Baixe 08 Sistema Hidráulico e Pneumático e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Aeronáutica, somente na Docsity! CAPÍTULO 8 SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS SISTEMAS HIDRÁULICOS DE AERONA- VES A palavra hidráulica é baseada na palavra água, e, originalmente, significa o estudo do comportamento fisico da água em repouso e em movimento. Hoje o significado foi expandido para incluir o comportamento físico de todos os líquidos, incluindo fluido hidráulico. Sistemas hidráulicos não são novidades na aviação. As primeiras aeronaves tinham sis- temas de freio hidráulico. Conforme as aerona- ves se tomaram mais sofisticadas, novos sistemas utilizando potência hidráulica, foram desenvolvidos. Apesar de alguns fabricantes de aerona- ves utilizarem mais sistemas hidráulicos que ou- tros, o sistema hidráulico de uma aeronave mo- derna, na média executa diversas funções. Entre as unidades comumente acionadas por sistemas hidráulicos estão os trens de pouso, os flapes, os freios das rodas e os aerodinâmicos, e as superficies de controle de vôo. Os sistemas hidráulicos apresentam mui- tas vantagens como fonte de potência para acio- namento de várias unidades da aeronave. Os sistemas hidráulicos combinam as vantagens de pouco peso, facilidade de instalação, simplici- dade de inspeção, e requisitos mínimos de manutenção. As operações hidráulicas são também quase que 100% eficientes, com somente uma perda desprezível devido ao atrito do fluido. Todos hidráulicos são essencialmente semelhantes. Independentemente da aplicação, cada sistema hidráulico tem um número mínimo de componentes e algum tipo de fluido hidráulico. os sistemas FLUIDO HIDRÁULICO Os líquidos dos sistemas hidráulicos são usados, primeiramente, para transmitir e distribuir potência a várias unidades a serem acionadas. Os líquidos são capazes de fazer isso por serem praticamente incompressíveis. A Lei de Pascal afirma que a pressão aplicada em qualquer parte de um líquido 8-1 confinado é transmitida sem perda de intensidade para todas as outras partes. Assim, se um número de passagens existe em um sistema, a pressão pode ser distribuída por todas elas através do líquido. Geralmente, o fabricante de dispositivos hidráulicos especifica o tipo de líquido mais apropriado para os seus equipamentos de acordo com as condições de funcionamento, o serviço requerido, as temperaturas esperadas no interior e no exterior dos sistemas, as pressões que o líquido deve suportar, as possibilidades de corrosão e outras condições que devem ser consideradas. Se as únicas qualidades requeridas fossem incompressibilidade e fluidez, qualquer líquido não muito grosso poderia ser utilizado num sistema hidráulico. Algumas das propriedades e características que devem ser consideradas quando da seleção de um líquido satisfatório para um sistema em paiticular, são discutidas nos parágrafos seguintes. Viscosidade Uma das mais importantes propriedades de qualquer fluido hidráulico é sua viscosidade, que é a resistência intema ao escoamento. Um líquido como a gasolina escoa facilmente (tem viscosidade baixa) enquanto que, um líquido como o alcatrão escoa lentamente (tem alta viscosidade). A viscosidade aumenta com a diminuição da temperatura. Um líquido satisfatório para um dado sistema hidráulico deve ser encorpado o suficiente para permitir uma boa vedação nas bombas, válvulas e pistões; mas não pode ser tão grosso que ofereça resistência ao escoamento, levando a perdas de potência e temperaturas de operação mais altas. Esses fatores se somarão à carga e ao desgaste excessivo das partes. Um fluido muito fino também levará a um rápido desgaste das partes móveis ou de partes com altas cargas. A viscosidade de um líquido é medida com um viscosimetro. Existem vários tipos, mas o instrumento mais usado por engenheiros nos EUA é o viscosímetro universal de Saybolt (figura 8-1). Esse instrumento mede o tempo em que uma quantidade fixa de líquido (60cm?) leva para escoar através de um pequeno orifício de comprimento e diâmetro padrões a uma temperatura específica. Esse tempo é medido em segundos, e a viscosidade é expressa em SSU (segundos, Saybolt universal). Por exemplo, um certo líquido pode ter uma viscosidade de 80 SSU a 130º F. Unidade de aquecimento Termonetro Bonha Figura 8-1 Viscosímetro de Saybolt. Estabilidade Química Estabilidade química é outra propriedade que é extremamente importante na seleção de um fluido hidráulico. É a habilidade do fluido de resistir a oxidação e deterioração por longos períodos. Todos os líquidos tendem a passar por transformações químicas, desfavoráveis sob condições severas de operação. Esse é o caso, por exemplo, quando um sistema opera por um período considerável a altas temperaturas. Temperaturas excessivas têm um grande efeito sobre a vida de um líquido. Deve ser notado que a temperatura do líquido, no reservatório de um sistema hidráulico em operação, nem sempre representa o estado verdadeiro das condições de operação. Pontos quentes localizados ocorrem em rolamentos, dentes de engrenagens ou em pontos onde o líquido sob pressão é forçado a passar através de um pequeno orifício. A passagem contínua de um líquido por esses pontos pode produzir temperaturas locais altas o suficiente para carbonizar ou engrossar o líquido, ainda que o líquido no reservatório não indique uma temperatura excessivamente alta. Líquidos com alta viscosidade têm maior resistência ao calor do que líquidos leves ou de baixa viscosidade, que tenham sido derivados da mesma fonte. O líquido hidráulico