Sistemas de Ignição para Motores a Reação Aula 5

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1 Sistemas de Ignição para Motores a Reação Aula 5 Os sistemas de ignição de motores turbo (tubo jato, turbo eixo ou turbo hélice) diferem dos sistemas de ignição de motores convencionais tanto pelos seus componentes quanto por uma razão fundamental: O sistema de ignição para motores tubo, apenas atua no ciclo de partida.

2 Gráfico do Ciclo de Partida É um gráfico que expressa a evolução da rotação e temperatura do motor durante todo o ciclo de partida. Pontualmente também se destacam a entrada e saída do sistema de arranque, sistema de ignição, sistema de combustível e temperatura de pico do motor.

3 Gráfico típico de um ciclo de partida de um motor a turbina

4 Sistemas de Ignição para Motores a Reação Um ciclo de partida em média pode durar de 30 a 40 segundos. Neste curto intervalo o motor deverá iniciar o seu acendimento e aceleração. Somente após atingir a autossustentação, motor de partida e ignição podem ser desligados.

5 Sistema de Ignição por Capacitor de Descarga A maioria dos motores turbojato é equipado com um sistema de ignição do tipo capacitivo de alta energia. Compreende um sistema eletrônico de partida consistindo em duas unidades idênticas e independentes de ignição, operando a partir de uma fonte elétrica de corrente contínua de baixa tensão.

6 Unidade Excitadora com Transformador de Tensão Um sistema de ignição típico inclui duas unidades excitadoras, dois transformadores, dois cabos de ignição intermediários e dois cabos de ignição de alta tensão. Com isso, como um fator de segurança, o sistema de ignição é realmente um sistema duplo, projetado para ativar duas velas de ignição.

7 Diagrama Sistema de Ignição a Capacitor A figura a seguir apresenta um diagrama esquemático de um sistema de ignição do tipo capacitor utilizado em motores turbojato.

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9 Funcionamento A tensão da bateria é destinada ao sistema de ignição no momento da partida do motor passando inicialmente por um filtro RL; Imediatamente um motor dc interno ao sistema é acionado fazendo girar dois discos de ressaltos diferentes. O disco à esquerda do motor possui um certo número de ressaltos de tal forma que cada um dos ressaltos é capaz de acionar (abrir) um contato platinado em repouso na sua posição normalmente fechado.

10 Funcionamento Com sucessivas aberturas e fechamentos do contato platinado, a tensão da bateria que é constante passa a ser uma dc pulsante. Esta dc pulsante entra no autotransformador que a eleva. Saindo do transformador, para garantir que nenhuma componente de sinal contrário chegue ao capacitor, um retificador é aplicado.

11 Funcionamento O retificador garante portanto que a corrente fluirá somente em um sentido, carregando o capacitor. Tal como um grande reservatório de cargas, o capacitor vai se carregando. Quando a carga do capacitor se torna elevada, o contato conectado as bobinas do transformador se fecha pela ação mecânica do disco de um único ressalto (disco este disposto a direita do motor dc).

12 Funcionamento No fechamento do contado uma rápida descarga do capacitor é verificada sobre a bobina primária do transformador de disparo. Esta descarga induz uma alta tensão no secundário do transformador, o qual ioniza a vela de ignição. Daí em diante o processo se repetirá enquanto o ciclo de partida solicitar a ignição.

13 Sistema Eletrônico de Ignição Este sistema tipo capacitivo modificado fornece ignição para os motores turboélice e turbojato. Para ilustrar o funcionamento de um sistema de ignição como este, consideremos o sistema do motor T56 (Anv C130);

14 Descrição Geral O sistema de ignição consiste basicamente de uma unidade de ignição à capacitor de descarga em alta frequência que dispara entre breves intervalos dois plugs ignitores. Um sistema elétrico interligado ao circuito de ignição permite apenas o funcionamento da ignição entre faixas de rotação bem definidas.

15 Componentes de Ignição motor T56

16 Ignitores e Caixa Excitadora

17 Ignitores e Caixa Excitadora

18 Circuito da Caixa Excitadora Sistema Bendix

19 Legenda Filter = filtro de entrada; L2 e L3 = bobinas do relé vibrador de indução; T1 = transformador elevador; V1 e V2 Rectifier = retificadores; C4 = Capacitor responsável por armazenar carga e ionizar o ignitor G1; L5 e L6 = bobinas primária e secundária do transformador elevador de HF (alta frequência);

20 Funcionamento da Caixa Excitadora Quando o controle da ignição for acionado, a corrente elétrica proveniente da barra de 24Vdc fluirá pelo filtro, passando pela bobina do vibrador L2 e pelo contato normalmente fechado do vibrador; Em paralelo com a bobina primária do transformador T1 também será estabelecida uma corrente; A passagem da corrente pela bobina L2 causa a abertura do contato do vibrador;

21 Funcionamento da Caixa Excitadora Quando ocorre a abertura do contato cessa a corrente em L2 e primário de T1, o vibrador volta a se fechar; Esta ação repetitiva, modifica a tensão contínua dc para uma dc pulsativa que é aplicada através da bobina de potência do transformador T1.

22 Funcionamento da Caixa Excitadora O capacitor C3 tem a função de prevenir a queima excessiva do contato do vibrador durante seu funcionamento; O contínuo fluxo de corrente pela bobina L3 do vibrador apenas habilita a operação deste; Como resultado da tensão dc pulsativa, uma tensão ac é induzida na bobina secundária de T1;

23 Funcionamento da Caixa Excitadora Esta tensão induzida será de potencial elevado devido a razão elevada no números de voltas entre a bobina primária e secundária do transformador; Quando na entrada do circuito retificador ocorrer uma variação positiva de sinal, corrente fluirá por este carregando o capacitor C4; Quando a polaridade se inverter, o retificador impedirá a passagem da corrente evitando que C4 se descarregue;

24 Funcionamento da Caixa Excitadora A cada momento que o retificador conduz, C4 adquire mais carga; O ignitor interno é ajustado para romper (ionizar) entre 2800 e 3100 volts; Quando a tensão em C4 chegar a este valor, este ionizase estabelecendo um pulso de corrente que fluirá pela bobina primária L5, R1 e C6;

25 Funcionamento da Caixa Excitadora O fluxo de corrente que atravessa a bobina L5 será em alta frequência devido a natureza oscilatória proporcionada pela combinação C6 e L5; Esta corrente induz portanto alta tensão em alta frequência na bobina secundária L6 do transformador HF;

26 Funcionamento da Caixa Excitadora Esta tensão induzida na saída do circuito terá potencial suficiente para causar a ionização entre os eletrodos do ignitor principal localizado na câmara de combustão; O potencial presente no eletrodo dos ignitores pode chegar a volts;

27 Precauções O excitador de ignição gera corrente em alta tensão. O sistema deve ficar inoperante por pelo menos 2 minutos antes de desconectar os terminais; Não se deve acionar a ignição com os cabos ou ignitores desconectados; Jamais deve-se tentar medir a tensão de saída da caixa excitadora com algum instrumento; Algumas caixas de excitação podem conter material radioativo (tal como tório e césio) e por isso nunca se deve tentar abrir.