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Propulsão Aeronáutica Agosto-2014 Introdução a Motores a Pistão Motores do tipo Quatro Tempos Motores do tipo Dois Tempos Profa Cristiane Aparecida Martins Engenharia Aeronáutica

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Propulsão AeronáuticaAgosto-2014

Introdução a Motores a Pistão

Motores do tipo Quatro TemposMotores do tipo Dois Tempos

Profa Cristiane Aparecida MartinsEngenharia Aeronáutica

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Introdução a Motores a Pistão

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Tópicos Abordados

● Conceitos Básicos da Propulsão a Hélice em Motores a Pistão;

● Descrição Geral de Motores a Pistão;

● Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos;

● Ciclo de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos;

● Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Dois Tempos;

● Ciclo de Funcionamento de Motores a Pistão Dois Tempos;

● Parâmetros Geométricos de Motores a Pistão;

● Sobre-Alimentação de Motores a Pistão;

● Classificação de Motores a Pistão;

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Introdução a Motores a Pistão

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O grupo moto-propulsor de uma aeronave baseada em motores a pistão é

formado por um elemento motor e um elemento propulsivo;

O elemento motor corresponde ao motor a pistão propriamente dito, cuja

finalidade é gerar potência de eixo, na forma de torque, para acionamento

do elemento propulsivo;

O elemento propulsivo corresponde a hélice, cuja finalidade é gerar

força propulsiva para movimentação da aeronave, na direção de vôo, a partir do

torque entregue pelo motor;

A força propulsiva gerada pela hélice, denominada tração ou empuxo

(em inglês, propeller traction ou thrust), é resultado do efeito aerodinâmico

de sustentação gerada pelas pás da hélice em movimento rotativo, visto

que as pás da hélice são aerofólios aerodinâmicos;

Definição de Grupo Moto-Propulsor Baseado em Motores a Pistão

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Introdução a Motores a Pistão

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Conceitos Básicos da Propulsão a Hélice em Motores a Pistão

Grupo Moto-Propulsor a Hélice

Aeronave com Motor a Pistão e Hélice

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Descrição Geral de Motores a Pistão

Motor a Pistão Aeronáutico

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Descrição Geral de Motores a Pistão

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pistão cilindro

Descrição Geral de Motores a Pistão

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válvulas

biela

eixo de manivelas

Descrição Geral de Motores a Pistão

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Descrição Geral de Motores a Pistão

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Os motores a pistão são, na sua maioria, motores do tipo quatro tempos e

operam em um ciclo sequencial alternativo;

Os tempos de funcionamento são nomeados de acordo com a ordem

sequencial em ocorrem ao longo de um ciclo;

● primeiro tempo: admissão;

● segundo tempo: compressão;

● terceiro tempo: combustão ou tempo motor;

● quarto tempo: escapamento.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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primeiro tempo: ADMISSÃO

No tempo admissão ocorre a entrada da mistura

combustível no cilindro.

A mistura é admitida no cilindro através da

depressão causada pelo movimento descendente do

pistão, com a válvula de admissão aberta e a válvula

de escapamento fechada.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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segundo tempo: COMPRESSÃO

Após completada a admissão da mistura, essa é

comprimida devido ao movimento ascendente do

pistão, com as válvulas de admissão e escapamento

fechadas.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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No terceiro tempo, também chamado de tempo

motor, ocorre a ignição e combustão da mistura;

Nesse tempo, as válvulas de admissão e

escapamento permanecem fechadas e os gases de

combustão são expandidos dentro do cilindro,

forçando o pistão em movimento para baixo;

Os motores cuja ignição da mistura é iniciada por

centelhamento na vela de ignição, operam segundo o

ciclo termodinâmico Otto;

Os motores cuja ignição da mistura é iniciada pela

compressão, operam segundo o ciclo Diesel.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

terceiro tempo: COMBUSTÃO OU TEMPO MOTOR

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quarto tempo: ESCAPAMENTO

No quarto tempo ocorre a expulsão dos gases do

cilindro através do movimento ascendente do pistão;

Esse tempo ocorre com a válvula de escapamento

aberta e a válvula de admissão fechada.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