médio tem baixa viscosidade. Felizmente, há uma vasta gama de opções de líquidos disponíveis para uso dentro de uma faixa de viscosidade requerida para fluidos hidráulicos. Líquidos podem decompor-se quando expostos à água, ao sal, ou a outras impureza, especialmente se estiverem em constante movimento ou sujeitos ao calor. Alguns metais como zinco, grafite, bronze e cobre têm reações químicas indesejáveis com certos líquidos. Esses processos químicos resultam em formação de gomas, carbono ou outros depósitos que obstruem passagens, causam engrossamento ou vazamento em válvulas e pistões e dão má lubrificação a partes móveis. Logo que pequenas quantidades de depósitos são formados, a taxa de formação geralmente aumenta mais rapidamente. Ao serem formados, ocorrem algumas alterações nas propriedades fisicas e químicas do líquido. O líquido geralmente fica mais escuro, com viscosidade mais alta e com formação de ácidos. Ponto de Ignição (Flash Point) Ponto de ignição ("Flash point") é a temperatura na qual um líquido libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se momentaneamente, ou, espocar quando uma chama é aplicada. Um alto ponto de ignição é desejável para fluidos hidráulicos, uma vez que indica boa resistência a combustão e baixo grau de evaporação a temperaturas normais. Ponto de fogo (Fire Point) Ponto de fogo é a temperatura na qual uma substância libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se e para continuar a queimar, quando exposta a uma fagulha ou chama. Como o ponto de ignição, um alto ponto de fogo é requerido para os fluidos hidráulicos desejáveis. TIPOS DE FLUIDOS HIDRÁULICOS Para assegurar uma operação adequada do sistema, e para prevenir danos aos pressão deve ser aplicada ao sistema. Isso assegura que o fluido irá fluir para fora no ponto de amostragem, e então prevenir que a sujeira penetre no sistema hidráulico. Alguns kits de teste de contaminação têm uma seringa hipodérmica para coleta de amostras. Vários procedimentos de teste são usados para determinar o nível de contaminação em fluidos hidráulicos. O teste de comparação do filtro proporciona uma idéia razoável das condições do fluido. Este teste consiste basicamente da filtragem de uma amostra do fluido do sistema hidráulico através de um papel de filtro especial. Esse papel de filtro escurece na proporção da qualidade de contaminação presente na amostra; ele é comparado a uma série de discos de filtro padronizados, os quais, pelo grau de escurecimento, indicam os vários níveis de contaminação. O equipamento fornecido com um tipo de kit de teste de contaminação é ilustrado na figura 8-2. Filtro de papel Gauínt per turado Suporte de borracha É -— para o cadirho Peaeco «iltrance mostra riltro de reterençãa Figura 8-2 Teste de contaminação. Quando se utiliza esse tipo de kit de teste de contaminação, as amostras de fluidos devem ser vertidas através do papel de filtro, e o papel de filtro teste deve ser comparado aos discos fornecidos com o kit de teste. Os kits de teste mais caros têm um microscópio para se fazer essa comparação. Para verificação do fluido quanto à decomposição, coloca-se novo fluido hidráulico dentro de uma garrafa (para amostra do mesmo tamanho e cor), contendo o que será verificado. Visualmente compara-se a cor das duas garrafas. O líquido decomposto será mais escuro. 8-5 Ao mesmo tempo que a verificação da contaminação é feita, pode ser necessário fazer um teste químico. Esse teste consiste de uma verificação da viscosidade, uma verificação da umidade e uma verificação do ponto de ignição (FLASH POINT). Todavia, desde que um equipamento especial é requerido para essas verificações, as amostras do fluido devem ser enviadas a um laboratório, onde um técnico irá desenvolver o teste. Controle de Contaminação Os filtros proporcionam o controle adequado do problema da contaminação durante todas as operações normais do sistema hidráulico. O controle da extensão e quantidade de contaminação entrando no sistema, proveniente de qualquer outra fonte, é responsabilidade do pessoal que opera e mantém o equipamento. Todavia, precauções devem ser tomadas para minimizar a contaminação durante a manutenção, reparo e emprego. Se o sistema contaminar-se, o elemento de filtro deve ser removido e limpo ou substituído. Como um auxílio no controle da contaminação, os seguintes procedimentos de manutenção e emprego devem ser seguidos o tempo todo: (1) Manter todas as ferramentas e áreas de trabalho (bancadas e equipamentos de teste) em uma condição de limpeza livres de sujeira. (2) Um recipiente adequado deverá sempre estar a disposição para receber o fluido hidráulico que é derramado durante a remoção do componente, ou procedimentos de desmontagem. (3) Antes de desconectar as linhas hidráulicas ou conectores, limpa-se a área afetada com solvente para limpeza a seco. (4) Todas as linhas hidráulicas e conectores devem ser encapados ou fechados imediatamente após a desconexão. (5) Antes da montagem de quaisquer componentes hidráulicos, lava-se todas as partes com um solvente para limpeza a seco aprovado. (6) Após a limpeza das peças em uma solução para limpeza a seco, seca-se completamente as peças, e as lubrificase com o preservativo recomendado ou fluido hidráulico, antes da montagem. Usam-se panos limpos e livres de fiapos para limpar ou secar as peças componentes. (7) Todos os selos e gaxetas devem ser substituídos durante o procedimento de remontagem. Somente selos e gaxetas recomendados pelo fabricante são usados. (8) Todas as peças devem ser conectadas com cuidado