Verificando a compressão dos cilindros de motores aeronáuticos

Uma maravilhosa sinfonia de ar, combustível e elétrons acontecem após o ponto morto alto , o ponto de pressão máxima do cilindro. É essa pressão, atuando no cabeça do pistão, que aciona a o eixo de manivela, através da biela e, finalmente, a hélice.

Como mecânico de uma aeronave, você deve monitorar a compressão de cada cilindro. O método clássico é um teste de pressão diferencial, também conhecido como vazamento. Geralmente é executado em cada intervalo de inspeção (por exemplo, 100 Horas) e a qualquer momento que a integridade do cilindro estiver em questão.

Neste vídeo você poderá ver como é o funcionamento do motor aeronáutico

Primeiro, algumas palavras sobre segurança. Um teste de compressão é simples de executar, mas requer cuidados. O aparelho de teste introduz ar comprimido no cilindro e, se o eixo de manivela não estiver no ponto morto inferior, poderá girar a hélice. A pressão aplicada é muito menor que a pressão normal de combustão, mas o virabrequim ainda pode obter velocidade suficiente para enviar você ao hospital. Na melhor das hipóteses, você será alvo de uma de uma resenha de aeroporto; portanto, vá devagar, pense antes de agir e sempre fique fora do curso da hélice!

Figura 1 – Algumas ferramentas usadas para a medição dos cilindros de motores aeronáuticos a pistão

A seguir, é apresentado um método que permite que um mecânico trabalhe sozinho. No entanto, é sempre uma boa idéia ter um parceiro para o trabalho para auxiliar na mediçao. Um mecânico opera o medidor enquanto o outro seguraça o equipamento e o mantém parado, apenas para ter certeza da clareza da medição.

Reúna suas ferramentas (Fig. 1). Você precisa de um teste de compressão adequado e um compressor de ar capaz de manter 100 psi em fluxo moderado, além das ferramentas que você normalmente usa para remover e substituir as velas de ignição.

Aqueça o motor até a temperatura operacional. Durante a execução, ligue o os magneto para verificar a rotação do motor. Após o desligamento, verifique se os dois magnetos estão desligados e se a mistura é cortada. Remova uma vela de ignição de todos os cilindros (Fig. 2). Superior ou inferior não importa. Escolha o que for mais acessível.

Figura – Retire as velas mais acessíveis

Enrosque o adaptador da vela de ignição do medidor de compressão em um cilindro (Fig. 3). Ele possui um anel de vedação ( O-ring ), de modo que é firmemente apertado à mão.

Figura 3 – O adaptador de vela pode ser rosqueado a mão e possui um ‘o ring

Localize o ponto morto alto. A maneira mais fácil de fazer isso é pela sensação. Simplesmente segure a ponta do dedo na extremidade aberta do conector da mangueira do adaptador e gire a hélice na direção normal (Fig. 4). À medida que o pistão sobe no seu curso, você sentirá um aumento de pressão na ponta dos dedos. Da mesma forma, ao passar do topo, você sentirá a queda ou a sucção de pressão se você tiver liberado a pressão no topo. Apenas um momento de experimentação determinará a posição angular da hélice no ponto morto alto.

Figura 4 – Você sentirá a compressão do cilindro quando colocar o dedo no adaptador de vela

O medidor de compressão clássico (Fig. 5) possui apenas dois controles, um regulador de pressão e uma válvula de fechamento. O regulador (botão preto à esquerda) funciona da maneira convencional; gire no sentido anti-horário para reduzir a pressão e no sentido horário para aumentar. Você lê a pressão regulada no manômetro esquerdo, logo acima do botão.

A válvula de suprimento (na ponta do dedo) controla o suprimento de ar para o cilindro. A pressão do cilindro é lida no manômetro direitamente. Quando a válvula estiver fechada, o manômetro do cilindro exibirá o mesmo que o manômetro regulado. Quando aberto, ele lê a pressão real no cilindro.

Figura 5 – Medidor de compressão mais utilizado

Comece girando o botão do regulador de pressão várias voltas no sentido anti-horário para reduzir a pressão regulada para um valor arbitrário muito baixo. Conecte o testador à linha do compressor e, com a válvula do cilindro fechada, conecte o medidro de compressão ao adaptador da vela de ignição (Fig. 6). Verifique se a hélice está no ponto morto alto ou muito perto dele. Libere a área da helice, e assegure que não tenham pessoas, carrinhos de ferramentas ou mesmo animais pequenos próximo e abra lentamente a válvula de suprimento do cilindro. Ajuste a pressão regulada para 25 psi. Agora segure a hélice firmemente, gire-a para trás cerca de um quarto de rotação e depois para a frente para retornar suavemente à posição de ponto morto alto. Os anéis de compressão dos pistões estarão assentados, como estariam durante a operação do motor, prontos para a verificação da pressão. A baixa pressão do cilindro não gera muita força na hélice, por isso é fácil de manusear e menos propenso a ferir alguém se você escorregar.

