AERONAVES E MOTORES -> Capítulo VII - Motores a Pistão (Parte 2/3)

CAPÍTULO VII

MOTORES 
A
PISTÃO

Parte 2/3

O MOTOR A 

QUATRO TEMPOS

CONTINUAÇÃO...


O ciclo de Otto é completado em quatro tempos ou duas voltas do eixo de manivelas (giro de 720 graus, durante as quais os pistões recebe apenas um impulso motor.

O motor permanece girando durante os demais tempos devido a inércia das peças girantes, principalmente a hélice.

Na prática, os motores possuem quatro tempos ou mais cilindros, e as combustões ocorrem em instantes diferentes, de modo a se "auxiliarem" mutuamente.

O funcionamento básico do motor a quatro tempos pode ser resumido no quadro abaixo:

Na prática, as seis fases não correspondem exatamente aos quatro tempos conforme indica o quadro acima, porque o ciclo teórico sofre modificações que levam em consideração os seguintes fatores

1. A combustão real não é instantânea, e as válvulas não se abrem nem fecham instantaneamente.
2. As válvulas e as tubulações oferecem resistência à passagem da mistura e doa gases queimados.
3. A mistura e os gases possuem inércia, havendo portanto um retardo no início e no término do fluxo dos mesmos.

MODIFICAÇÕES NO CICLO A QUATRO TEMPOS


São ajustes determinados experimentalmente pelo fabricante do motor, para se obter a máxima eficiência durante o funcionamento. 

As modificações são as seguintes:

1. Avanço na Abertura da válvula de Admissão (AvAA);
2. Atraso no Fechamento da válvula de Admissão (AtFA);
3. Avanço de ignição;
4. Avanço na Abertura da válvula de Escapamento (AvAE);
5. Atraso no Fechamento da válvula de Escapamento (AtFE);

As modificações acima, são feitas para as condições de voo de cruzeiro. Como as demais condições (Marcha lenta, decolagem, etc) são transitórias, admite-se uma eficiência não ideal nesses casos.

O avanço de ignição é alterado durante a partida do motor, através de um retardo introduzido automaticamente.

MODIFICAÇÕES NOS TEMPOS DE ADMISSÃO

Essas modificações têm a finalidade de aumentar a carga de combustível (mistura) admitida no cilindro. 

São as Seguintes:

• Avanço na Abertura da Válvula de Admissão(AvAA) - Conforme mostra a figura abaixo (Imagem 2), este avanço é a antecipação do inicio da abertura da válvula de admissão, para que ela esteja totalmente aberta quando o pistão atingir o PMA. Esse avanço é medido em graus em relação ao moente do eixo de manivelas. No Exemplo abaixo, o avanço é de 15º (graus).

Imagem 2

NOTA Todas as modificações mostradas nas figuras são valores reais, mas constituem em meros exemplo e variam de motor para motor.

• Atraso no Fechamento da Válvula de Admissão(AtFA) - A válvula de admissão é fechada um pouco depois do pistão ter atingido o PMB. Isso é vantajoso porque permite à mistura continuar entrando no cilindro devido à inércia da mistura que se encontra ainda no tubo de admissão.

Imagem 3

NOTA (Esta nota pode ser Ignorada se você ficar confuso com a sua leitura) - As modificações na admissão fazem com que a "Fase de Admissão" tenha início no quarto tempo (escapamento) do ciclo anterior e termino no terceiro tempo (Compressão) no ciclo atual. Diferentemente dessa "Fase de Admissão", o "Tempo de Admissão" não altera com as modificações efetuadas, pois está vinculado ao curso do pistão, e não ao fenômeno físico da admissão da mistura no cilindro.
Esse fato demonstra que a "Fase" e "Tempo" são coisas diferentes, embora possam eventualmente ter o mesmo nome.

MODIFICAÇÕES NO PONTO DE IGNIÇÃO

A ignição deve ocorrer antes do PMA, por que a mistura leva certo tempo para se queimar. Portanto a combustão no motor real inicia-se no segundo tempo (compressão) e termina no terceiro (tempo motor).

Como a velocidade da combustão é constante, o avanço de ignição deve ser tanto maior quanto maior a velocidade de rotação do motor.

Imagem 4

MODIFICAÇÕES NOS TEMPOS DE ESCAPAMENTO

Estas modificações têm a finalidade de eliminar os gases queimados da maneira mais completa possível.

São as seguintes:

• Avanço na Abertura da Válvula de Escapamento (AvAE) - A válvula de escapamento é aberta antes do pistão atingir o PMB, para que os gases comecem logo a escapar e não exerçam muita oposição quando o pistão iniciar o curso ascendente logo a seguir.

Imagem 5

• Atraso no Fechamento da Válvula de Escapamento (AtFE) No final do escapamento, os gases queimados continuam a sair mesmo quando o pistão chega ao PMA, devido a inércia. O atraso no fechamento da válvula tem a finalidade de aproveitar esse fato, para melhorar a expulsão dos gases.

Imagem 6

CRUZAMENTO DE VÁLVULAS

É o nome dado a situação que ocorre no início da admissão, quando as duas válvulas ficam abertas simultaneamente, devido ao avanço na abertura da válvula de admissão e o atraso de escapamento.

Imagem 7

NOTA:
O cruzamento é consequência das modificações nos tempos das válvulas e por isso favorece o funcionamento do motor em voo de cruzeiro, embora possa prejudicá-lo em outras condições.