para evitar esfolamento em lascas de metal de áreas rosqueadas. Todas as conexões e linhas devem ser instaladas e torqueadas de acordo com as instruções técnicas aplicáveis. (9) Todos os equipamentos de operação hidráulica devem ser mantidos limpos e em boas condições de operação. FILTROS Um filtro é um entelamento ou dispositivo coador usado para limpar o fluido hidráulico, prevenindo contra partículas estranhas, e contra substâncias contaminantes de permaneceremos no sistema. Se tal material indesejável não for removido, ele poderá causar uma falha no sistema hidráulico inteiro da aeronave pelo colapso, ou mau funcionamento de uma única unidade do sistema. O fluido hidráulico mantém em suspensão finas partículas de metal, que são depositadas durante o desgaste normal das válvulas seletoras, bombas e outros componentes do sistema. Tais minúsculas partículas de metal podem danificar as unidades e as peças, através das quais elas passam, caso não sejam removidas pelo filtro. Desde que as tolerâncias dentro dos componentes do sistema hidráulico sejam muito pequenas, é evidente que a confiabilidade e eficiência do sistema completo depende sobretudo de uma filtragem adequada. Os filtros podem ser localizados dentro do reservatório, na linha de pressão, na linha de retorno, ou em qualquer outro local onde o 8-6 projetista do sistema decidir que eles sejam necessários para resguardar o sistema hidráulico contra impurezas. Existem muitos modelos e estilos de filtros. Suas posições na aeronave, e os requisitos de projeto determinam suas formas e tamanhos. A maioria dos filtros usados nas modemas aeronaves são do tipo em linha. O conjunto de filtro em linha é formado por três unidades básicas: conjunto da cabeça, corpo e elemento. O conjunto da cabeça é aquela parte que é fixa na estrutura da aeronave e nos conectores da linha. Dentro da cabeça existe uma válvula de desvio que direciona o fluido hidráulico diretamente do canal de entrada para o de saída, caso o elemento de filtro seja obstruído com material estranho. O corpo é o alojamento que mantém o elemento na cabeça do filtro, sendo a parte a ser removida quando for necessária a remoção do elemento. O elemento poderá ser um micrônico, um metal poroso ou do tipo magnético. O elemento micrônico é feito de um papel especialmente tratado e, normalmente, é jogado fora quando removido. Os elementos de filtro magnético ou metal poroso são projetados para serem limpos por vários métodos, e recolocados no sistema. Filtros do tipo micrônico Um filtro do tipo micrônico é mostrado na figura 8-3. Esse filtro utiliza um elemento feito de um papel especialmente tratado que é dobrado em rugas verticais. Uma mola interna mantém os elementos em forma. surdo ge trico Figura 8-3 Filtro hidráulico do tipo micrônico. O elemento micrônico é projetado para prevenir a passagem de sólidos maiores que 10 microns (0,000394 da polegada) em tamanho (figura 8-4). No caso em que o elemento de filtro torne-se obstruido, a válvula de alívio sob tensão de mola na cabeça do filtro irá desviar o fluido após uma pressão diferencial de 50 p.s.i. O cabezo hunado — tom cerca de 100 NICRONS de diam, o . 10 MICRON 5 MICRON (Partículas) 0 MECROM 25.400 MICRONS = 1 polegada Figura 8-4 Ampliação de pequenas partículas. O fluido hidráulico entra no filtro através do canal de entrada e do corpo do filtro; e flui em volta do elemento, dentro do corpo. A filtragem ocorre quando o fluido passa através do elemento para o orifício central, deixando o material estranho no lado externo do elemento filtrante. Manutenção dos Filtros A manutenção dos filtros é relativamente fácil. Ela envolve principalmente a limpeza do filtro, e o elemento ou limpeza do filtro, e substituição do elemento. Os filtros usando elemento do tipo micrônico devem ter o elemento substituído periodicamente de acordo com as instruções aplicáveis. Desde que os filtros dos reservatórios sejam do tipo micrônico, eles devem ser periodicamente trocados ou limpos. Os filtros, usando outros que não o elemento do tipo micrônico, normalmente são apenas limpos, o filtro e o elemento. Todavia o elemento deve ser inspecionado muito atentamente para nos assegurarmos de que ele esteja completamente sem danos. Os métodos e materiais usados na limpeza dos filtros são muito numerosos para serem mencionados. Consulta-se as informações do fabricante para essa informação. Alguns filtros hidráulicos têm sido equipados com um pino que irá indicar visualmente uma obstrução do elemento. Quando esse pino se sobressai do alojamento do filtro, o elemento deve ser removido e limpo; e, também, o fluido coletado do filtro deve ser verificado quanto à contaminação, e limpo se necessário. todos os filtros remanescentes devem ser verificados quanto à contaminação, e limpos (se necessário) para determinar sua causa. O SISTEMA HIDRÁULICO BÁSICO Independente de sua função e projeto, cada sistema hidráulico tem um número mínimo de componentes básicos em adição aos meios através dos quais o fluido é transmitido. Sistema de bomba manual A figura 8-5 mostra um sistema hidráulico básico. O primeiro dos componentes básicos, o reservatório, estoca o suprimento de fluido hidráulico para a operação do sistema. Ele recompleta o fluido do sistema quando necessário, proporciona espaço para expansão térmica e, em alguns sistemas, proporciona meios para a sangria de ar do sistema. Reservatório Válvula seleto ra na posição “em baixo" Válvula selg tora na posi cao"em clima" Linhas de trabalho Unidado de atuação Figura 8-5 Sistema hidráulico básico com