vácuo***;
  5. Falha da vedação da borda do pistão***;
  6. Falha de uma ou mais válvulas internas***;
  7. Falha na fixação do pistão no eixo (versão com porca sextavada)***;
  8. Falha na fixação dos selos mecânicos da tampa  da bomba;
  9. Quebra da mola de retorno do pistão.

***Problemas que já enfrentei nas minhas bombas de vácuo, geralmente dois ou mais por vez!

De todas as falhas listadas acima, é possível conviver com algumas sem grandes problemas pois se resumem a pequenos vazamentos de óleo e não afetam o desempenho do freio. Já outras podem acarretar perda de desempenho do freio, deixando o pedal duro e exigindo a aplicação de bastante força no pedal para frear o veiculo (embora o pedal fique duro, o freio não deixa de funcionar!). Por fim, algumas falhas podem gerar grandes perdas de óleo do motor que se não forem percebidas a tempo podem causar sérios danos no motor.

A seguir vamos abordar cada um dos itens listados acima, tentando descrever as causas e consequências de cada uma:

Vazamento de óleo pela base da bomba, junto ao bloco do motor: causada pela falta de aperto nos parafusos que prendem a bomba na lateral do bloco do motor e/ou da junta que existe entre as faces de contato do bloco e da bomba. Pode causar desde pequenos até grandes vazamentos de óleo, dependendo do quão soltos estão os parafusos. O que pode ser feito? O conserto/prevenção consiste em sempre usar juntas novas ao instalar a bomba, fazendo uma limpeza impecável das faces de contato, dos parafusos e dos furos dos parafusos no bloco do motor, eliminando qualquer resquício da junta velha e/ou de óleo do motor. Deve-se também seguir a risca o manual de oficina para efetuar a troca, deixando o motor em Ponto Morto Superior (PMS) e observando os valores de torque de aperto dos parafusos.

Vazamento de óleo pela borda da tampa da bomba: o tipo de fixação da tampa superior da bomba de vácuo varia  conforme o fabricante, onde alguns usam parafusos simples enquanto outros usam rebites. Com o passar dos anos, os dois tipos de fixação podem perder o aperto, possibilitando a passagem de óleo e consequente vazamento. Geralmente são vazamentos pequenos que não representam riscos além da babação de óleo pela lateral do motor e sujeira no chão.  O que pode ser feito? Para reparar este problema, o ideal é remover a bomba de vácuo, limpar todos os resquícios de óleo, remover as fixações originais e substituí-las por parafusos sextavados passantes, com uso de arruelas de pressão e contra porca travante. Ao reinstalar a tampa também pode ser aplicado um leve filme de silicone RTV para formação de junta (existe um o’ring na tampa que exige cuidado na hora de montar para não sair da posição)

Fixação original da tampa com rebites
Removendo os rebites com furadeira
Rebite removido
Nova fixação com parafusos sextavados
Parafusos passantes, com contraporca e arruela de pressão

Vazamento de óleo pelos selos mecânicos da tampa da bomba: na parte superior da tampa da bomba existem dois pequenos “copinhos”, que nada mais são do que selos mecânicos usados para fechar as aberturas necessárias para construção da bomba. Esses selos são batidos ou prensados no lugar, relegando ao atrito entre as faces de contato e a pintura da peça a função de fixação e vedação. Contudo, novamente com o passar do tempo, esses selos tendem a afrouxar, permitindo a passagem de óleo que inevitavelmente irá melecar a bomba e, com sorte, o chão. O que pode ser feito? Quando um ou dois selos vazam, é possível limpar bem todo óleo e usar algum tipo de cola para tentar manter o selo no lugar e acabar com o vazamento. Não é necessário remover a bomba do lugar para fazer o reparo, basta ter paciência e caprichar na limpeza antes de aplicar a cola escolhida (durepox, adesivo PU tipo sika flex [uso esse na minha], adesivo de junta para motores diesel, etc)

Depois de lixar e limpar com thinner os selos mecânicos, aplicação de generosa camada de sika flex. Aproveitei e apliquei um camada extra em toda borda da tampa, bem como nos parafusos de fixação.

