O carburador
A unidade de formação de mistura mais simples é o carburador. Basicamente serva para controlar a quantidade de ar e dosar a gasolina na proporção correta e, portanto, selecionar a fase operacional (marcha lenta, decolagem, cruzeiro etc) desejada pelo piloto. Se a mistura formada não for adequada, o motor pode parar por falta de gasolina ou então por afogamento, isto é, excesso de gasolina.
Controle de potência
A manete de potência está ligada diretamente a borboleta do carburador. Quando a manete é empurrada toda para a frente, a borboleta estará totalmente aberta, permitindo ao motor aspirar a máxima quantidade de ar. Quando a manete está na posição de marcha lenta, a borboleta ficará quase toda fechada.
Princípio de funcionamento do carburador
O elemento básico do carburador é o Tubo de Venturi, o qual possui um estrangulamento onde o fluxo de ar torna-se mais veloz, diminuindo a pressão estática. A sucção resultante faz a gasolina subir pelo pulverizador ou injetor, misturando-se com o ar sob forma pulverizada. Essa gasolina deve chegar aos cilindros sob forma gasosa. O nível de gasolina dentro da cuba é mantido constante através de um sistema de boias semelhante ao das caixas de água residenciais. O funcionamento deste carburador baseia-se, portanto, na diferença de pressão existente entre a cuba de nível constante e o tubo de Veturi.
Gicleur ou Giglê
É um orifício calibrador que serve para dosar a quantidade de gasolina que sai do pulverizador principal. Quanto menor o diâmetro do orifício, mais pobre será a mistura. Esse diâmetro é fixo e determinado pelo fabricante do motor.
Marcha lenta
Quando a borboleta está na posição de marcha lenta, o fluxo de ar no tubo de Venturi diminui e a gasolina deixa de ser aspirada pelo pulverizador principal. No lugar deste, entra em ação o pulverizador de marcha lenta, o qual aproveita a sucção formada entra a borboleta e a parede do tubo. A abertura da borboleta e o orifício de dosagem da gasolina podem ser ajustados no solo pelo mecânico. Essa ajustagem faz parte do serviço de regulagem do motor.
Aceleração
Quando o motor é acelerado, o fluxo de ar aumenta imediatamente, mas a gasolina sofre um retardo ao subir pelo pulverizador e chegar ao tudo de Venturi. Para compensar esse retardo, o carburador possui uma bomba de aceleração, cujo pistão injeta uma pequena quantidade adicional de gasolina no instante em que a borboleta é aberta.
Válvula economizadora
Quando a borboleta está na posição de potência máxima, abre-se uma válvula economizadora, fazendo passar mais gasolina para o pulverizador. A mistura torna-se rica. Reduzindo a potência para marcha continua, a válvula fecha-se um pouco, e a mistura empobrece. Se a potência for reduzida para cruzeiro, a válvula fecha-se totalmente, tornando a mistura mais pobre ainda.
Influência da atmosfera
A mistura torna-se rica quando a densidade do ar diminui. A diminuição da densidade pode ser consequência de:
- Redução da pressão atmosférica devido a altitude ou por razoes meteorológicas.
- Aumento da temperatura do ar
- Aumento da umidade do ar
Corretor altimétrico
Já vimos anteriormente que a mistura precisa ser empobrecida à medida que altitude aumenta. Isso é feito pelo corretor altimétrico, que é acionado pela manete de mistura e serve para corrigir a mistura e parar o motor. A figura mostra um exemplo típico, mas existem corretores altimétricos dos mais variados tipos, inclusive automáticos, que dispensam a atenção do piloto.
Deficiências do carburador
Apesar de ser muito utilizado, o carburador possui várias deficiências, tais como a distribuição desigual da mistura aos cilindros e a possibilidade de formação de gelo no tubo de Venturi.
A gasolina proveniente do carburador pode ainda voltar ao estado líquido no tubo de admissão, empobrecendo a mistura, e os movimentos do avião balançam a gasolina na cuba, causando variações na mistura.
Sintomas de formação de gelo
Os principais sintomas são:
- Queda de rotação do motor, porque o gelo bloqueia a passagem da mistura no carburador, agindo como se a borboleta estivesse sendo fechada.
