Os sistemas do tipo cárter seco são comuns em muitos motores convencionais de aeronaves.
Nesse tipo de sistema, o suprimento de óleo é mantido em um tanque separado. Uma bomba de pressão é responsável por circular o óleo através do motor, enquanto as bombas de sucção retornam o óleo ao tanque.
A presença de um tanque de suprimento separado é essencial para evitar complicações que surgiriam se uma grande quantidade de óleo fosse mantida no cárter do motor. Em aeronaves com múltiplos motores, cada motor é abastecido com óleo por meio de seu próprio sistema independente.
Embora a disposição dos sistemas de óleo possa variar entre diferentes aeronaves e as unidades que compõem esses sistemas possam diferir em detalhes de construção, as funções desses sistemas são essencialmente as mesmas. Um estudo detalhado pode esclarecer a operação geral desses sistemas, bem como os requisitos de manutenção de outros sistemas relacionados.
Os principais componentes de um sistema do tipo cárter seco em um motor convencional incluem um tanque de suprimento de óleo, uma bomba de óleo do motor, um radiador de óleo, uma válvula de controle de óleo, um atuador para controle de ar do radiador de óleo, uma válvula de corte na parede de fogo, tubulações necessárias e indicadores de quantidade, pressão e temperatura.
Esses componentes desempenham papéis essenciais na lubrificação e refrigeração adequadas do motor, garantindo seu funcionamento eficiente e confiável.
TANQUE DO ÓLEO
Os tanques de óleo em aeronaves são comumente construídos de liga de alumínio, devido às suas propriedades de leveza e resistência. Esses tanques são geralmente posicionados próximos ao motor e em uma altura suficiente, acima da bomba de óleo, para garantir a alimentação por gravidade.
Essa disposição é essencial para assegurar que o óleo seja fornecido de forma adequada ao motor, sem a necessidade de sistemas de bombeamento adicionais.
A capacidade do tanque de óleo pode variar de acordo com os diferentes tipos de aeronaves, mas geralmente é dimensionada para garantir um suprimento adequado de óleo em relação ao total de combustível fornecido.
Essa capacidade é projetada levando em consideração as necessidades de lubrificação do motor durante o voo, garantindo que haja óleo suficiente para manter o motor funcionando de forma eficiente e segura.
BOMBA DO ÓLEO
A bomba de óleo desempenha um papel fundamental no sistema de lubrificação do motor, sendo responsável por pressurizar, filtrar e regular o óleo que entra no motor. A bomba de óleo é do tipo de descarga positiva, composta por duas engrenagens combinadas que giram dentro de uma caixa. A folga entre os dentes das engrenagens e a caixa é pequena para garantir um bom funcionamento.
A entrada da bomba está localizada na esquerda, enquanto a conexão de descarga está ligada à linha de pressão do sistema do motor. Uma das engrenagens está conectada a um eixo acionador que se estende da caixa da bomba até um eixo de acionamento de acessórios do motor.
Para evitar vazamentos em torno do eixo de acionamento, são utilizados retentores. Quando a engrenagem inferior é girada no sentido anti-horário, a engrenagem acionada gira no sentido horário. Assim que o óleo entra na câmara da engrenagem, ele é coletado pelos dentes da engrenagem, aprisionado entre eles e os lados da câmara, sendo levado pelo lado externo e descarregado na saída de pressão pela tela de passagem de óleo.
O óleo sob pressão flui para o filtro, onde partículas sólidas suspensas são separadas, evitando possíveis danos às partes móveis do motor. O óleo sob pressão abre a válvula unidirecional do filtro, que é fechada por uma leve pressão de mola quando o motor não está em operação, evitando que o óleo retorne por gravidade aos cilindros inferiores de motores radiais.
Válvula de desvio (By-Pass)
A válvula de desvio (By-Pass), localizada entre a saída de pressão da bomba de óleo e o filtro, permite que o óleo não filtrado entre no motor caso o filtro esteja obstruído ou durante uma partida com o motor muito frio.
