CONHECIMENTOS TÉCNICOS Prof. Henrique Barbosa
Berço do Motor •
•
Estrutura constituída de tubos de aço em diagonal que serve para fixar o motor ao avião Existe uma borracha chamada ´´coxim`` que está situada entre o berço e o motor que serve para amortecer as vibrações do motor.
Materiais Resistentes ao Desgaste
Existem ligas antifricção ou antiatrito de excelentes propriedades, com • denominações como bronze fosforoso, ´´metal branco``
Para aumentar a resistência dos materiais feitos de aço, é feito um endurecimento superficial, através de processos como a cementação e a nitretação.
Tratamento à alta temperatura onde o material é endurecido com carbono
Tratamento à alta temperatura onde o material é aquecido com nitrogênio
Esses tratamentos são aplicados as superfícies internas dos cilindros, aos moentes, ao suporte do eixo de manivelas, aos ressaltos e suportes do eixo de comando de válvulas, às superfícies cônicas nas cabeças das válvulas
Motores Multicilíndricos •
•
Para se construir motores de grande potência é melhor aumentar a quantidade de cilindros e não o tamanho dos mesmos , o motivo é que cilindros menores, pode-se efetuar mais rapidamente a admissão, combustão e a exaustão dos gases Os cilindros nos motores aeronáuticos foram dispostos de diversas maneiras, porém os predominantes são: – – –
Cilindros Horizontais Opostos Cilindros Radiais Cilindros em Linha
Motores com Cilindros Horizontais e Opostos •
•
Esta é a configuração mais utilizada Vantagens: –
– –
•
Área frontal relativamente pequena Compacto, leve e barato Permanece limpo, sem acúmulo de óleo na câmara de combustão
Geralmente são fabricados na configuração de 4 e 6 cilindros
Motores com Cilindros Radiais •
•
Os cilindros ficam dispostos em torno do eixo de manivelas e formam um agrupamento em estrela Apesar da grande área frontal, esta é a configuração que acomoda o maior número de cilindros, sem prejuízo de leveza e compacidade
Motores com Cilindros em Linha
Para um mesmo número de cilindros, o motor em linha é mais pesado que os horizontais • opostos.
Os cilindros ficam dispostos em fila, tornando a área frontal muito pequena, porém este tipo de motor somente poderá ser utilizado em aeronaves que possuem a fuselagem muito estreita e além disso o eixo de manivelas se torna muito longo propiciando à ocorrência de vibrações.
Performance do Motor •
•
•
Performance :- é o desempenho do motor em diversas situações Torque:- capacidade de uma força em produzir rotação. No avião o torque indica o esforço rotacional do eixo sobre a hélice Potência:- é o trabalho que o motor executa por unidade de tempo
1 HP:- corresponde a erguer um peso de 76 Kgf à altura de 1 metro em 1 segundo Outra medida é o CV, que obtém- se reduzindo o peso para 75 Kgf
Por exemplo:Se um motor de 4 cilindros tem uma cilindrada de 1600 cm 3 , o • volume deslocado em cada cilindro é 3 de 400 cm – . É importante não – confundir cilindrada com – volume do cilindro.
Quanto a Potência
Os fatores mais importantes na determinação da potência são: Cilindrada Eficiência ou rendimento Velocidade de rotação
Cilindrada:- é o volume deslocado pelo pistão durante o seu curso, ou seja, é o volume compreendido entre os pontos mortos.
Para aumentar a eficiência do motor, seria ideal se pudéssemos adotar taxas de • compressão muito elevadas. Na prática, porém não é possível adotar taxas muito superiores a 8:1, devido ao fenômeno da detonação ou batida de pinos, • que será estudado posteriormente.
Eficiência ou Rendimento
Indica a parcela da energia calorífica do combustível aproveitada pelo motor para produzir energia mecânica. Nos motores reais, varia de 25% a 30% e a eficiência depende de: a) Melhor construção do motor b) Elevada taxa de compressão Taxa ou razão de compressão:- é o quociente entre o volume do cilindro e o volume da câmara de combustão. Volume do cilindro: 800 cm 3 Volume da câmara de combustão: 100 cm 3 Taxa de compressão = 8:1
Limitações de Rotação da Hélice •
Por razões aerodinâmicas as hélices perdem eficiência quando suas pontas atingem velocidades próximas as do som, portanto para se evitar este inconveniente os motores aeronáuticos são geralmente de baixa rotação ( isso é obtido através de grandes cilindradas ).
