O epítome do legal

May 26, 2023

Aeronave

[Crédito: Leonardo Correa Luna]

Os turbocompressores são o epítome do cool. No início da década de 1960, a Oldsmobile teve o primeiro automóvel turboalimentado de produção, o F-85 Cutlass com um turbo Garrett AiResearch, apelidado de motor Turbo-Rocket e comercializado como Jetfire.

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O Porsche 930 Turbo de 1979, um dos primeiros carros de rua de produção a experimentar a turboalimentação, foi um ícone da época. Muitos dos meus amigos tinham pôsteres deles, na verdade. 1986 me encontrou andando pelas ruas em meu Ford Fairlane de 20 anos (normalmente aspirado), tocando “Turbo Lover” do Judas Priest em um toca-fitas no painel.

Com toda a honestidade, devo encerrar este artigo aqui, pois tudo o que escrever a seguir não pode ser comparado a rolar pelo estacionamento do Big Star e aparecer no Judas Priest.

Os componentes de um sistema de turboalimentação de aeronave são o turboalimentador, o corpo do acelerador, o coletor de admissão, o coletor de escapamento, a admissão de ar, a válvula de descarga e o escapamento. O conjunto do turboalimentador tem três componentes principais: a turbina que recebe os gases do escapamento, o compressor que recebe o ar de admissão, comprime-o e o conduz para dentro do cilindro – e um eixo que conecta os dois.

A turbina é a força motriz por trás do sistema de turboalimentação. O gás de exaustão do coletor faz com que ele gire; este é o resíduo que contorna a wastegate.

Conectando a turbina e o compressor está o eixo da turbina. Este conector de metal sólido garante que o compressor gire enquanto a turbina gira. Os eixos do turbocompressor requerem lubrificação adequada e muitas vezes falham se ficarem sem óleo.

O compressor fornece ar comprimido para o lado de admissão do cabeçote. Acionado pela turbina através do eixo, o compressor gira em uníssono para completar o trabalho iniciado pelo escapamento. Este aumento na pressão do ar através da admissão é conhecido como pressão de admissão. Tal como acontece com muitas coisas na vida, você pode ter muitas coisas boas. Seu motor nem sempre consegue lidar com o excesso de pressão no coletor e pode causar danos graves.

O sistema de turboalimentação é responsável pela pressão desnecessária ou indesejada através da válvula de descarga. Este processo pode ser automático ou acionado manualmente pelo piloto na cabine. Em ambos os casos, a missão é dissipar os gases de escape antes que entrem na unidade turbo, girando o compressor mais rapidamente e prejudicando o motor.

O parâmetro operacional básico para motores alternativos está ao nível do mar. É também aqui que o seu motor produz mais energia. À medida que a altitude de uma aeronave aumenta, a pressão e a densidade diminuem inversamente, fazendo com que a potência diminua.

Os motores turboalimentados operam a pressões e temperaturas muito mais altas do que os seus equivalentes normalmente aspirados. Muitas aeronaves alternativas precisam de um turboalimentador para voos em grandes altitudes. Se não for mantido adequadamente, isso pode causar tensão adicional ao sistema de escapamento.

Alguns também sangram o ar dos sistemas turbo para pressurizar as cabines das aeronaves.

Recentemente passei algum tempo com Tim Gauntt, diretor de suporte ao produto da Hartzell Engine Technologies, LLC (HET). Ele teve a gentileza de transmitir alguns conhecimentos sobre sistemas de turbocompressores.

Um tópico que abordamos: como e até que ponto os pilotos devem operar “lean of peak” (LOP). Como isso afeta o turboalimentador e os componentes de aeronaves específicas? O turbocompressor é classificado para uma temperatura específica, normalmente com base na temperatura de entrada da turbina (TIT). O turbo estará dentro da faixa operacional padrão se essa temperatura não for excedida.

Lean of peak é uma faixa operacional relativamente nova, pois não havia como determinar isso antes que os analisadores de motor estivessem disponíveis. No passado, você se baseava em uma temperatura operacional segura do turbo TIT, conforme estabelecido pelo OEM. Lembramos que todas as operações do motor devem estar de acordo com as recomendações do fabricante. Eles são os especialistas. Esta prática é padrão para Continental, Lycoming e outros OEMs como Rotax.