Relação Ar-Combustível
A relação ar-combustível (razão de mistura) define a proporção entre a massa de ar e a massa de combustível que entra nos cilindros do motor. Essa proporção é fundamental para o desempenho, a eficiência e a segurança operacional do motor.
A mistura pode ser expressa de duas formas:
- Por proporção (exemplo: 12:1), indicando que há 12 partes de ar para cada 1 parte de combustível.
- Por fração decimal (exemplo: 0,083), que representa a mesma relação 12:1.
Importância da Relação Ar-Combustível
A combustão ocorre quando o combustível se mistura com oxigênio do ar. No entanto, 78% do volume do ar é nitrogênio, que não participa da combustão, enquanto apenas 21% é oxigênio. A relação ar-combustível afeta diretamente a temperatura da combustão e a velocidade da queima.
- Mistura estequiométrica: É a mistura quimicamente ideal para combustão completa, onde todo o combustível é queimado com a quantidade exata de oxigênio disponível. Essa razão é de 15:1 (ou 0,067 lb de combustível por 1 lb de ar).
- Mistura rica: Contém mais combustível do que a relação estequiométrica. Isso pode aumentar a potência e fornecer resfriamento interno, pois parte do combustível não queimado absorve calor e reduz a temperatura dos cilindros. Motores operando próximo da potência máxima geralmente usam misturas entre 8:1 e 12:1.
- Mistura pobre: Contém mais ar do que a mistura estequiométrica. Aumenta a eficiência de consumo, reduzindo o uso de combustível e melhorando a autonomia. Para economia, a mistura pode variar de 16:1 até 18:1.
Efeitos da Razão Ar-Combustível
- Melhor potência: Normalmente ocorre com uma relação de aproximadamente 12:1, pois oferece o melhor equilíbrio entre temperatura e velocidade de combustão.
- Maior economia: Obtida com misturas mais pobres, próximas a 16:1, pois minimiza o consumo de combustível sem comprometer a operação segura do motor.
- Superaquecimento e detonação: Misturas excessivamente pobres podem aumentar a temperatura da cabeça do cilindro e causar pré-ignição, enquanto misturas muito ricas podem causar acúmulo de carbono e perda de potência.
Controle da Mistura
Os motores de aeronaves podem contar com controle de mistura manual ou automático:
- Manual: O piloto ajusta a mistura com base na altitude e na necessidade de potência.
- Automático: Alguns sistemas de injeção de combustível ajustam a mistura automaticamente conforme a variação da densidade do ar.
Em motores alternativos, o controle da mistura é essencial para manter a operação eficiente em diferentes altitudes. Carburadores tradicionais tendem a enriquecer a mistura conforme a altitude aumenta, exigindo ajustes manuais para empobrecê-la e manter a eficiência ideal.
Uma mistura bem ajustada não só melhora a performance do motor, mas também reduz emissões, aumenta a vida útil dos componentes e otimiza o consumo de combustível.
