Motores de Aeronaves

	*Motores Alternativos de Aeronaves - 32*
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Taxa de compressão

Todo motor de combustão interna tem que comprimir a mistura ar/combustível, para receber uma quantidade razoável de trabalho em cada tempo de potência. A carga ar/combustível em um cilindro pode ser comparada com uma mola helicoidal, em que, quanto mais é comprimido, mais trabalho é potencialmente capaz de realizar. A razão de compressão de um motor, é uma comparação do volume de um cilindro quando o êmbolo está no ponto morto inferior, e o volume quando ele está no ponto morto superior. Essa comparação é expressa como uma razão, daí a expressão "razão de compressão". Taxa de compressão é um fator de controle na máxima potência desenvolvida por um motor, mas ela está limitada pela quantidade dos combustíveis atuais, pelas elevadas velocidades dos motores e pressões de admissão requeridos para decolagem. Por exemplo, se existem 140 pol3 de volume em um cilindro quando o êmbolo está no ponto morto inferior, e 20 pol3 quando o êmbolo está no ponto morto superior, a razão de compressão é 140 para 20. Se essa razão é expressa na forma de fração, será escrita como 140/20 ou 7 para l, geralmente representada por 7:l . Para compreender inteiramente as limitações localizadas na razão de compressão deve-se entender a pressão de admissão e seus efeitos. Pressão de admissão é a pressão média absoluta da carga de ar ou ar/combustível na entrada, e é medida em polegadas de mercúrio. A pressão de admissão depende da velocidade do motor (posição da manete) e do compressor. O compressor interno acionado por motor (ventoinha), e o compressor externo acionado pelos gases de escapamento (turbo), são geralmente compressores do tipo centrífugo. A operação desses compressores aumenta o peso da carga que entra no cilindro. Quando um ou ambos são usados com um motor de aeronave, a pressão de admissão pode ser consideravelmente mais elevada que a pressão atmosférica. A vantagem dessa condição, é que uma quantidade maior de carga é forçada em um dado volume de cilindro, resultando em uma potência maior. A taxa de compressão e a pressão de admissão determinam a pressão no cilindro naquela parte do ciclo de operação em que ambas as válvulas estão fechadas. A pressão da carga, antes da compressão, é determinada pela pressão de admissão, enquanto a pressão em alta compressão (no momento da ignição) é determinada pela pressão de admissão vezes a razão de compressão. Por exemplo, se um motor operou com pressão de admissão de 30"Hg, com uma razão de compressão de 7:1, a pressão no instante anterior ã ignição foi de aproximadamente 210"Hg. Contudo, em uma pressão de admissão de 60"Hg, a pressão seria 420"Hg. Sem entrar em detalhes, foi mostrado que o tempo de compressão aumenta o efeito da variação de pressão de admissão e, o aumento de ambos, afeta a pressão da carga de combustível, exatamente no momento que antecede a ignição. Se a pressão nesse instante se tornar muito alta, ocorrerá ignição prematura ou detonação, produzindo superaquecimento. Uma das razões para utilização de motores com elevadas razões de compressão é obter uma maior economia de combustível, ou seja, converter mais energia térmica em trabalho útil do que é obtido em motores com baixa taxa de compressão; uma vez que, mais calor da carga sendo convertido em trabalho útil, menos calor é absorvido pelas paredes do cilindro. Esse fato proporciona uma operação do motor com temperaturas mais baixas, o que por conseqüência aumenta a eficiência térmica. Aqui, mais uma vez, um acordo é necessário entre a demanda para uma economia de combustível, e a demanda para uma potência máxima, sem detonação. Alguns fabricantes de motores de alta compressão eliminam detonação a altas pressões de admissão, injetando um fluido antidetonante na mistura ar/combustível. O fluido age primeiramente como um refrigerante, de forma que mais potência pode ser liberada pelo motor por curtos períodos, tais como na decolagem e durante emergências, quando a potência é crítica. Essa alta potência deve ser usada apenas por curtos períodos.

Fonte: Manual de Mecânico de Manutenção Aeronáutica - Grupo Motopropulsor - DAC. Fotografias, acréscimos ao texto original e notas - Marcos Ramon da Silva.

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