Vazamento de óleo pela conexão da mangueira de vácuo: a bomba produz o vácuo necessário para o funcionamento do servo freio (famosa “panela” que fica junto ao cilindro de freio), estando a este conectada por uma mangueira rígida. Entre esta mangueira e o corpo da bomba, existe um adaptador de diâmetro que é prensado na bomba. Esse adaptador, pelo fato de ser prensado de maneira semelhante aos selos mecânicos, descritos no item anterior, está sujeito aos mesmos problemas. O que pode ser feito? A solução para esta situação não é tão simples pois a mangueira além de dificultar a aplicação de vedante, pode exercer pressão no conjunto reduzindo a durabilidade do reparo. Além disso, existe o risco de esse adaptador se soltar do corpo da bomba, o que elimina a assistência do freio (deixando-o duro) e pode acarretar em grandes vazamentos de óleo. Portanto, se for constato vazamento entre o adaptador e o corpo da bomba, considere a troca da bomba (atenção: antes de condenar a bomba, tenha certeza de que o vazamento não tem origem no aperto da abraçadeira da mangueira)

Esse é o adaptador onde é conectada a mangueira de vácuo. Ao afrouxar a abraçadeira da mangueira toda peça se soltou da bomba, como visto na foto. Essa provavelmente foi a causa da falha da minha bomba.

Falha da vedação da borda do pistão: o pistão que sobe e desce dentro da bomba de vácuo possuí uma borda de um tipo de borracha dura. A menor falha nessa vedação permite ao ar passar de um lado para o outro do pistão, impedindo a formação de vácuo pela bomba. Consequentemente o freio fica sem assistência, deixando o pedal duro. O que pode ser feito? A única solução é a troca do pistão por um novo ou retificado, pois não há como reparar a vedação em casa, ou então a substituição da bomba por uma nova.

Nessa foto, que peguei na internet, é possível ver o local onde a vedação do pistão falhou e permitiu a passagem de ar pelo pistão. Essa mínima falha impede a bomba de produzir vácuo e deixa o pedal de freio duro.

Falha de uma ou mais válvulas internas: existem 4 pequenas válvulas dentro da bomba de vácuo, cuja função é regular a passagem de ar conforme o movimento do pistão. De funcionamento simples, essas válvulas possuem apenas uma parte móvel, regulada por uma pequena mola, e são presas na bomba através de uma espécie de arruela dentada, que é pressionada na respectiva cavidade e ali permanece presa. O principal problema que ocorre é a falha da fixação com essa arruela dentada, fazendo com que a válvula se solte dentro da bomba, sendo em seguida atingida e despedaçada pelo pistão da bomba. Outro problema que pode ocorrer é a falha da mola da válvula, fazendo com que esta perca ação e reduza a eficiência da bomba. O que pode ser feito? Se nada mais tiver sido prejudicado é possível instalar uma válvula usada de outra bomba, tendo especial cuidado na hora de instalar a válvula na bomba para garantir sua perfeita fixação.

Nessa imagem da internet, é possível ver a parte de dentro da tampa onde se localizam duas das quatro válvula da bomba.
Neste detalhe é possível ver a arruela dentada que fixa a válvula no lugar. Quando esta falha, a válvula cai e geralmente é destruída pelo movimento do pistão.

Falha na fixação do pistão no eixo (versão com porca sextavada): assim como nos parafusos da tampa, o tipo de união entre haste e pistão varia conforme o fabricante. Alguns usam um questionável sistema de fixação com rosca e porca sextavada, enquanto outros (notoriamente a Wabco) fixam haste e pistão com prensagem, que até onde pesquisei não há relatos de falhas. O problema do sistema com porca sextavada é garantir a fixação da porca a longo prazo, dado a quantidade de esforço e vibrações que o conjunto experimenta. Na minha defender eu enfrentei esse problema com uma bomba da marca Rafaela Motores, cuja porca soltou e estragou uma válvula da tampa e seu alojamento. Se tivesse furado a tampa (sei de relatos disso), haveria vazamento de óleo que se não for verificado a tempo, pode prejudicar seriamente o motor. O que pode ser feito? No meu caso consegui aproveitar uma tampa de outra bomba usada que tinha, mas melhorei a fixação da porca usando Loctite 271, uma porca travante (a original era simples) e uma sólida arruela de pressão de inox. Esse conserto durou por quase 3 anos, até que outra parte dessa bomba apresentasse problema.