A introdução da mistura ar-combustível, para dentro do cilindro, e a

retirada dos gases queimados, para fora do cilindro, são controlados através de

válvulas móveis, que abrem e fecham ao longo do ciclo;

A(s) válvula(s) que controlam o processo de entrada da mistura ar-

combustível são chamadas de válvulas de admissão. A(s) válvula(s) que

controlam o processo de retirada dos gases queimados são chamadas de

válvulas de escapamento;

A abertura e fechamento das válvulas são controlados através de um eixo

comando de válvulas, o qual gira em sincronismo ao eixo do motor;

As válvulas permanecem naturalmente fechadas por ação de uma mola,

entretanto, o eixo comando de válvulas é dotado de ressaltos que

empurram as válvulas para baixo, gerando a abertura das válvulas;

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eixo comando de válvulas

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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válvula de admissão

válvula de escapamento

tempo do ciclo

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Em cada tempo de funcionamento do motor o pistão desloca-se

linearmente de um ponto a outro dentro do cilindro;

A distância percorrida linearmente pelo pistão a cada tempo é chamada

de curso do pistão (em inglês, stroke). O ponto mais inferior do curso do

pistão é chamado de ponto morto inferior PMI e o ponto mais superior

do curso é chamado ponto morto superior PMS;

Cada curso linear do pistão corresponde a curso angular do eixo de

manivelas de 180º. Para um motor quatro tempos mono-cilindro, cada ciclo do

motor equivale a duas voltas do eixo de manivelas ou 720º, ou seja 4 cursos

angulares de 180º;

Na admissão o eixo de manivelas totaliza um giro de 180º, na

compressão 360º, na combustão 540º e no escapamento 720º;

Ciclo de Funcionamento de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Introdução a Motores a Pistão

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Para um motor mono-cilindro, somente no tempo motor é desenvolvido

trabalho útil no motor;

Nos demais tempos ao longo do ciclo, o motor continua o movimento

através da inércia dos componentes principais do motor, como o eixo de

manivelas, biela e pistão;

Motor Quatro Tempos Mono-Cilindro: A energia liberada durante o

tempo motor deve ser suficiente para acionar a hélice, acessórios do motor, e

ainda movimentar, por inércia, todo o conjunto pistão-biela até a combustão

do próximo ciclo;

Motor Quatro Tempos Multi-Cilindros: Consiste da utilização de dois

ou mais cilindros no motor, para aumentar a energia liberada dentro do

motor por ciclo de funcionamento, através de mais tempos motores;

Considerações sobre o Funcionamento de Motores Quatro Tempos

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Para aumentar a potência e eficiência do motor utilizam-se mais cilindros:

Para um motor quatro tempos mono-cilindro:

1 ciclo = 2 rotações = 1 tempo de trabalho útil

Para um motor quatro tempos de dois cilindros:

1 ciclo = 2 rotações = 2 tempos de trabalho útil

Para um motor quatro tempos de quatro cilindros:

1 ciclo = 2 rotações = 4 tempos de trabalho útil

Para um motor quatro tempos de oito cilindros:

1 ciclo = 2 rotações = 8 tempos de trabalho útil

Considerações sobre o Funcionamento de Motores Quatro Tempos

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Ciclo de Funcionamento de um Motor Quatro Tempos com Quatro Cilindros

Considerações sobre o Funcionamento de Motores Quatro Tempos

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No motor quatro tempos a lubrificação das partes móveis como biela,

pistão, eixo de manivelas e eixo comando de válvulas são realizadas por

um óleo lubrificante;

O lubrificante fica armazenado no cárter, na parte inferior do motor, e é

bombeado para as partes do motor através de uma bomba de óleo;

A bomba de óleo é acionada através do movimento do eixo de manivelas,

consumindo parte da potência gerada pelo motor;

O lubrificante não entra em contato direto com a mistura combustível,

sendo separado da parte superior do motor, onde ocorre a combustão, através de

anéis de vedação na superfície do pistão;

Em alguns casos, pode-se utilizar ainda um radiador de óleo para

refrigeração do lubrificante que circula dentro do motor;