A pressão de mola na válvula de desvio permite sua abertura antes que a pressão de óleo danifique o filtro. Em situações de óleo frio, a válvula de desvio fornece uma via de baixa resistência em torno do filtro, garantindo que o óleo não filtrado possa suprir lubrificação ao motor. Isso significa que é preferível ter óleo sujo no motor do que não ter nenhuma lubrificação presente, evitando danos e garantindo o funcionamento adequado do motor.
FILTRO
Os filtros de óleo utilizados em motores de aeronaves geralmente se enquadram em três tipos: tela, cuno ou labirinto de ar.
Um filtro tipo tela, com sua construção em parede dupla, oferece uma grande área de filtragem em uma unidade compacta. À medida que o óleo passa pela tela de malha fina, materiais estranhos são removidos e depositados na base da carcaça. Periodicamente, a tampa é removida para limpeza da tela e da carcaça com solvente.
O filtro de óleo do tipo “cuno” possui um cartucho composto por discos e espaçadores. Lâminas limpadoras são posicionadas entre cada par de discos, sendo estacionárias enquanto os discos giram quando o eixo é acionado.
O óleo da bomba passa pelos espaços entre os discos e o cartucho com folga mínima, atravessando o centro da cavidade antes de ir para o motor. Partículas estranhas no óleo são depositadas na superfície externa do cartucho. Quando o cartucho é girado, as lâminas limpadoras removem materiais estranhos dos discos.
Os filtros “cuno” manuais são girados por uma manete externa, enquanto os automáticos possuem um motor hidráulico que gira o cartucho quando o motor está em funcionamento. Além disso, os filtros “cuno” automáticos possuem uma porca de giro manual para girar o cartucho durante inspeções.
Por outro lado, o filtro de labirinto de ar contém telas circulares de malha fina montadas em um eixo. O óleo da bomba circunda as telas, passa por elas e pelo eixo antes de entrar no motor.
Os depósitos de carbono coletados nas telas acabam melhorando a eficiência de filtragem do sistema. Esses diferentes tipos de filtros desempenham um papel crucial na remoção de impurezas do óleo, garantindo a adequada lubrificação e proteção dos componentes do motor de aeronaves.
Válvula de alívio de pressão
Sua função principal é limitar a pressão de óleo a um valor pré-determinado, que varia de acordo com a instalação específica. A pressão de óleo deve ser mantida em um nível adequado para garantir a lubrificação eficaz do motor e de seus acessórios, especialmente em altas rotações e potências.
É crucial que a pressão de óleo não seja excessivamente alta, pois isso poderia resultar em vazamentos e danos ao sistema de óleo. O ajuste da pressão de óleo é realizado removendo uma tampa de proteção, afrouxando a porca cônica e apertando o parafuso de ajuste. Em motores de aeronaves, girar o parafuso no sentido horário aumenta a tensão na mola que mantém a válvula de alívio em sua sede, elevando a pressão de óleo. Por outro lado, girar o parafuso no sentido anti-horário reduz a tensão da mola, diminuindo a pressão.
O procedimento exato para ajustar a pressão de óleo, bem como os fatores que influenciam esse ajuste, estão detalhados nas instruções fornecidas pelo fabricante. É fundamental seguir as orientações específicas do fabricante para garantir que a pressão de óleo seja ajustada corretamente, mantendo assim o funcionamento adequado e seguro do sistema de lubrificação do motor da aeronave.
Indicador de pressão de óleo
Este indicador é essencial para alertar sobre possíveis falhas no motor, como perda de suprimento de óleo, falha da bomba, queima de rolamentos, ruptura de linhas de óleo, entre outras causas que podem ser indicadas pela perda de pressão de óleo.
Um tipo comum de indicador de pressão de óleo utiliza um mecanismo de tubo de Bourdon, que mede a diferença entre a pressão de óleo e a pressão atmosférica da cabine. Este mecanismo é semelhante a outros manômetros do tipo Bourdon, com a diferença de possuir uma restrição dentro da caixa do instrumento ou na conexão que direciona o óleo ao tubo de Bourdon.
Essa restrição tem a função de evitar danos ao indicador causados pela oscilação da bomba, garantindo que o ponteiro não oscile violentamente a cada pulsação de pressão.
O indicador de pressão de óleo geralmente possui uma escala que varia de zero a 200 ou de zero a 300 psi. As marcações na escala de operação são colocadas no vidro ou na face do indicador para indicar um limite seguro de pressão para a instalação específica.