bomba manual. Uma bomba é necessária para criar um fluxo de fluido. A bomba mostrada na figura 8-5 nível do fluido. Na maioria dos casos, a fonte inicial de pressão de ar é o motor da aeronave do qual ele é sangrado. Usualmente, o ar vindo diretamente do motor está a uma pressão de aproximadamente 100 p.si. Essa pressão é reduzida para ficar entre 5 e 15 psi. dependendo do tipo de sistema hidráulico, pela utilização de um regulador de pressão. Os reservatórios que são pressurizados com fluido hidráulico (figura 8-8) são construídos de uma forma um pouco diferente dos reservatórios pressurizados com ar. Um saco flexível, revestido com tecido, chamado “bellowfram”, ou diafragma, é fixado à cabeça do reservatório. o saco está pendurado dentro de um cilindro metálico, formando um recipiente para o fluido. O fundo do diafragma repousa sobre um grande pistão. Fixo a esse grande pistão está uma haste indicadora. A outra extremidade da haste indicadora é usinada para formar um pequeno pistão, que é exposto à pressão do fluido da bomba hidráulica. Essa pressão força o pequeno pistão para a frente, fazendo com que o grande pistão também se mova para a frente, produzindo no reservatório uma pressão de aproximadamente 30 a 32 p.s.i. em operação normal. Válvulas de sangria - Fluido sob = 1 de ecisema enchixento | Orifício sangrador Hast e Orificto dreno Retentor Diafrãgma (Below fremj Pistão Cor PA casa Ph Tubo dréno rosqueado Figura 8-8 Reservatório hidráulico pressurizado com fluido. Se a pressão interna exceder 46 p.si., a válvula de alívio do reservatório irá abrir, s-10 permitindo o escapamento do fluido através do furo na cabeça da válvula de retenção. Esse tipo de reservatório deve ser abastecido com fluido hidráulico, e ter todo o ar sangrado do seu interior. Componentes do reservatório Aletas e/ou defletores estão incorporados na maioria dos reservatórios para manter o fluido livre de movimentos, tal como turbilhonamento (redemoinho) e ondas. Essas condições podem fazer com que o fluido espume e o ar entre na bomba com o fluido. Muitos reservatórios incorporam filtros no gargalo de enchimento para prevenir contra a entrada de material estranho durante o abastecimento. Esses filtros são feitos de uma tela de malha fina e, são, geralmente conhecidos como filtros de dedo devido à sua forma. Esses filtros não devem nunca ser removidos ou furados, com a finalidade de apressar a entrada de óleo para o reservatório. Alguns reservatórios incorporam elementos de filtro. Eles podem ser usados para filtrar o ar antes dele entrar no reservatório, ou para filtrar o fluido antes dele deixar o reservatório. Um elemento de filtro de ar, quando usado, é localizado na parte superior do reservatório, acima do nível de fluido. Um elemento de filtro de fluido, quando usado, está localizado no fundo do reservatório ou próximo do findo. O fluido, assim que retoma para o reservatório, circunda o elemento. Este deixa qualquer contaminante do fluido sobre o outro lado do elemento de filtro. Reservatórios com elemento de filtro incorporam uma válvula de desvio, normalmente fechada por uma mola. A válvula de desvio assegura que a bomba não sofrerá falta de fluido em caso do elemento de filtro ser obstruído. Um filtro entupido produz um vácuo parcial e, em consequência, a válvula de desvio, carregada por ação de mola, se abre. O elemento de filtro mais comumente usado em reservatórios é o do tipo micrônico. Esses elementos de filtro, de celulose tratada, são moldados em dobras semelhantes as de acordeão. As pregas expõem o fluido ao máximo de superficie filtrante dentro de um dado espaço. Esses elementos micrônicos são capazes de remover pequenas partículas de contaminação. Algumas aeronaves têm sistemas hidráulicos de emergência que entram no circuito, caso o sistema principal falhe. Em muitos desses sistemas, as bombas de ambos obtêm fluido de um mesmo reservatório. Em tais circunstâncias o suprimento de fluido, para a bomba de emergência, é assegurado pela retirada do fluido hidráulico do findo do reservatório. O sistema principal tira o seu fluido através de um tubo pescador localizado no nível mais alto. Com essa disposição, o fluido em quantidade adequada é deixado para a operação do sistema de emergência, caso o suprimento de fluido do sistema principal fique reduzido. Bombas manuais de Dupla-Ação A bomba manual hidráulica de dupla ação é usada em algumas aeronaves antigas e, em alguns poucos sistemas modernos, como uma unidade auxiliar. As bombas manuais de dupla ação produzem um fluxo de fluido e pressão em cada movimento da alavanca. A bomba manual de dupla ação (figura 8-9) consiste basicamente de um alojamento com um núcleo cilíndrico e duas aberturas, um pistão, duas válvulas unidirecionais e uma alavanca de operação. Um anel de vedação (“O” ring) sobre o pistão sela contra a fuga de fluido entre as duas cavidades do núcleo cilindro-pistão. Ch Wepistão Vedador “é me Vedador LÃ den Unidirecionais Haste dó piStau Entrada A Punho de Pes operação —— e > Es Figura 8-9 Bomba manual de dupla ação. Ss Pi Um anel de vedação, na ranhura da extremidade do alojamento da bomba, sela s-11 contra a fuga de fluido entre a haste do pistão e o alojamento da bomba. Bombas mecânicas Muitas bombas hidráulicas mecânicas das aeronaves atuais são do tipo controladas por compensador e com demanda variável. Existe algumas bombas de demanda constante em uso. Os princípios de operação são os mesmos para ambos os tipos de bombas. Devido à sua relativa simplicidade e facilidade de entendimento, a bomba de demanda