Considerações sobre a Lubrificação de Motores Quatro Tempos

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A refrigeração do motor pode ser realizada através do escoamento de ar

proveniente do movimento do veiculo ou através de um sistema de

refrigeração à água;

No caso da refrigeração através do escoamento de ar (geralmente

utilizada em aeronaves), o ar é captado geralmente pela parte frontal do

motor e os cilindros possuem aletas na superfície externa, a fim de aumentar

a dissipação de calor;

No caso de refrigeração à água, a água circula internamente a estrutura

do motor em galerias, sendo posteriormente resfriada em um trocador de

calor, conhecido como radiador, posicionado externamente ao motor;

Nesse caso, á água é bombeada do radiador para o motor e do motor

para o radiador através de uma bomba acionada pelo eixo de manivelas;

Considerações sobre a Refrigeração de Motores Quatro Tempos

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VL volume livre do cilindro (clearance volume)

VD volume deslocado pelo pistão (displaced volume)

B diâmetro da cabeça do pistão (bore)

L curso do pistão (stroke)

PMS linha do ponto morto superior

PMI linha do ponto morto inferior

a raio do eixo de manivelas (crank radius)

r comprimento da biela (connecting rod length)

s distância do pino do pistão ao eixo de manivelas

ângulo de movimento do pistão

Parâmetros Geométricos de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Razão de Compressão (RC): Razão entre o volume total do cilindro com

o pistão no PMI (volume deslocado mais o volume livre do cilindro) e o

volume livre do cilindro com o pistão no PMS

L

DL

V

VVRC

L

D

V

V1RC

VL

VD

VL

Parâmetros Geométricos de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Volume Deslocado no Cilindro (Displaced Volume): Corresponde ao

volume que é deslocado pelo pistão, durante o movimento do PMS até o

PMI, o qual depende do curso do pistão, distância linear da linha do PMS

ao PMI, e do diâmetro da cabeça do pistão;

Para um motor a pistão, geralmente é apresentado, nas especificações

técnicas desse motor, o volume total deslocado em todos os cilindros. Para

determinar o volume deslocado em cada cilindro é necessário dividir o volume

total deslocado pelo número de cilindros;

Comercialmente, o volume total deslocado do motor é expresso pela

simbologia 2.0, que corresponde a um volume total deslocado de 2L;

Do ponto de vista matemático, o volume deslocado em cada cilindro

deve ser expresso na unidade de volume do SI, m3.

Parâmetros Geométricos de Motores a Pistão Quatro Tempos

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● RC ~ razão de compressão [-]

L

D

L

DL

V

V1

V

VVRC

● VD ~ volume deslocado no cilindro [m3]

● L ~ curso do pistão (stroke) [m]

● B ~ diâmetro do pistão (bore) [m]

L4

B πV

2

D

Parâmetros Geométricos de Motores a Pistão Quatro Tempos

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Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Dois Tempos

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Introdução a Motores a Pistão

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primeiro tempo: ADMISSÃO, COMPRESSÃO

Durante o movimento ascendente, o pistão comprime a mistura na parte

superior do cilindro, admitindo uma nova mistura pela rarefação na parte

inferior do cilindro. Ao final da compressão, ocorre a ignição da mistura na

parte superior do cilindro.

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Dois Tempos

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Introdução a Motores a Pistão

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Durante a combustão o pistão é forçado a um movimento descendente,

empurrando a mistura admitida da parte inferior do motor para a parte superior.

Essa mistura em ascensão auxilia na expulsão dos gases de combustão para

fora do cilindro.

segundo tempo: COMBUSTÃO E ESCAPAMENTO

Principio de Funcionamento de Motores a Pistão Dois Tempos

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Vantagens do Motor Dois Tempos em Relação ao Quatro Tempos:

O motor dois tempos é mais simples construtivamente, pois não possui

válvulas móveis, e conseqüentemente, não necessita de eixo comando de

válvulas e acessórios do eixo comando;

Um motor dois tempos é mais leve e mais potente do que um motor

quatro tempos de volume equivalente;

Para um motor mono-cilindro, o motor do tipo dois tempos produz um

tempo motor a cada rotação do motor; O motor quatro tempos produz

um tempo motor para cada duas rotações do motor;