Nesta imagem da internet é possível ver a fixação prensada entre haste e pistão, solução que não apresenta problemas.
Já nesta outra imagem da internet é possível ver a fixação com porca sextavada, que eventualmente pode soltar ou até quebrar, como no caso da imagem acima.

Falha na fixação dos selos mecânicos da tampa  da bomba: além de afrouxar e vazar óleo, em casos extremos os “copinhos” (selos mecânicos) da tampa podem se soltar completamente. Não sei ao certo se o freio perde a assistência (talvez depende de qual dos selos caiu), mas sei que o vazamento de óleo é expressivo e poderá causar bons prejuízos se não for verificado a tempo de desligar o motor antes que o óleo acabe. O que pode ser feito? Aplicar cola ou durepox em todo selo (como proposto no caso de vazamentos) sem dúvida irá contribuir para melhorar sua fixação. Conduto o método definitivo para garantir que a selo nunca irá se soltar da bomba é utilizando contra pinos de fixação. Para isso é necessário remover a bomba do motor e fazer 4 pequenos furos na lateral das sedes e nos próprios selos, depois se passa o contra pino e se entorna suas pontas (cruzei com essa ideia pelos fóruns internacionais e decidi fazer igual na minha bomba).

Nesta imagem da internet um exemplo de tampa sem o selo mecânico. Se isso ocorrer com o motor funcionando, haverá um grande vazamento de óleo.
Furando a lateral da sede do selo e o próprio selo com uma broca fina
O furo é passante para possibilitar o uso de contra pino.
Depois de furar e instalar os contra pinos, garantindo a fixação dos selos mecânicos.

Após a instalação dos contra pinos na minha bomba, eu procedi com a aplicação de sika flex nos selos, conforme descrito anteriormente.

Quebra da mola de retorno do pistão: embora nunca tenha ouvido nenhum relato deste problema de colegas landeiros do Brasil, cruzei com alguns relatos dessa situação em fóruns internacionais. Algumas situações em bombas novas e nem tão novas assim. O que pode ser feito? A única solução é partir para a compra de uma nova unidade, já que não há mola de reposição (pelo menos até onde sei).

3 respostas para “Melhorias na Bomba de Vácuo”

  1. Gustavo,

    para quem está com a bomba de vácuo condenada, tu sugere o hidrobuster ou manter a original?

    1. Nelson,

      Essa pergunta é complicada… A bomba de vácuo original não é confiável e muitas vezes “abre o bico” repentinamente. Contudo é um componente dimensionado para o sistema e sua substituição não é complexa. Desse modo basta carregar uma reserva em viagens mais longas para ficar tranquilo.

      O hidrobuster é uma adaptação que, embora muito elogiada pelos seus adeptos, depende de um mecânico competente e caprichoso para ser instalada. Além disso ela traz complexidade ao sistema ao trabalhar com componentes originais e ao incluir linhas hidráulicas necessárias para seu funcionamento.

      Particularmente eu prefiro manter o sistema original, tentando melhorar a confiabilidade de seus componentes individuais sempre que possível (como nesse tutorial acima). Além do mais, o freio da defender funciona bem se todos os componentes estiverem em ordem, portanto não vejo necessidade de aumentar o “poder de frenagem”.

      Caso tua defender não tenha um freio razoavelmente bom, revise a espessura de discos e pastilhas, contaminação do fluído hidráulico, vazamentos nas linhas e do cilindro mestre de freio e perda de vácuo pela mangueira rígida e pelo hidro vácuo, sem esquecer, é claro, de verificar se a própria bomba de vácuo está gerando vácuo adequado.

      Qualquer dúvida basta perguntar! Espero ter ajudado!

  2. Excelente texto! Tive problemas (varias) com a maldita bomba e novamente, antes de uma viagem comprei uma nova na Tek-Com em SP e a garantia era de: 3 meses!
    Dito e feito, após uns 8mil km, ou uns 4 meses já está vazando denovo. Vontade de ir no fabricante e jogar na porta.
    Já que já tenho ela instalada, acho que vou tentar suas dicas, mas a próxima já não sei mais o que fazer.
    Obrigado de toda forma!

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