constante é usada para descrever os princípios de operação das bombas mecânicas. Bombas de fluxo constante Uma bomba de fluxo constante, independente da rotação da bomba, força uma quantidade fixa ou invariável de fluido através do orifício de saída durante cada revolução da bomba. Bombas de fluxo constante são, algumas vezes, chamadas bombas de volume constante ou de fluxo fixo. Elas entregam uma quantidade fixa de fluido por revolução, independente da pressão solicitada. Desde que a bomba de fluxo constante proporcione uma quantidade fixa de fluido durante cada revolução da bomba, a quantidade de fluido entregue por minuto dependerá da rotação da bomba. Quando uma bomba de fluxo constante é usada em um sistema hidráulico, na qual a pressão deve ser mantida em um valor constante, um regulador de pressão é necessário. Bomba de fluxo variável Uma bomba de fluxo variável tem uma saída de fluido, que é variada para satisfazer à demanda de pressão do sistema, pela variação da saída de seu fluido. O fluxo de saída é mudado automaticamente pelo compensador da bomba, instalado na parte interna da bomba. Mecanismo de bombeamento Vários tipos de mecanismo de bombeamento são usados em bombas hidráulicas, tais como engrenagens, rotores, palhetas e pistões. O mecanismo tipo pistão é comunente usado em bombas mecânicas devido à sua durabilidade e capacidade de desenvolver alta pressão. Em sistemas hidráulicos de 3.000 psi, as bombas do tipo pistão são quase sempre usadas. Bomba do tipo engrenagem Uma bomba mecânica do tipo engrenagem (figura 8-10) consiste de duas engrenagens engrazadas que giram em um alojamento. A engrenagem motora é girada pelo motor da aeronave ou por alguma outra unidade motriz. A engrenagem acionada está engrazada na motora, sendo acionada por ela. A folga entre os dentes no engajamento e, entre os dentes e o alojamento, é muito pequena. A AS Figura 8-10 bomba do tipo engrenagens. O orifício de entrada da bomba é conectado ao reservatório, e o de saída à linha de pressão. Quando a engrenagem motora gira na direção anti-horária, como mostrado na figura 8-10, ela gira a engrenagem acionada no sentido horário. À medida que os dentes passam no orifício de entrada, o fluido é retido entre os dentes da engrenagem e o alojamento, sendo então transportado em torno do alojamento para o orifício de saída. Bomba do tipo rotor Uma bomba do tipo rotor (figura 8-11) consiste essencialmente de um alojamento contendo um revestimento | estacionário excêntrico, um rotor de engrenagem interno com cinco dentes largos de pequena altura; uma engrenagem motora em forma de espigão (spur) com quatro dentes estreitos, e uma capa de bomba que contém duas aberturas de forma crescente. Uma abertura projeta-se para dentro do orifício de entrada, e a outra projeta-se para dentro do orifício de saída. A capa da bomba, como mostrada na figura 8-1], tem sua face de encaixe virada para cima, para mostrar claramente as aberturas em forma crescente. Engrenagem paotóra Capa Revestimento estacionário Rotor interno Entrada Figura 8-11 Bomba do tipo rotor. Quando a capa é virada para cima e apropriadamente instalada no alojamento da bomba, ela terá seu orifício de entrada à esquerda, e o de saída à direita. Durante a operação da bomba, as engrenagens giram no sentido horário. À medida que os espaços coletores que se encontram no lado esquerdo da bomba movem- se de uma posição inferior máxima em direção a uma posição superior máxima, os coletores aumentarão em tamanho (figura 8-11), resultando na produção de um vácuo parcial dentro desses coletores. Quando os coletores abrem no orifício de entrada, o fluido é sugado para dentro deles. Como esses espaços coletores (agora cheios de fluido) giram sobre o lado direito da bomba, movendo-se da posição alta máxima em direção à posição baixa máxima, eles diminuem de tamanho. Isso resulta na expulsão do fluido dos coletores através do orifício de saída. Bomba do tipo palheta A bomba do tipo palheta (figura 8-12) consiste de um alojamento contendo quatro palhetas (lâminas), um rotor oco de aço com ranhuras para as palhetas, e um acoplamento que o fluido seja expelido. Quando a rampa de descida do ressalto passa sob um pistão, a mola de retorno desse pistão projeta-o para fora da sua cavidade. Isso faz com que o fluido seja sugado para dentro da sua cavidade. Devido o movimento dos pistões, quando sugando ou expelindo fluido, ser de natureza sobreposta, a descarga do fluido de uma bomba do tipo de ressalto é praticamente constante. Cada cavidade tem uma válvula unidirecional que abre para permitir que o fluido seja expelido da cavidade pelo movimento do pistão. Essas válvulas fecham durante o movimento de entrada de óleo dos pistões. Devido a isso, a entrada de fluido nas cavidades somente pode ser feita através da passagem central. REGULAGEM DA PRESSÃO A pressão hidráulica deve ser regulada, de maneira a usá-la para cumprir as funções desejadas. Os sistemas de regulagem de pressão usarão sempre três dispositivos elementares: uma válvula de alívio, um regulador e um medidor de pressão. Valvulas de alivio de pressão Uma válvula de alívio de pressão é usada para limitar a quantidade de pressão que está sendo exercida em um líquido confinado. Isso é necessário para prevenir a falha dos componentes, ou ruptura das linhas hidráulicas sob pressão excessiva. A válvula de alívio é, de fato, uma válvula de segurança do sistema. O projeto das válvulas de alívio de pressão incorpora válvulas ajustáveis por pressão de mola. Elas são instaladas, e descarregam o fluido