Os aviões turboélices são providos de engrenagens de redução
Definições de Potência •
•
Potência Teórica – é a potência liberada pela queima combustível, representa a totalidade da energia contida no combustível. O instrumento utilizado para determinar a potência teórica chama-se calorímetro
Potência Indicada •
•
É a potência desenvolvida pelos gases queimados sobre o pistão Ela é calculada por aparelhos chamados indicadores , medindo diretamente as pressões dentro do cilindro
* A limitação da taxa de compressão reduz, por si só, a potência indicada para menos de 60% da potência teórica
A potência efetiva não é fixa. Ela varia desde a de marcha lenta até a potência máxima
•
•
Potência Efetiva
É a potência medida no eixo da hélice. Ela é igual a potência indicada deduzida das perdas de atrito nas peças internas do motor. A potência efetiva é medida por instrumentos chamados dinamômetros A potência efetiva é também chamada de potência ao freio. ( BHP )
Potência Necessária: é a potência que o avião necessita para manter o vôo nivelado numa dada velocidade •
Outras Potências
Potência Máxima – é a potência efetiva máxima que o motor é capaz de fornecer. Geralmente supera a potência , mas pode ser Potência Disponível: de projeto do motor é a potência útil utilizada por pouco tempo, na decolagem ou em máxima que o grupouma eventual arremetida moto-propulsor pode fornecer. Potência Nominal ( máxima contínua ) – é a potência máxima para qual o motor foi construído Num vôo de cruzeiro, de Atrito – é a potência perdida por atrito Potência usa-se apenas uma nas partes internas do motor . ( ela é determinada parte da potência disponível ( em torno através de dinamômetros girando o motor por meios de 75% ), para externos ) economizar combustível. Potência Útil – também chamada de potência tratora. É a potência desenvolvida pelo grupo moto- propulsor sobre o avião. Pode ser determinada multiplicando a potência efetiva pela eficiência da hélice. •
•
•
Performance do Motor Potência Teórica
Potência liberada pela queima do combustível.
Potência Indicada
Potência desenvolvida pelos gases queimados sobre o pistão.
Potência Efetiva
Potência que o motor fornece no eixo da hélice.
Potência Máxima
Potência máxima que o motor pode fornecer, só pode ser usada por pouco tempo (emergência, decolagem).
Performance do Motor Potência Nominal
Potência máxima para qual o motor foi constituído, pode ser usada por tempo indeterminado.
Potência Útil
Potência de Tração, desenvolvida pelo grupo motopropulsor sobre o avião.
Painel de Instrumentos
Observa-se que quando o motor estiver sem alimentação a indicação da pressão de admissão será da Temperatura correspondente a cabeça do cilindro pressão ambiente
Operação do Motor Temperatura do óleo
Pressão do fluxo de combustível
Pressão do óleo Indicador da bomba de vácuo
Tacômetro
Manifold Pressure (Pressão de admissão)
Operação do Motor
Conforme a aeronave, os magnetos poderão ser acionados através de switches ou chave.
Misturas Incombustíveis:
Mistura Ar-Combustível
A mistura ar• O estudo da mistura ar-combustível é importante para compreender as combustível não diversas condições de funcionamento do motor. pode ser variada • ar é umaamistura formada por oxigênio, nitrogênio e outros gases, os a O vontade,pois mistura pode-se o oxigênio é utilizado na combustão quais somente tornar • O combustível utilizado nos motores aeronáuticos a pistão é a gasolina de incombustível nas aviação seguintes ( AVGAZ ), e de acordo com a gasolina a mistura poderá ser: condições: -Mistura mais pobre que 25:1 não queima por Mistura Quimicamente falta de gasolina.
Correta -Mistura mais rica que 5,55:1 – não queima - 15:1poré falta quimicamente decorreta, ar. as quantidades
Mistura Rica
- 10:1 é rica porque de contem mais gasolina ar e gasolina estão na do que o necessário. proporção correta para a Após a combustão combustão completa sobrará gasolina
Mistura Pobre - 20:1 é pobre porque contém menos gasolina que o necessário. Após a combustão sobrará ar
Potência e Eficiência •
A mistura rica faz o motor funcionar com maior potência e menor eficiência, porque há um excesso de gasolina que não é queimado e perde-se pelo escapamento. Se a mistura for pobre, a potência deverá ser menor devido a falta de combustível, mas a eficiência será maior, porque não há desperdício de combustível
Comparações Fases Operacionais do Motor
Fases de Funcionamento
1. Marcha Lenta
1. Admissão
2. Decolagem
2. Compressão
3. Subida
3. Ignição
4. Cruzeiro
4. Combustão
5. Aceleração
5. Expansão
6. Parada
6. Escapamento
É preciso não confundir as fases operacionais do motor com as fases de funcionamento
Decolagem:
Fases Operacionais do Motor
Durante a decolagem o piloto deverá manter a manete de mistura toda a frente para possibilitar • a mistura rica ( 10:1 ) em conjunto com a manete de hélice, que estando toda a frente aumentará a performance do avião na decolagem. •
•
Fase Operacional de Marcha Lenta – O motor funciona sem solicitação de esforço, com velocidade suficiente apenas para não parar. A manete de potência deve estar totalmente puxada para trás Fase Operacional de Decolagem – Esta é a fase que exige a máxima potência do motor. A manete é levada à pleno Fase Operacional de Subida – Nesta fase, o piloto reduz a rotação do motor, ajustando-a para máxima contínua.
Correção da Dosagem de Combustível:
Fases Operacionais do Motor
Conforme se sobe na atmosfera • padrão o ar tornase rarefeito fazendo com que a mistura se torne ainda mais rica, por isso faz se necessária a • correção da mistura.
•
Fase Operacional de Cruzeiro – geralmente esta será a fase mais longa durante o vôo. Usa-se a potência reduzida em torno de 16:1, para economizar combustível Fase Operacional de Aceleração – a aceleração rápida é efetuada em caso de emergência ( caso de arremetida ), neste instante abre-se uma bomba de aceleração para injetar uma certa quantidade de combustível, tornando a mistura rica. ( sistema acionado automaticamente ) Fase Operacional de Parada do Motor – nos aviões para efetuar a parada do motor é necessário recuar a manete de mistura, pois possibilitará a queima completa do combustível no interior do cilindro