O custo de aquisição e manutenção é menor, sendo mais indicado para

automóveis leves (motos) e aeronaves de pequeno porte, (ultra-leves)

Comparação entre Motores Quatro Tempos e Dois Tempos

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Introdução a Motores a Pistão

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Desvantagens do Motor Dois Tempos em Relação ao Quatro Tempos:

O motor dois tempos é menos econômico em combustível porque uma

parte da mistura admitida é expulsa junto com os gases queimados;

Uma parte dos gases queimados permanece no cilindro, contaminando a

mistura admitida no ciclo seguinte;

O aquecimento do motor é maior devido ao maior número de combustões;

A lubrificação é deficiente visto que o lubrificante é diluído no

combustível, devido a ausência de cárter exclusivo para o óleo;

A sensibilidade do motor dois tempos é maior em relação a condições

atmosféricas, ocorrendo grande perda de potência para pequenas variações

de altitude;

Comparação entre Motores Quatro Tempos e Dois Tempos

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Introdução a Motores a Pistão

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Sistema de Ignição de Motores a Pistão

O processo de combustão dentro dos cilindros de motores a pistão pode

ser iniciado de duas formas: por centelhamento de uma vela de ignição

ou pela própria compressão da mistura ar-combustível no cilindro;

Em motores com ignição por centelhamento, considerando o motor já

em funcionamento, o centelhamento é gerado de forma auto-sustentada

através do movimento do motor;

O sistema de ignição desse motores é basicamente formado por um

elemento elétrico chamado magneto e um distribuidor de ignição;

Com a rotação do motor, gera-se um campo eletromagnético nos imãs do

magneto, gerando pulsos de alta tensão que são transmitidos de forma

adequada às velas de ignição, através do distribuidor de ignição, na sequência

de ignição dos cilindros;

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Introdução a Motores a Pistão

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Sistema de Ignição de Motores a Pistão

Motor a Pistão com Ignição por Magneto

Magneto

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Introdução a Motores a Pistão

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Sistema de Ignição de Motores a Pistão

Em motores com ignição por compressão, a mistura ar-combustível ao

ser comprimida, no segundo tempo de funcionamento do motor, entra em

combustão espontaneamente;

O processo de ignição por compressão ocorre devido ao aumento de

temperatura da mistura durante a compressão, diferentemente do processo

por centelhamento, que ocorre devido ao calor da centelha;

Os motores cujo funcionamento é baseado em ignição por centelhamento

são motores que operam de acordo com o ciclo termodinâmico Otto, e

utilizam como combustíveis geralmente a gasolina ou etanol;

Os motores cujo funcionamento é baseado em ignição por compressão

são motores que operam de acordo com o ciclo termodinâmico Diesel, e

utilizam como combustíveis geralmente o óleo Diesel ou querosene;

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Com o motor desligado, não existe movimento no magneto para geração

dos pulsos de alta tensão nem compressão para ignição;

Para iniciar o movimento do motor de forma contínua, um sistema de

partida deve ser utilizado para promover as primeiras rotações do motor, a

fim de energizar os magnetos e as velas de ignição;

Os motores aeronáuticos mais antigos são acionados através um

“empurrãozinho” inicial da hélice, efetuado pelas mãos de um operador

externo (o que é extremamente perigoso!);

Com o aumento do tamanho dos motores, tornou-se necessário a

utilização de sistemas mecânicos para acionamento dos motores, baseados

em motores de partidas elétricos, ou starters, acionados pela bateria da

aeronave (de forma semelhante aos motores automotivos);

Sistema de Partida de Motores a Pistão

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Motor a Pistão Acionado por Starter

Starter Elétrico

Sistema de Partida de Motores a Pistão

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Sistemas de Alimentação de Combustível

O sistema de alimentação de combustível utilizados em motores a pistão

podem ser de dois tipos: alimentação por gravidade ou por pressurização;

Nos Sistemas de Alimentação de Combustível por Gravidade o

combustível é transferido do tanque de combustível para o sistema de injeção de

combustível sob a ação da força da gravidade;

Esse sistema é comumente utilizado em aeronaves de asa alta, com

tanques de combustível localizados nas asas, devido a posição elevada

do tanque em relação ao motor;