6 – Conecte o teste na linha do compressor com a válvula fechada

Com a hélice cuidadosamente posicionada no ponto morto alto, gire o botão do regulador no sentido horário para aumentar a pressão regulada para 80 psi, um valor padrão. Leia a pressão do cilindro no manômetro direito. Pode ser necessário ajustar o botão do regulador para manter a pressão regulada em 80 se o tanque do compressor for pequeno. Na foto (Fig. 7), a pressão do cilindro é de 68 psi. Ele seria registrado na caderneta do motor como 68/80.

Figura 7 – Observe que as marcações do manomêtro

Antes de desconectar qualquer coisa, gire o botão do regulador de volta para 25 psi, uma configuração para o próximo cilindro. Feche a válvula de suprimento, libere a conexão rápida e mova o adaptador da vela de ignição para outro cilindro. Se desejar, você pode seguir a ordem dos cilibdros, mas isso realmente não importa. O método da ponta do dedo encontrará o curso de compressão do cilindro escolhido e você já observou a posição angular da hélice no ponto morto alto.

Com os valores registrados para todos os cilindros, é hora de considerar a aeronavegabilidade. Um guia resumido diria que o vazamento de um cilindro não é muito importante, mas todos os outros vazamentos são graves. Consulte as instruções de serviço do fabricante antes de interpretar os valores de vazamento e / ou tentar corrigir um cilindro. Estar errado sem uma pista restante pode arruinar o seu dia.

Detalhes diferenciais
O medidor de compressão de ciindros clássico incorpora um regulador de pressão, um orifício de precisão, uma válvula on-off e dois medidores idênticos (Fig. 8). Ele é conectado ao cilindro através de um adaptador e um encaixe de linha de ar padrão (não mostrado).

Figura 8 – Esquema do medidor de pressão

A pressão da linha de um compressor (Fig. 9, azul) é regulada para 80 psi (verde), um padrão de aviação. O orifício fornece uma queda de pressão proporcional ao fluxo de ar através do orifício e do cilindro conectado. No fluxo zero, a pressão ajustante do orifício (amarelo) seria igual à pressão regulada. Dado um pequeno fluxo, a queda de pressão seria pequena (indicação de alto manômetro), enquanto um grande fluxo (isto é, um cilindro com vazamento) resultaria em uma grande queda de pressão (indicação baixa no manômetro).

O orifício do manômetro para motores pequenos tem um diâmetro especificado de 0,040 polegadas e um ângulo de entrada entre 59 e 60 graus. Você encontrará referências que exigem um orifício de 0,060 polegadas para uso em cilindros com diâmetro maior que 5 polegadas. No entanto, as informações de serviço de um fabricante têm prioridade sobre qualquer método utilizado por um mecânico. O Lycoming SI 1191A e o Continental SB 03-3 especificam o orifício de 0,040 polegadas para todos os modelos de motores, incluindo aqueles diâmentros superiores a 5 polegadas.

O conjunto básico de medidores mostrado acima é tudo o que você precisa para um Lycoming. De acordo com o SI 1191A, os cilindros Lycoming devem testar a uma distância de 5 psi entre si e 70/80 ou superior, enquanto leituras abaixo de 65/80 ou diferenças de 10 a 15 psi requerem um novo teste regular para determinar a taxa e a tendência de desgaste. Abaixo de 60/80, ou mais que uma propagação de 15 psi, requer investigação e talvez substituição dos cilindros.

A Continental não publica uma pressão mínima. Em vez disso, o Continental SB03-4 requer um medidor de compressão de cilindros que incorpore um orifício mestre e válvula de controle adicionais ou o uso de um orifício mestre acessório. O orifício é usado para estabelecer um limite mínimo aceitável de vazamento de pressão, antes de realizar o teste de vazamento. O limite de vazamento é um valor mínimo de pressão determinado em campo, usado no lugar dos valores mínimos publicados. É estabelecido fazendo um vazamento através do orifício principal calibrado, antes de conectar ao cilindro (Fig. 10).

Se a pressão do cilindro for maior que a pressão registrada anteriormente no orifício principal, a Continental considera aceitável a taxa de vazamento do cilindro (Fig. 11). No entanto, os mecânicos devem consultar a Tabela 1 no SB03-4 para obter informações completas sobre aeronavegabilidade. A Continental exige que você considere a natureza do vazamento ao tomar uma decisão.

Os leitores de olhos nítidos observarão o uso de uma ferramenta não requisitada pelo SB03-4 em um motor Continental O-200. Embora inaceitável para a Continental, é bastante comum em campo. A ferramenta clássica e as diretrizes tradicionais funcionam bem para um proprietário que deseja monitorar tendências para um mecanismo específico usando o mesmo medidor todas as vezes – principalmente se os valores de teste estiverem bem acima de 60/80. Lembre-se de que os valores mínimos determinados com um orifício principal estão nos anos 40. Se um cilindro Continental estiver inclinado, ou se a legalidade ou a garantia entrar em cena, obtenha a ferramenta especificada e use-a para estabelecer a pressão mínima aceitável. Ao comprar um novo medidor, gaste alguns dólares extras e compre um com o orifício principal adicional, de acordo com o Continental SB. É a ferramenta legal para os Continental e você a usará como no modelo clássico ao verificar um cilindro Lycoming.