- Queda de pressão de admissão, pela mesma razão. Se o avião possui manômetro de admissão, isso pode ser constatado com facilidade.
- Funcionamento irregular do motor ou retorno de chama, se o gelo bloquear a saída de gasolina do pulverizador, empobrecendo a mistura.
Eliminação do gelo
Para eliminar o gelo é necessário aquecer o ar de admissão. O aquecimento provocado por um retorno de chama, por exemplo, favorece a eliminação do gelo. Todavia, o degelo deve ser feito por um dispositivo de aquecimento do ar de admissão, geralmente acionado por uma alavanca no painel.
O carburador de injeção – Este carburador funciona em conjunto com uma bomba que fornece a ele o combustível sob pressão. Ao carburador cabe apenas a função de dosar o combustível na proporção correta com o ar admitido ao motor. O carburador de injeção possui as seguintes vantagens em relação ao carburador convencional:
a) Evita o acúmulo de gelo no tubo de Venturi e na borboleta, porque o combustível é injetado após a borboleta. As finíssimas partículas de gelo eventualmente formadas são aspiradas pelos cilindros e se vaporizam.
b) Funciona em todas as posições do avião, inclusive em voo de dorso, pois não há espaços vazios onde o combustível possa balançar.
c) Vaporização mais perfeito do combustível porque, no ato da pulverização, a pressão aplicada “quebra” as gostas de combustível em partículas menores.
d) Dosagem mais precisa e constante do combustível.
Estas vantagens aplicam-se também, com maior ênfase, aos sistemas de injeção indireta e direta de combustível.
Funcionamento do carburador de injeção
O carburador de injeção recebe combustível sob pressão de uma bomba acionada pelo motor. Essa pressão é ajustada por uma unidade reguladora de acordo com o fluxo de ar admitido. A gasolina passa a seguir por uma unidade de controle, onde é dosada através de um orifício calibrado. A gasolina dosada vai então ao pulverizador e se mistura com o ar.
O funcionamento da borboleta é exatamente igual ao do carburador convencional.
O tubo de Venturi não tem a finalidade de aspirar a gasolina, mas apenas de “sinalizar” a um dos diafragmas da unidade reguladora para controlar a pressão da gasolina.
É interessante observar que o carburador convencional não deixa de ser também um carburador de pressão, por o termo “sucção”, que vimos empregando, não tem significado cientifico. Na realidade, a “sucção” é uma “injeção” provocada pela pressão atmosférica.
Sistema de injeção indireta
Nesse sistema, os cilindros recebem a mistura já formada. A figura abaixo mostra um sistema típico, onde o combustível é injetado na cabeça do cilindro, num fluxo contínuo, imediatamente antes das válvulas de admissão (os detalhes mecânicos não fazem parte do programa do curso).
Alguns sistemas de injeção indireta não possuem válvula distribuidora, pois o combustível é injetado no duto de admissão, antes de este se ramificar para os vários cilindros do motor. A injeção pode ser feita na entrada do compressor de superalimentação, como na figura ao lado. A vaporização do combustível torna o ar mais frio e denso, aumentando a massa de ar admitida e, portanto a potência do motor.
Sistema de injeção direta
No sistema de injeção direta, o combustível é pulverizado dentro dos cilindros, durante a fase de admissão. O fluxo é, portanto, descontínuo. O motor aspira ar puro e a mistura forma-se dentro dos cilindros. A figura abaixo mostra o esquema de um sistema típico de injeção direta. A bomba injetora desempenha um papel vital, pois ela serve não somente para bombear combustível, como também para distribuir e injetar o combustível nos cilindros, em sincronia com os tempos de admissão.
Notas:
1) O sistema esquematizado acima é um mero exemplo. Existem inúmeras variantes, tronando impossível fornecer mais detalhes sem cair em particularizações.
2) As vantagens do sistema de injeção já foram mencionadas no item 14. Aquelas vantagens são ainda mais notáveis no sistema de injeção direta, principalmente no que se refere à precisão de dosagem da mistura e rapidez de resposta do motor.