Geralmente a aeronave com alimentação por gravidade possui

limitações de manobrabilidade, por causa do sentido do fluxo de

combustível (para baixo), sendo utilizados somente em pequenas aeronaves

civis, como por exemplo, ultraleves;

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Sistemas de Alimentação de Combustível

Nos Sistema de Alimentação de Combustível por Pressurização o

combustível é transferido do tanque para o sistema de injeção via bomba

de combustível (geralmente mecânica, acionada pelo motor);

Esse sistema de alimentação é utilizado na grande maioria das aeronaves

comerciais, de pequeno a grande porte, e em aeronaves militares;

Como o fluxo de combustível para o motor ocorre devido a pressão de

bombeamento, as aeronaves podem executar qualquer tipo de manobra

sem o risco de interrupção no fornecimento de combustível para o motor;

No caso de aeronaves acrobáticas, as quais realizam manobras abruptas

e vôo invertido, o sistema de alimentação deve ser necessariamente por

pressurização, sob pena de o motor parar de funcionar por falta de

combustível em determinadas atitudes de vôo;

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Sistemas de Alimentação de Combustível

Alimentação por Gravidade Alimentação por Pressurização

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Sistemas de Injeção de Combustível

Os sistemas de injeção de combustível são responsáveis por introduzir o

combustível proveniente dos tanques dentro do motor;

Com relação ao método de injeção e de preparação da mistura

combustível, os sistemas de injeção podem ser basicamente de 3 (três)

tipos: via carburador, injeção indireta e injeção direta de combustível;

● Sistema de Injeção via Carburador: sistema básico de injeção no qual

o combustível é succionado pelo ar admitido pelo motor, os quais são

misturados ainda no coletor de admissão do motor;

● Sistema de Injeção Indireta: sistema no qual o combustível sob

pressão é pulverizado e misturado ao ar ainda no coletor de admissão;

● Sistema de Injeção Direta: sistema no qual o combustível sob pressão

é injetado diretamente dentro do cilindro, após o tempo de compressão;

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Introdução a Motores a Pistão

Propulsão AeronáuticaAgosto-2014

No Sistema de Injeção via Carburador o combustível injetado dentro do

motor é dosado através da quantidade de ar que é aspirada pelo motor;

O ar admitido pelo motor atravessa um bocal convergente-divergente

(tubo venturi) dentro do carburador, gerando uma zona de baixa pressão

em uma das extremidades de um diafragma dosador de combustível;

Quanto maior for a quantidade de ar aspirada pelo motor, maior será a

diferença de pressão entre as extremidades do diafragma, aumentando a

quantidade de combustível injetada no motor;

O combustível é misturado ao ar no coletor de admissão antes de entrar

no cilindro do motor, durante o processo de admissão do motor;

O piloto controla somente a quantidade de ar aspirada pelo motor através

de uma borboleta de aceleração, conectada a manete a potência;

Sistema de Injeção de Combustível via Carburador

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Sistema de Injeção de Combustível via Carburador

Esquema de Funcionamento do Carburador de Injeção

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Sistema de Injeção Indireta de Combustível

No Sistema de Injeção Indireta o combustível sob pressão é pulverizado

diretamente no coletor de admissão do motor através de bicos injetores;

O controle da quantidade de combustível pulverizada é realizado através

uma unidade mecânica, acionada pelo movimento do motor, a qual dosa

o combustível em função da quantidade de ar aspirada pelo motor;

Uma válvula distribuidora de fluxo, chamada de “aranha”, distribui o fluxo

de combustível em partes iguais para cada cilindro;

Esse sistema de injeção é dito do tipo “injeção indireta” porque a mistura

ar-combustível é preparada antes de entrar nos cilindros, ainda no

coletor de admissão do motor;

Na prática, o sistema de injeção via carburador também é um sistema de

injeção indireta, entretanto, com princípio de funcionamento diferente;

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Sistema de Injeção Indireta de Combustível

Esquema de Funcionamento do Sistema de Injeção Indireta

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Introdução a Motores a Pistão

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Sistema de Injeção Direta de Combustível

No Sistema de Injeção Direta o combustível sob pressão é injetado e

pulverizado diretamente dentro dos cilindros;

