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Sistema de Partida e Ignição de

Motores - SPIM

Prof. Ribeiro

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Regras do jogo

Carga horária de 6 aulas;

Conteúdo elaborado ou/indicado pelo

professor;

Haverá uma revisão de conteúdo;

Haverá uma única avaliação sem consulta;

Conteúdo Programático

Combustão e Partida Conceitos iniciais

Sistema de ignição motor convencional Por Bateria e sistema auxiliar bobina HT

Por Magneto e sistema auxiliar vibrador

Sistema de ignição motor turbo Por Bateria

Sistemas de Partida Inercial, elétrico, gás e combustão

Complementação/Revisão Dinâmica com perguntas e respostas

Avaliação – 20 questões Múltipla escolha e sem consulta

Combustão

Definição:

Processo de oxidação da mistura ar combustível que libera grande energia cinética pela expansão dos gases.

Uma combustão total e completa é obtida convenientemente por meio de centelha elétrica que ocorre entre os eletrodos de uma vela de ignição.

Partida

Definição:

Ato de introduzir energia mecânica no

sistema a fim de tirar o conjunto rotativo

da seu estado inercial produzindo

condições favoráveis à queima da mistura

ar-combustível.

Sistema de Ignição

É o sistema capaz de introduzir energia calorífica no ambiente propício a combustão.

Esta energia se dá na forma de uma centelha elétrica (arco voltaico).

Diferentes tipo de motores possuem diferentes tipos de sistemas de ignição como poderemos observar.

Sistemas de Ignição para Motores

Convencionais Motores Convencionais ou Alternativos,

possuem sistemas de ignição que atuam

em tempo integral desde a partida até o

corte do motor.

Os elementos essenciais para um sistema

de ignição são:

Elementos essenciais de um Sistema

de Ignição

Chave de controle

Fonte/gerador de tensão

Bobinas elevadoras de tensão

Dispositivo de controle de tempo

Mecanismo de distribuição

Dispositivo comutador

Cabos

Velas

Tipos de Sistemas de Ignição para

motores convencionais

São de dois tipos a saber:

Sistema de Ignição por Bateria;

Sistema de Ignição por Magneto;

Sistema de Ignição por Bateria

Neste sistema é a bateria ou o gerador que alimenta a barra da aeronave o responsável por alimentar o circuito de ignição de tratará de fornecer centelhas periodicamente em cada cilindro em uma posição pré-determinada do êmbolo.

A variação da tensão dc e o sincronismo necessário ao funcionamento deste sistema se deve aos seguintes elementos:

Componentes do Sistema de

Ignição por Bateria

Bateria;

Chave de ignição;

Bobina aumentadora com primário e secundário;

Capacitor;

Platinado;

Dedo de arrasto;

Bloco distribuidor;

Cabos e velas;

Circuito Principal

Princípio de Funcionamento

Com a chave de ignição fechada se

estabelece um corrente elétrica que

produz um campo elétrico constante ao

redor da bobina do primário;

Com o sistema de partida acionado um

eixo faz girar o dedo de arrasto e came

do platinado;


Com a abertura do platinado causado

pelo giro excêntrico do came, a corrente

constante antes estabelecida, sofre uma

brusca interrupção;

O capacitor instalado em paralelo com o

platinado antes de cessar completamente

a corrente permite que esta varia por um

certo instante “t”;


A variação da corrente, faz variar o

campo magnético criado pela bobina

primária;

Variando o campo no primário, induz-se

uma corrente no secundário com uma

voltagem muito superior;


Em movimento, o eixo de manivelas está

prestes a colocar um dos cilindros na

posição ideal (pouco antes do PMA) para

que ocorra a combustão;

Ao mesmo tempo, o dedo de arrasto se

aproxima de um dos eletrodos do bloco

distribuidor;


Quando, a tensão no secundário adquire

seu valor máximo, o dedo de arrasto

entra em contato com o eletrodo

transmitindo a alta tensão por meio dos

cabos até o destino final, a vela;

Sistema auxiliar de partida com

bobina HT

Este sistema participa dos instantes iniciais de funcionamento do motor, sendo ativado e desativado simultaneamente com o sistema de arranque.

Possui um circuito independente do sistema principal, sendo composto por elementos semelhantes.

Componentes do Sistema Auxiliar

de Ignição por Bobina HT

Interruptor de partida

Platinado;

Bobina HT;

Distribuidor com eletrodos e dedo de

arrasto “atrasado”;

Cabos e velas.