Indicador de temperatura de óleo
Em sistemas de lubrificação de cárter seco, o sensor de temperatura de óleo pode estar localizado em qualquer posição da linha de entrada entre o tanque e o motor.
Por outro lado, em sistemas de óleo para motores de cárter cheio, o sensor de temperatura é posicionado onde é possível sentir a temperatura do óleo após ter passado pelo radiador. Em ambos os casos, o sensor é estrategicamente localizado para medir a temperatura do óleo antes de entrar na seção quente do motor.
Um indicador de temperatura na cabine de comando está conectado ao sensor de temperatura por meio de terminais elétricos, permitindo que a temperatura do óleo seja exibida no indicador. Qualquer falha no sistema de arrefecimento de óleo será refletida como uma leitura anormal no indicador, alertando os pilotos sobre possíveis problemas.
O fluxo de óleo no sistema, conforme mostrado na figura 6-2, pode ser seguido a partir da conexão de saída de óleo do tanque. O óleo deve fluir através de unidades como a válvula de dreno e a válvula de corte da parede de fogo para alcançar o motor.
A válvula de dreno é uma válvula manual de duas posições localizada na parte mais baixa da linha de entrada de óleo para o motor, permitindo uma drenagem completa do tanque e suas linhas de abastecimento. Essas medidas garantem o correto funcionamento do sistema de lubrificação, contribuindo para a eficiência e segurança da operação da aeronave.
Radiador de óleo
O radiador de óleo, possui um formato cilíndrico ou elíptico e é composto por um núcleo dentro de uma camisa de parede dupla. O núcleo é constituído por tubos de cobre ou alumínio, com as extremidades dos tubos formando um padrão hexagonal e agrupando-se em um efeito colmeia.
As pontas dos tubos de cobre são soldadas, enquanto os tubos de alumínio são soldados com latão ou unidos mecanicamente. Os tubos são dispostos de forma que apenas se tocam nas pontas, criando um espaço entre eles ao longo de todo o comprimento. Esse espaço permite que o óleo flua através dos espaços entre os tubos, enquanto o ar de resfriamento passa.
A região entre as camadas interna e externa é conhecida como jaqueta anular ou de desvio. O radiador possui duas vias para o fluxo de óleo. Quando o óleo entra pela tomada de entrada, pode fluir parcialmente ao redor da jaqueta de desvio, entrar no núcleo vindo de baixo e passar pelos espaços entre os tubos antes de sair para o tanque de óleo.
Essa é a rota que o óleo segue quando está quente o suficiente para necessitar de resfriamento. Após passar pelo núcleo, o óleo é direcionado por difusores, que o obrigam a percorrer para frente e para trás várias vezes antes de atingir a saída do núcleo.
Além disso, o óleo pode, ao entrar pela entrada, contornar completamente a jaqueta de desvio em direção à saída, sem passar pelo núcleo. Essa rota de desvio é seguida quando o óleo está frio ou quando o núcleo está obstruído com óleo muito espesso.
Essa configuração do radiador de óleo permite um eficiente resfriamento do óleo, garantindo o adequado funcionamento do sistema de lubrificação do motor da aeronave.
Controles de fluxo de ar
Existem dois métodos comumente utilizados para controlar o fluxo de ar no radiador de óleo: um método emprega janelas instaladas na parte traseira do radiador, enquanto o outro utiliza um “flape” no duto de saída de ar. Em alguns casos, o flape no duto de saída de ar do radiador de óleo pode ser aberto manualmente e fechado por meio de conexões mecânicas fixadas em uma alavanca na cabine de comando. Frequentemente, o flape é operado por um motor elétrico, proporcionando maior praticidade e controle.
Um dos dispositivos mais comuns para o controle automático da temperatura do óleo é o termostato flutuante de controle, que oferece controle automático e manual da temperatura de entrada do óleo. Com esse tipo de controle, a porta de saída de ar do radiador é aberta e fechada automaticamente por um atuador operado eletricamente.
Esse sistema permite ajustar a temperatura do óleo de forma eficiente, garantindo que o motor opere dentro das faixas ideais de temperatura para uma lubrificação adequada e um desempenho otimizado.