O controle da quantidade de combustível pulverizada ainda é realizado

através uma unidade mecânica, acionada pelo movimento do motor, a qual dosa

o combustível em função da quantidade de ar aspirada;

O combustível depois de passar pela unidade de controle é

pressurizado a altas pressões, sendo injetado por uma bomba injetora;

Uma diferença desse sistema em relação ao sistema de injeção indireta é

que a bomba injetora está após a unidade de controle de combustível;

Esse sistema de injeção é dito do tipo “injeção direta” porque a mistura

ar-combustível é preparada dentro dos cilindros, durante o processo de

admissão do motor;

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Introdução a Motores a Pistão

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Sistema de Injeção Direta de Combustível

Esquema de Funcionamento do Sistema de Injeção Direta

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Introdução a Motores a Pistão

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A potência de um motor a pistão esta diretamente relacionada com a

quantidade mássica de ar admitida pelo motor por ciclo;

Como a densidade do ar, que corresponde a quantidade ar por unidade

de volume, decresce com o aumento da altitude, a potência de um motor a

pistão diminui com aumento da altitude de vôo;

De uma forma geral, a potência de um motor a pistão quatro tempos ao

nível do mar decai pela metade a 18000ft de altitude e decai a um quinto a

30000ft de altitude;

A solução é aumentar a quantidade de ar entregue ao motor em relação

a quantidade que esse é capaz de aspirar naturalmente. Esse processo

de aumento da quantidade de ar é realizado através de um sistema de

sobre-alimentação, utilizando um compressor de ar.

Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

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Introdução a Motores a Pistão

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Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

Os compressores de ar empregados em motores a pistão aeronáuticos

são comumente compressores dinâmicos centrífugos, ou seja, o

escoamento muda de direção axial para radial ao longo do compressor;

Construtivamente, esses sistemas são compostos basicamente por um

rotor, que acelera o escoamento incidente de ar, e por um difusor, o qual

converte a energia cinética gerada no rotor em pressão;

Os compressores são utilizados para aumentar a pressão de ar na

admissão do motor, conseqüentemente aumentando a quantidade de massa por

unidade de volume, compensando o efeito da altitude de vôo;

Os rotores dos compressores podem ser ligados diretamente no eixo de

manivelas do motor, como nos sistemas superchargers, ou ao eixo de

uma turbina de potência, como nos sistemas turbochargers;

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Introdução a Motores a Pistão

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No sistema supercharger, o compressor rotativo esta conectado

diretamente ao eixo de manivelas do motor, dentro do bloco do motor,

sendo acionado pelo movimento do motor;

Dentre as vantagens do supercharger: o compressor é mais simples e

robusto construtivamente do que no sistema turbocharger; a razão de pressão

imposta pelo compressor é maior, fornecendo uma quantidade de massa

maior do que no sistema turbocharger;

Dentre as desvantagens do supercharger: o compressor esta conectado

ao eixo de manivelas do motor consumindo potência de eixo; a rotação

do compressor esta limitada à rotação do motor; em baixa rotações o

compressor operam com baixas eficiências termodinâmicas; para grandes

rotações do compressor deve-se utilizar um multiplicador de velocidade;

Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

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Introdução a Motores a Pistão

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Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

Motor com Sobre-Alimentação

do tipo Supercharger

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Introdução a Motores a Pistão

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No sistema turbocharger, o compressor rotativo é acionado coaxialmente

por uma turbina de potência montada no coletor de escapamento, em

uma estrutura independente do bloco do motor;

Dentre as vantagens do turbocharger: o conjunto rotor compressor-

turbina, por ser independente do eixo de manivelas do motor, pode operar

em rotações elevadas (~1000000rpm), aumentando a eficiência

termodinâmica do sistema de sobre-alimentação; intercambialidade entre um

dado motor e diferentes turbocompressores, permitindo maior flexibilidade de

potência;

Dentre as desvantagens do turbocharger: como o conjunto rotor opera

em altas rotações, as falhas estruturais geralmente são catastróficas para o

motor; restrição do fluxo de escapamento pela turbina;

Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

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Introdução a Motores a Pistão