Circuito Auxiliar de Ignição Bobina

HT


Ao pressionar o botão de ignição, a

energia da barra alimenta

simultaneamente motor de arranque e o

primário da bobina de alta tensão que se

encontra em série com o platinado;

Com o giro do motor (acionado pelo

arranque), um eixo faz abrir o platinado

que se encontrava fechado;


A abertura do platinado cessa a corrente estabelecida por este e restando como única alternativa o capacitor;

A corrente com uma forte tendência de queda permanece por alguns instantes circulando pelo primário da bobina;

A variação da corrente, faz variar o fluxo de campo pela bobina que induz no secundário uma corrente com uma altíssima diferença de potencial;


Em movimento, o êmbolo se aproxima de sua posição ideal para a ignição da mistura ar combustível;

Juntamente o dedo de arrasto atrasado se aproxima do eletrodo do distribuidor ligado ao cilindro da vez;

Quando o êmbolo finalmente atinge o PMA, o dedo de arrasto toca o eletrodo conduzindo a corrente e a alta voltagem para a vela de ignição;


O atraso do dedo de arrasto é para permitir que o êmbolo atinja o ponto morto alto do tempo de compressão, para facilitar a partida do motor;

Quando o motor entrar em funcionamento normal, a chave de partida será desligada, desligando o motor de arranque e o sistema auxiliar de partida;

Sistema de Ignição por Magneto

Definição de Magneto:

“Tipo especial de gerador de CA de alta

voltagem empregado como fonte de

energia nos sistemas de ignição de

aeronaves de motores convencionais”.

Composição Básica de um Magneto

Ímã girante;

Rotor;

Conjunto de bobinas primário e secundário com núcleo de ferro doce;

Platinados;

Bloco distribuidor;

Dedo de arrasto;

Came e engrenagens;

Conjunto este montado sob uma carcaça rígida que constitui uma blindagem contra ruídos eletromagnéticos;

Princípio de Funcionamento do

Magneto

Admitindo-se que o ímã rotaciona no

sentido horário, três serão as posições de

destaque deste ímã que influenciará o

fluxo magnético que circula por dentro

do núcleo de ferro doce.

Observe os quadros e as respectivas

posições do imã:

A proximidade dos pólos dos ímãs às sapatas polares permite estabelecer um fluxo magnético que percorre o núcleo de ferro.

Em constante movimento, o fluxo varia de zero a um valor máximo, retorna para zero e varia novamente para o valor máximo porém no sentido oposto.

O fluxo elétrico alternado da origem a

uma tensão elétrica de mesma

característica.

Tal como em um transformador o campo magnético produzido no primário induzirá uma corrente no enrolamento secundário.

Ângulo de Folga “E”

Corresponde a declinação angular observada

no magneto quando em funcionamento para

que haja a máxima variação de fluxo magnético

que provocará a máxima indução de tensão no

secundário da bobina elevadora de tensão.

Ângulo de Folga “E”

É no ângulo de folga “E” que os platinados

são abertos pelos cames para provocar

uma brusca interrupção de corrente;

Localização dos Magnetos no Motor

Dois magnetos encontram-se acoplados na

caixa de acessórios em um espaço

compreendido entre a parede de fogo e a

parte posterior do motor.

Um será denominado magneto esquerdo

(left) e outro denominado magneto direito

(right).

Localização do Magneto no Motor

Ligação dos Magnetos às Velas do

Motor

Ambos os magnetos estão produzindo centelhas para todos os cilindros.

O magneto direito, por exemplo, estará ligado as velas inferiores dos cilindros da diretita e às velas superiores dos cilindros da esquerda.

Essa “ligação cruzada” garante que um magneto permaneça centelhando em todos os cilindros mesmo que o outro esteja desligado ou em pane.

Ligação dos Magnetos às Velas do

Motor

Circuito de Ignição Principal com

Magneto


Sempre que um pólo do ímã se encontrar na folga “E”, o came abrirá o platinado, dando um corte brusco na corrente induzida no primário;

Desta forma, o campo magnético criado pela corrente primária sofrerá também uma variação brusca, induzindo desta maneira uma corrente de alta tensão no secundário;


Como o secundário está conectado ao dedo de arrasto do distribuidor, este transmitirá a voltagem através do cabo de ignição até a vela, detonando a mistura ar combustível;

O capacitor em paralelo com o platinado impede que o centenlhamento ocorra no próprio platinado evitando que a energia gerada seja desperdiçada perdendo portanto o “time” da ignição;


Portanto, para o entendimento é necessário visualizar que came, dedo de arrasto principal, e o cilindro estão sincronizados;

Tal sincronismo garante que quando o came abrir o platinado, o dedo de arrasto coincide com o eletrodo do distribuidor e o êmbolo se encontra em uma determinada posição antes do ponto morto alto PMA, realizando a queima.

Sistema Auxiliar de Partida com

Vibrador

Semelhante ao sistema de ignição auxiliar

com bobina HT que auxiliava o sistema de

ignição alimentado por bateria, o sistema

de ignição à magneto também necessitará

de um sistema auxiliar para os momentos

iniciais de funcionamento do motor.