da linha de pressão para a linha de retorno ao reservatório, quando a pressão excede a um máximo pré-determinado para o qual a válvula foi ajustada. Vários tipos e desenhos de válvulas de alívio de pressão estão em uso, mas em geral, todas elas empregam um dispositivo de regulagem sob pressão de mola, operado por pressão hidráulica e tensão de mola. As válvulas de alívio de pressão são ajustadas pelo aumento ou diminuição da tensão sobre a mola, para determinar a pressão requerida para a abertura da válvula. Dois modelos gerais de válvulas de alívio de pressão, a de duas entradas e a de quatro entradas são ilustradas na figura 8-18. justa din EEE es ajuste da pressão A Figura 8-18 Válvulas de alívio da pressão. As válvulas de alívio de pressão podem ser classificadas quanto ao seu tipo de construção ou usos no sistema. Todavia, a finalidade geral e a operação de todas as válvulas de pressão são as mesmas. A diferença básica na construção das válvulas de alívio de pressão está no seu desenho. Os tipos mais comuns de válvulas são: 1) Tipo esfera - Nas válvulas de alívio de pressão com um dispositivo valvulado de esfera, a esfera repousa sobre um batente com o seu contorno. Uma pressão atuando sobre a base da esfera empurra-a para fora do seu batente, permitindo a passagem do fluido. 2) Tipo luva - Nas válvulas de alívio de pressão com um dispositivo valvulado de luva, a esfera permanece estacionária, e o batente tipo luva é movimentado pela pressão do fluido. Isso permite ao fluido passar entre a esfera e a sede da luva deslizante. 3) Tipo gatilho - Nas válvulas de alívio de pressão com um dispositivo valvulado do tipo gatilho, um gatilho em forma cônica pode ter qualquer uma entre várias configurações de projeto; todavia, ela é basicamente um cone e uma sede usinados em ângulos casados para prevenir contra a fuga de fluido. À medida que a pressão sobe ao seu ajuste pré-determinado, o gatilho é levantado para fora da sua sede, como no dispositivo de esfera. Isso permite ao fluido passar através da abertura criada e sair pela abertura de retomo. As válvulas de alívio de pressão não podem ser usadas como reguladoras de pressão em grandes sistemas hidráulicos, que dependem de bombas mecânicas acionadas pelo motor da aeronave como fonte básica de pressão, porque a bomba está constantemente sob pressão, e a energia gasta na manutenção da válvula de alívio de pressão fora do seu batente é transformada em calor. Esse calor é transferido para o fluido e, por sua vez, aos anéis de vedação, provocando sua rápida deterioração. As válvulas de alívio de pressão, todavia, podem ser usadas como reguladores em pequenos sistemas de baixa pressão; ou quando a bomba é eletricamente acionada e de uso intermitente. As válvulas de alívio de pressão podem ser usadas como: 1) Válvulas de alívio do sistema - O uso mais comum das válvulas de alívio de pressão é como um dispositivo de segurança contra a possibilidade de falha do compensador da bomba ou outros dispositivos de regulagem de pressão. Todos os sistemas hidráulicos, que têm bombas hidráulicas, incorporam válvulas de alívio de pressão como dispositivos de segurança. 2) Válvulas de alívio térmico - A válvula de alívio de pressão é usada para aliviar as pressões excessivas, que possam existir devido à expansão térmica do fluido. Reguladores de pressão O termo “REGULADOR DE PRESSÃO” é aplicado ao dispositivo usado nos sistemas hidráulicos, que são pressurizados pelas bombas do tipo de fluxo constante. Uma finalidade do regulador de pressão é controlar a saída da bomba para manter a pressão de operação do sistema dentro de uma faixa pré- determinada. Outra finalidade é permitir à bomba girar sem resistência (período quando a tomba não está sob carga), nos momentos em que a pressão no sistema está dentro da sua faixa normal de operação. O regulador de pressão está, desse modo, localizado no sistema, no qual a saída da bomba pode alcançar o circuito de pressão somente passando através do regulador. A combinação de uma bomba do tipo de fluxo constante e um regulador de pressão é virtualmente o equivalente à bomba do tipo fluxo variável, controlada por compensador. Medidores de pressão 8-16 Tem como finalidade medir a pressão no sistema hidráulico, usado para operar as unidades hidráulicas das aeronaves. O medidor usa um tubo de Bourdon e um dispositivo mecânico para transmitir a expansão do tubo ao indicador. Uma tomada de ar no fundo da caixa mantém a pressão atmosférica em torno do tubo de Bourdon. Ela também proporciona um dreno para qualquer umidade acumulada. Existem várias faixas de pressão usadas nos sistemas hidráulicos, e os medidores são calibrados para se adaptarem com os sistemas nos quais eles estão ligados. ACUMULADORES O acumulador é uma esfera de aço dividida em duas câmaras por um diafragma de borracha sintética. A câmara superior contém fluido sob pressão do sistema, enquanto que a câmara inferior está carregada com ar. A função de um acumulador é: a) Amortecer as oscilações de pressão surgidas no sistema hidráulico, causadas pela atuação de uma unidade e do esforço da bomba, que mantém a pressão a um nível pré-ajustado. b) Auxiliar ou suplementar a bomba mecânica quando várias unidades estão operando ao mesmo tempo, pelo suprimento de pressão extra de sua pressão estocada ou “acumulada”. c) Estocar pressão para a operação limitada de uma unidade hidráulica, quando a bomba não estiver operando. d) Suprir fluido sob pressão para compensar pequenas perdas, internas ou externas (não desejadas), que poderiam produzir no