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turbina

compressor

Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

Motor com Sobre-Alimentação

do tipo Turbocharger

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Introdução a Motores a Pistão

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O processo de aumento de pressão do ar, ao atravessar o compressor de

um sistema de sobre-alimentação, gera também aumento de temperatura;

O aumento de temperatura durante o processo de admissão tende a

reduzir a potência máxima do motor e induz também ao aparecimento do

fenômeno de detonação do combustível, o qual ocorre quando a mistura

ar-combustível entra em combustão antes do centelhamento;

Para reduzir a temperatura do ar comprimido pelo compressor é utilizado

um elemento trocador de calor, chamado de intercooler, o qual resfria o

ar comprimido antes desse entrar no motor;

O processo de resfriamento pelo intercooler, apesar de gerar uma

pequena redução de pressão no ar recém-comprimido, evita a detonação

do combustível, a qual pode danificar o motor;

Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

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Introdução a Motores a Pistão

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Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

Esquema de Funcionamento do Sistema Turbocharger com Intercooler

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Introdução a Motores a Pistão

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Sobre-Alimentação de Motores a Pistão

Motores Aeronáuticos Sobre-Alimentados com Intercooler

turbocharger

intercooler

supercharger

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Introdução a Motores a Pistão

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Classificação dos Motores a Pistão Aeronáuticos

Classificação com Base na Disposição dos Cilindros;

Classificação com Base no Processo de Admissão de Ar;

Classificação com Base no Método de Preparação da Mistura;

Classificação com Base no Método de Ignição da Mistura;

Classificação com Base na Refrigeração do Motor;

Classificação com Base na Posição do Elemento Propulsivo;

Classificação com Base no Acionamento do Elemento Propulsivo;

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motor a pistão de cilindros radiais

Classificação com Base na Disposição dos Cilindros

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motor a pistão de cilindros em linha

Classificação com Base na Disposição dos Cilindros

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motor a pistão de cilindros em V

Classificação com Base na Disposição dos Cilindros

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Introdução a Motores a Pistão

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motor a pistão de cilindros opostos horizontalmente

configuração também denominada boxer

Classificação com Base na Disposição dos Cilindros

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Introdução a Motores a Pistão

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Os motores a pistão podem ser classificados em naturalmente aspirados

e sobre-alimentados, no caso de motores sobre-alimentados esses

podem ser do tipo supercharger ou turbocharger;

Classificação com Base no Método de Preparação da Mistura

Os motores a pistão podem ser de injeção carburada (motores a

gasolina), injeção indireta no coletor de admissão (motores a gasolina e

etanol) ou injeção direta dentro do cilindro (motores Diesel ou querosene);

Classificação com Base no Método de Ignição da Mistura

Os motores a pistão podem ser do tipo ignição por centelhamento

(motores baseados no ciclo Otto) e do tipo ignição por compressão (motores

baseados no ciclo Diesel);

Classificação com Base no Processo de Admissão de Ar

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Introdução a Motores a Pistão

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Motor Refrigerado a Ar Motor Refrigerado a Água

Classificação com Base na Refrigeração do Motor

Os motores a pistão podem ser refrigerado a ar, como no caso dos

motores radiais de grande área frontal, ou refrigerados a água, como os

motores horizontais, em linha ou em V, de grande comprimento;

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configuração de motor pullerhélice posicionada na parte frontal da aeronave

Classificação com Base na Posição do Elemento Propulsivo

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Introdução a Motores a Pistão

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Classificação com Base na Posição do Elemento Propulsivo

configuração de motor pusherhélice posicionada na parte traseira da aeronave

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Introdução a Motores a Pistão

Propulsão AeronáuticaAgosto-2014

Classificação com Base na Posição do Elemento Propulsivo

configuração de motor pusher-pullerhélice posicionada na parte frontal e traseira da aeronave

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Introdução a Motores a Pistão

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configuração de hélice acionada diretamente pelo motorhélice acionada diretamente pelo eixo de manivelas do motor

Classificação com Base no Acionamento do Elemento Propulsivo

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Classificação com Base no Acionamento do Elemento Propulsivo

configuração de hélice acionada por caixa de reduçãohélice acionada através de sistema de redução de velocidade