Vibrador

Este necessidade se entende facilmente por não haver rotação suficiente no inicio do funcionamento do motor para produzir uma variação de campo magnético capaz gerar centelha elétrica.

Portanto, um componente externo deverá se encarregar de gerar um pulso de tensão a partir de uma fonte (bateria) a fim de ajudar a produzir as centelhas.


Vibrador

Este componente será o “vibrador.”

Internamente um vibrador

compões-se de:

Dois relés;

Dois platinados;

Um capacitor;

Funcionamento do Vibrador de

Ignição

No inicio da partida, quando a chave do motor de arranque for acionada, a energia da barra alimentará simultaneamente arranque e o vibrador que receberá corrente pelo terminal (+);

O relé da direita, que está com o seu circuito ligado à massa, será energizado e manterá o seu platinado fechado, habilitando o funcionamento do circuito vibrador;


Ignição O relé da esquerda, o vibrador, porém só

completará o seu circuito através do platinado do magneto, ou através do enrolamento da bobina primária do magneto;

Supondo que o platinado do magneto esteja fechado. Nestas condições, o circuito do relé da esquerda será completado;

Nestas condições, o circuito do relé da esquerda será completado, criando um campo magnético neste relé, atraindo o seu platinado e provocando a sua auto interrupção.


Ignição

Porém ao abrir o platinado do vibrador com o platinado do magneto fechado nada acontecerá pois o sinal elétrico será drenado pelo terra, sem que uma tensão possa ser induzida;

Já se a abertura do platinado do vibrador ocorrer no instante em que o platinado do magneto estivar aberto, o único caminho permitido para a corrente será a bobina primária do próprio magneto;


Ignição

Com a corrente colapsando devido a brusca interrupção sofrida, um colapso no campo da bobina primária será também verificado, logo, uma corrente de alta voltagem será induzida no secundário do magneto;

Neste momento, o dedo de arrasto estará sobre um dos eletrodos, encaminhando esta energia para a vela do cilindro que se aproxima de sua posição ideal de queima: posição anterior ao PMA.


Ignição

É importante notar neste sistema alguns detalhes:

Note que a fonte de tensão é em baixa voltagem, proveniente

da barra ou da bateria da aeronave;

E que é utilizado o próprio magneto para elevar a tensão de

saída por meio de suas bobinas primário e secundário;

Para finalizar, ao liberar o botão de partida, o motor de arranque é desconectado e o relé direito tem o seu contato aberto por força de uma mola que garante o desligamento do vibrador do sistema.


Vibrador


Vibrador

É utilizado um único circuito vibrador

para auxiliar a partida do motor;

Este vibrador poderá estar ligado tanto

no magneto esquerdo quanto no direito;

Contudo muitos lugares convencionaram

ligar o vibrador ao magneto direito.

Instalação do Magneto no Motor

“Calagem” O processo de preparação e instalação

do magneto no motor é denominado Calagem;

Importante:

Para proceder a calagem com segurança no motor é necessário antes posicionar a chave de ignição dos magnetos na posição OFF;


A instalação ocorre com o motor em um posição pré-definida e com os magnetos na folga “e”;

O motor é posicionado observando a posição do êmbolo do cilindro número 1(um) a partir de um instrumento instalado no lugar da vela de ignição (time rite);

Uma outra opção é observar a marca de 20° existente na cremalheira que deverá estar alinhada com a marca de referência da carcaça do motor de arranque;

Ferramenta “Time Rite”


Por meio do instrumento é possível determinar o momento correto do tempo de compressão do cilindro;

No magneto, uma operação semelhante deverá ser conduzida. Para facilitar, tampões poderão ser removidos para que as marcas de calagem presentes na engrenagem do distribuir possam ser observadas;


Com o giro no sentido normal de

funcionamento deve-se colocar o dente

marcado da engrenagem do distribuidor

alinhado com o ponto de referência da

carcaça do magneto;

Nestas condições, o magneto encontra-se

na folga “e” onde o platinado estará

prestes a se abrir;


Sem que a posição seja perdida, tanto de

motor quanto de magneto, o magneto

deve portanto ser instalado em seu

correto lugar na caixa de acessórios,

fixando-o;

Para confirmar, um outro equipamento

permite checar a abertura do platinado

no ponto de calagem (Timing Light).

Ferramenta “Timing Light”

The Aircraft Magneto Timing Light Model E50 is the industry standard. Designed specifically for the internal timing and synchronization of aircraft magnetos, the E50 safely absorbs the current from the magneto's impulse coupling so there is no danger of engine firing while adjustments are being made.

The E50 timing light takes all the guess work out of the magneto timing process. And it's quick and easy to use: simply attach the three clips to the magnetos and adjust them until the E50's two blinking lights are synchronized and the buzzer changes in pitch. That's all there is to it. Perfect timing.

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