Como já vimos em nosso estudo anterior, o motor a pistão é usado praticamente em todos os aviões de pequeno porte, sendo sua constituição semelhante à dos motores dos automóveis, porém com pequenos refinamentos necessários ao desempenho aeronáutico.
O principio de funcionamento do motor a pistão baseia-se no aproveitamento da energia da queima do combustível no interior de um cilindro, onde os gases da combustão impulsionam um pistão. O movimento do pistão é transformado em movimento de rotação através da viela que é acoplada a um eixo de manivelas. O motor funciona através da sucessão de impulsos sobre o pistão. A seguir veremos, para um melhor entendimento, os componentes de um motor a pistão.
Os motores a pistão podem ser classificados em dois grandes grupos:
a) Motores a Quatro Tempos
b) Motores a Dois Tempos
Motor a Quatro Tempos
Esta denominação ficará clara após o entendimento do ciclo percorrido pelo pistão deste tipo de motor. Antes, é necessário identificarmos durante o movimento do pistão no interior do cilindo, os pontos extremos atendidos, que são o Ponto Morto Alto (PMA) e o Ponto Morto Baixo (PMB). A distância entre estes dois pontos mortos é chamada de Curso.
O funcionamento do motor a pistão não parte por si só, sendo necessário girá-lo algumas vezes até ocorrer a primeira combustão no cilindro. O funcionamento do motor ocorre através da repetição de ciclos.
Um ciclo é formado pela sequência de quatro etapas denominadas tempos, durante os quais ocorrem as chamadas seis fases.
Primeiro Tempo: Admissão
O primeiro tempo recebe o nome de “admissão”, e corresponde ao movimento do pistão do PMA para o PMB com a válvula de admissão aberta. Nesse tempo, ocorre a primeira fase, que recebe o mesmo nome deste tempo: “admissão”, isto porque o pistão aspira a mistura de ar e gasolina para dentro do cilindro. Quando o pistão chega ao PMB, a válvula de admissão fecha-se e a mistura fica presa dentro do cilindro.
O mecanismo que abre e fecha as válvulas é chamado de sistema de comando de válvulas.
Segundo Tempo: Compressão
Denominado de “compressão”, o segundo tempo corresponde ao movimento do pistão do PMB para o PMA, com as duas válvulas (admissão e escapamento) fechadas. Nesse tempo ocorre a segunda fase, também denominada “compressão”, porque o pistão comprime a mistura de ar e gasolina que ficou presa dentro do cilindro.
A compressão pode parecer um desperdício de trabalho, porém, sem a mesma a combustão produziria pouca potência mecânica e a energia do combustível perder-se-ia sob a forma de calor.
Terceiro tempo: Tempo Motor (embora na ilustração este tempo foi denominado como explosão, no nosso conteúdo deveremos denomina-lo como Tempo Motor).
Antes do terceiro tempo ocorre a terceira fase, denominada “ignição”, quando a vela produz uma faísca, dando início à quarta fase, que é a “combustão”. O terceiro tempo (tempo motor) corresponde à descida do PMA para o PMB, provocado pela forte pressão dos gases queimados que se expandem. Essa é a quinta fase de funcionamento do motor, e chama-se “expansão”. O motor pode agora funcionar sozinho, já que o impulso dado à hélice é suficiente para mantê-lo girando até a próxima combustão.
Quarto tempo: Escapamento
O quarto tempo é denominado “escapamento”, “escape” ou “exaustão”, e corresponde à subida do pistão do PMB para o PMA com a válvula de escapamento aberta. Nesse tempo ocorre a sexta fase, que chama-se também “escapamento”, porque os fases queimados são expulsos do cilindro pelo pistão.
Quando o pistão alcança o PMA, a válvula de escapamento é fechada, encerrado o primeiro ciclo, e então tudo se repete na mesma sequência.
Pode-se dizer que tempo é o conjunto das fases que ocorrem quando o pistão percorre um curso. O ciclo de quatro tempos, em homenagem a seus idealizadores é denominado Ciclo de Otto (ou Ciclo Otto-Beau de Rochas). O Ciclo Otto é realizado em quatro tempos ou duas voltas do eixo de manivelas (giro de 720 graus). Durante este processo o pistão recebe apenas um impulso motor. O motor permanece girando durante os demais tempos devido a inércia das peças girantes, principalmente a hélice.
Para se obter uma máxima eficiência durante o funcionamento, o ciclo a quatro tempos sofre alguns ajustes determinados experimentalmente pelo fabricante do motor. As modificações são:
a) Avanço na abertura da válvula de admissão
b) Atraso no fechamento da válvula de admissão
c) Avanço de ignição
d) Avanço na abertura da válvula de escapamento
e) Atraso no fechamento da válvula de escapamento
As modificações ocorrem para as condições de voo de cruzeiro. As demais condições como marcha lenta e decolagem, como situações consideradas transitórias, admite-se uma eficiência não ideal nesses casos. Estas modificações fazem parte do programa teórico para pilotos, porém será abordada em outra ocasião.
Nenhum comentário:
Postar um comentário