sistema uma vibração contínua, pela ação das contínuas colisões de pressão. Acumuladores do tipo Diafragma Os acumuladores do tipo diafragma consistem de duas metades de esferas ocas presas juntas pela linha do centro. Uma dessas metades tem um conector para fixação da unidade ao sistema; a outra metade é equipada com uma válvula para o carregamento da unidade com ar comprimido. Montado entre as duas partes está um diafragma de borracha sintética que divide o tanque em dois compartimentos. Uma tela cobre a saída sobre o lado do fluido do acumulador. Isso previne que uma parte do diafragma seja empurrado para o orifício de pressão do sistema e ser danificado. Isso poderia acontecer sempre que existisse uma pressão de ar na unidade, e não houvesse pressão de fluido em balanço. Em algumas unidades, um disco metálico fixo ao centro do diafragma é usado em lugar da tela. (ver figura 8-19). Figura 8-19 Acumulador tipo diafragma. Acumuladores do tipo balão O acumulador do tipo balão opera, baseado no mesmo princípio do tipo diafragma. Ele serve para a mesma função, mas varia na construção. Esta unidade consiste em uma peça esférica de metal com uma entrada de pressão de fluido no topo. Existe uma abertura no fundo para a inserção do balão. Um grande bujão atarraxado ao fundo do acumulador retém o balão e também veda a unidade. 8-17 Figura 8-20 Acumulador do tipo balão. Acumuladores do tipo pistão O acumulador do tipo pistão, também serve para a mesma finalidade, e opera muito semelhantemente aos de diafragma e de balão. Como mostrado na figura 8-21 esta unidade é um cilindro (B) e um conjunto de pistão (E) com aberturas em cada extremidade. A pressão de fluido do sistema entra na abertura do topo (A) e força o pistão para baixo contra a pressão de ar no fundo da câmara (D). Uma válvula de ar de alta-pressão (C) está localizada no fundo do cilindro para reabastecer a unidade. Existem dois selos de borracha (representado pelos pontos pretos), que previnem contra a fuga entre as duas câmaras (D e C). Uma passagem (F) é aberta do lado do fluido do pistão para o espaço entre os selos. Isso proporciona lubrificação entre as paredes do cilindro e o pistão. Manutenção de acumuladores A manutenção de acumuladores consiste em inspeções, pequenos reparos, substituições de partes componentes e teste. Existe um elemento de perigo na manutenção de acumuladores. Portanto, precauções apropriadas devem ser observadas estritamente para a prevenção de ferimentos e danos. conexão. As bombas hidráulicas podem ser seriamente danificadas se as linhas desconectadas não estiverem adequadamente conectadas. Em caso de dúvida sobre a operação de desconexão de linha, consultamos o manual de operação da aeronave. O grau de manutenção a ser desenvolvido em uma válvula de desconexão rápida é muito limitado. As partes internas desses tipos de válvulas são de construção de precisão, e montadas na fábrica. Elas são feitas com tolerâncias muito reduzidas, por isso, nenhuma tentativa deve ser feita para desmontar ou substituir as partes internas em qualquer das metades do acoplamento. Todavia, as metades do acoplamento, porcas de união e capa externa podem ser substituídos. Quando substituimos o conjunto, ou qualquer das suas partes, seguimos as instruções no manual de manutenção aplicável. CILINDROS ATUADORES Um cilindro atuador transforma a energia na forma de pressão hidráulica em força mecânica, ou ação, para executar um trabalho. Ele é usado para conceder potência em um movimento linear a algum mecanismo ou objeto móvel. Um cilindro atuador típico consiste basicamente de um alojamento cilindrico, um ou mais pistões, e hastes de pistão e alguns selos. O alojamento do cilindro contém um núcleo polido, no qual o pistão opera em uma ou mais entradas, através das quais o fluido entra e sai do núcleo cilíndrico. O pistão e a haste formam um conjunto. O pistão move-se para a frente e para trás dentro do núcleo cilíndrico e uma haste fixa no pistão move-se para dentro e para fora do alojamento do cilindro, através de uma abertura em um dos lados do alojamento cilíndrico. Os selos são usados para evitar vazamentos entre o pistão e o núcleo cilíndrico, e entre a haste do pistão e a extremidade do cilindro. Ambos, o alojamento do cilindro e a haste do pistão têm dispositivos para montagem e para fixação a um objeto ou mecanismo, que deve ser movido pela atuação do cilindro. Os cilindros atuadores são de dois tipos principais: (1) de ação única e (2) dupla ação. O de ação única (única entrada) é um cilindro atuador capaz de produzir movimento de força em apenas uma direção. O cilindro atuador de dupla ação (duas entradas) é capaz de produzir movimento de força em duas direções. Cilindro atuador de ação única Um cilindro atuador de ação única é ilustrado na figura 8-24. O fluido sob pressão entra no orifício à esquerda e empurra contra a face do pistão, forçando-o para a direita. Vedador do pistão Mola de Orificios de montagem Figura 8-24 Cilindro atuador de ação única. À medida em que o pistão se move, o ar é empurrado para fora da câmara da mola através do orifício de ventilação, comprimindo- a. Quando a pressão no fluido é aliviada para o ponto em que ela exerça menos força, que a apresentada na mola comprimida, a mola empurra o pistão para a esquerda. À medida em que o pistão se move para a esquerda, o fluido é forçado para fora pelo orifício. Ao mesmo tempo, o movimento do pistão suga o ar para a câmada da mola através do orifício de ventilação. Uma válvula de controle de três posições normalmente é usada para