Como funciona um motor radial?
Você provavelmente já ouviu falar de um motor radial. Eles são os carros chefes da aviação no início do século 20 até o começo da idade do jato, esses motores são incríveis. Mas por que eles foram inventados e como eles funcionam? E por que eles desapareceram?
Vamos entender melhor estes motores e como eles trabalham nos aviões de hoje.
Quando surgiu o motor radial de avião?
Os motores radiais entraram no desenvolvimento antes dos irmãos Wright fazerem seu primeiro voo movido, quando C.M. Chegly criou um motor radial de cinco cilindros resfriados a líquidos para aeronaves no aeródromo de Samuel Langley.
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Na época, eles competiram com motores rotativos e motores refrigerados pela água em linha. Mas, no final da Primeira Guerra Mundial, os motores rotativos alcançavam seu pico e os motores radiais rapidamente os alcançaram.
Os motores radiais resfriados a ar têm algumas vantagens sobre seus primos em linha. Eles são mais leves do que os mecanismos embutidos refrigerados líquidos e, como não confiam no líquido refrigerante, são mais resistentes a danos. Os motores radiais são mais simples – os virabrequins são mais curtos e precisam de menos rolamentos de virabrequim. Eles são mais confiáveis e correm mais suaves.
Mas os motores radiais têm desvantagens. Sua massiva área frontal cria arrasto e limita a visibilidade do piloto. Os motores radiais precisam de fluxo de ar significativo para esfriar os cilindros, portanto, a colocação do motor na aeronave é limitada. É quase impossível instalar um trem de válvula multi-válvula – tão quase todos os motores radiais usam um sistema de duas válvulas, limitando a energia. E, embora uma única margem de cilindros esfria uniformemente, os motores maiores usam filas de cilindros. As linhas traseiras são mascaradas pelas fileiras dianteiras, e o ar já está quente após passar o primeiro conjunto de cilindros – que limita o resfriamento.
O motor radial tem maior uso em aeronaves pelas suas características únicas. (Imagem: ArtStation)
Como funciona um motor radial?
Um motor radial funciona como qualquer outro motor de combustão interna de quatro tempos. Cada cilindro tem uma ingestão, compressão, potência e curso de escape. Eles diferem dos motores em linha e horizontalmente opostos em sua ordem de disparo e eles se conectam ao virabrequim
Os cilindros de um motor radial são numerados a partir do topo, indo no sentido horário, com o primeiro cilindro numerado 1. A vara de conexão do primeiro cilindro é fixada diretamente ao virabrequim – esta é a haste principal. As outras hastes de cilindros se conectam a pontos giratórios ao redor da haste principal.
Todo motor radial tem um número ímpar de cilindros, e eles disparam em uma ordem alternada. Assim, um motor de cinco cilindros dispara em um pedido de 1, 3, 5, 2 e 4. Um motor de sete cilindros dispara em um pedido de 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6.
Como os cilindros disparam, a montagem da haste gira ao redor do virabrequim, girando como uma manivela. Um peso contrapeso fica em frente a partir do hub da haste para evitar a vibração do motor.
Para obter mais energia de um motor radial, os engenheiros adicionaram várias linhas de cilindros. Os motores de turbina e turboélice se desenvolveram após a Segunda Guerra Mundial, poderiam desenvolver muito mais poder do que um motor radial, mais eficiente e com menos peso. Mas isso não muda o fato de que os motores radiais parecem legais e parecem ainda melhores.
Partes de um motor radial
Pistão – O pistão é usado para transferir a força de expansão dos gases para a rotação mecânica do virabrequim através de uma biela. O pistão é capaz de fazer isso porque é garantido firmemente dentro do cilindro usando anéis de pistão para minimizar a folga entre o cilindro e o pistão!
Virabrequim – um virabrequim é uma parte que é capaz de converter o movimento recíproco para movimento rotacional.
Haste de conexão – uma haste de conexão transfere o movimento de um pistão ao virabrequim que atua como um braço de alavanca.
Válvulas de entrada e saída – Permite inserir ar fresco com combustível e sair da mistura de combustível de ar gasto do cilindro.
Conjunto de haste de articulação – A montagem une todas as hastes de bielas de pistões com uma única parte como os cilindros são coplanares.
Vela de ignição – Uma vela de ignição proporciona corrente elétrica para a câmara de combustão que inflama a mistura de combustível e ar que leva à expansão abrupta de gás.
Por que o número ímpar de cilindros no motor radial?
Para operação mais suave do motor, a energia consistente deve ser produzida. Para produzir consistindo poder, o número ímpar de cilindros é usado para que cada outra ordem de disparo de pistão possa ser alcançada. Se um número par de cilindros fossem utilizados, um ciclo de disparo igualmente cronometrado não seria viável.
Como as válvulas de entrada e saída abrem e fecham no motor radial?
Ao contrário dos motores usados em carros e bicicletas, os eixos dos cilindros são coplanar, daí o eixo típico não pode ser usado para controlar as válvulas de entrada e saída nem o mesmo virabrequim pode ser usado para entregar a energia.
Em vez disso, os pistões estão conectados ao virabrequim com um conjunto de haste de mestre e articulador.
Os motores radiais geralmente usam válvulas de poppet que estão sobrecarregadas os cilindros. Essas válvulas são impulsionadas pelas hastes de pressão, que são controladas pela placa de came que gira em direção oposta do que do virabrequim.
A árvore de cames came é feita para girar lenta com a ajuda de um mecanismo engrenado.
Vantagens e desvantagens do motor radial
Vamos entender as vantagens e desvantagens do motor radial para aviões.
Vantagens:
Operações mais suaves – Os motores radiais são ótimos em produzir poder consistente (contribuição de cada pistão) como discutido anteriormente. Essa consistência ajuda o motor a correr mais suave.
Manutenção mais dura e fácil – Tudo graças ao design simples, o que torna menos vulnerável a danos, bem como torna muito mais mais fácil para os trabalhadores de manutenção durante o check-up de rotina.
Custo – peças de motores radiais e custos de reparo e de manutenção são baratos. Uma opção mais barata é bem-vinda de olhos vendados em um campo caro de trabalho.
Desvantagens:
Arrasto – Como os cilindros estão claramente expostos ao fluxo de ar durante o voo, o arrasto aumenta consideravelmente.
Visiblidade – O piloto pode experimentar problemas de visibilidade, devido a enormes motores únicos localizados perto do nariz de aeronaves.
Instalação – É mais difícil garantir o ar de resfriamento adequado em uma instalação do motor radial.
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Sobre o autor
O pai de André já teve alguns carros clássicos antes de falecer, como Diplomata, Chevette e Opala. Após completar 18 anos, tirou carteira de moto e carro, comprando então sua primeira moto, uma Honda Sahara 350. Fez um curso de mecânica de motos para começar uma restauração na moto, e acabou aprendendo também como consertar alguns problemas de carros. Seu primeiro carro foi uma Nissan Grand Livina de 2014 e pretende em breve comprar uma picape diesel. No caminho, vai compartilhando tudo que aprende no site Carro de Garagem.
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