controle da operação de um cilindro atuador de ação única. Cilindro atuador de dupla ação Um cilindro atuador de dupla ação (duas entradas) está ilustrado na figura 8-25. A operação de um cilindro atuador de dupla ação é usualmente controlado por uma válvula seletora de quatro posições. A figura 8-26 mostra um cilindro atuador interconectado com uma válvula seletora. A operação da válvula seletora e do cilindro atuador será discutida adiante. Passagem do líquido — Vedador Figura 8-25 Cilindro atuador de dupla ação. Colocando a válvula seletora na posição “ON” (figura 8-26A) admite-se pressão de fluido para a câmara esquerda do cilindro atuador. Isso resulta no pistão ser forçado para a direita. À medida em que o pistão se move à direita, ele empurra o fluido de retorno para fora da câmara direita e, através da válvula seletora, para o reservatório. Quando a válvula seletora é colocada em sua outra posição “ON”, como ilustrado na figura 8-26B, a pressão de fluido entra na câmara direita, forçando o pistão para a esquerda. À medida em que o pistão se move para a esquerda, ele empurra o fluido de retorno para fora da câmara e, através da válvula seletora, para o reservatório. Além de ter a capacidade de mover uma carga para essa posição, o cilindro atuador de dupla ação também tem a capacidade de mantê-lo nessa posição. Essa capacidade existe, porque, quando a válvula seletora usada no controle da operação -do cilindro atuador é colocada na posição “OFF”, o fluido fica retido nas câmaras, em ambos os lados do pistão do cilindro atuador. Válvula seletora Cilindro atuador | A Panguei Tas Figura 8-26 Controle do movimento do cilindro de atuação. Além dos dois modelos gerais de cilindros atuadores discutidos (única ação e dupla ação), outros tipos estão disponíveis. A figura 8-27 mostra três tipos adicionais. Atuador com prsssgena arravés da Mete de comano Atuador de dupla ação tendo conexão nas duas hastes Figura 8-27 Tipos de cilindros de atuação. VÁLVULAS SELETORAS As válvulas seletoras são usadas para controlar a direção do movimento de uma unidade atuadora. Uma válvula seletora proporciona um caminho para fluxos simultâneos de fluido hidráulico, para dentro e para fora de uma unidade atuadora conectada. Ela, também, proporciona um meio imediato e conveniente de trocar as direções nas quais os fluidos seguem através do atuador, revertendo a direção do movimento. Uma entrada de uma válvula seletora típica está conectada a um sistema de linha de pressão, para a injeção de fluido sob pressão. Uma segunda passagem da válvula está conectada à linha de retorno do sistema para direcionar o fluido ao reservatório. As passagens de uma unidade atuadora através das quais o fluido entra e sai, são conectadas por linhas a outras passagens da válvula seletora. Uma válvula seletora tem vários números de passagens. O número de passagens é determinado pelas necessidades particulares do sistema no qual a válvula é usada. As válvulas seletoras tendo quatro passagens são as mais usadas. As passagens de uma válvula seletora (figura 8-28) são marcadas individualmente para proporcionar uma pronta identificação. As marcações mais comumente usadas são: PRESSURE (ou PRESS ou P), RETURN (ou RET ou R), CYLINDER 1 (ou CYL 1), e CYLINDER 2 (ou CYL 2). Cilindro 1 so Etedé Barcações típicas E em wma válvula se letora cou mis nento rotativo Pressão ci. cilzz Marcação tipics em valvula seletora com movimento deslizante Figura 8-28 Marcações típicas em válvulas seletoras. O uso da palavra “CYLINDER” na designação de passagens de válvulas seletora, não indica, como pode sugerir, que somente os cilindros hidráulicos devam ser conectados às passagens marcadas. De fato, qualquer tipo de unidade atuadora hidráulica pode ser conectada a essas passagens. Os números 1 e 2 são um meio conveniente de diferenciação entre as duas passagens da válvula seletora. Válvula seletora com fechamento central de quadro passagens Devido às quatro passagens, uma válvula seletora de fechamento central é uma das mais comumente usadas em sistemas hidráulicos de aeronave. Ela é discutida em detalhes nos parágrafos seguintes. Dispositivos valvulados de vários tipos tais como esferas, válvulas gatilho, rotores ou carretéis são usados nas válvulas seletoras com fechamento central de quatro passagens. A figura 8-29A ilustra uma válvula desse tipo na posição fechada (OFF). Todas as passagens da válvula estão bloqueadas, e o fluido não pode seguir para dentro ou para fora da válvula. Na figura 8-29B, a válvula seletora está colocada em uma de suas posições abertas. Em algumas aeronaves, compressores de ar permanentemente instalados são incorporados para recarregar as garrafas de ar sempre que a pressão for usada para operar a unidade. Vários tipos de compressores são usados com essa finalidade. Alguns tem dois estágios de compressão enquanto outros tem três. A figura 8-32 mostra um esquema simplificado de um compressor de dois estágios; a pressão do ar na entrada é impulsionado pelo cilindro número 1 e, novamente pelo nº 2. O compressor na figura 8-32 tem três válvulas unidirecionais. Como as válvulas unidirecionais na bomba manual hidráulica, essas unidades permitem o fluxo do fluido somente em uma direção. Algumas fontes de força, tais como um motor elétrico ou o motor da aeronave, giram num eixo. À medida que o eixo gira, ele move um pistão para dentro e para fora de seus cilindros. Quando o pistão nº 1 move-se para a direita, a câmara no cilindro nº 1 torna-se maior, e o ar externo flui através do filtro para dentro do cilindro. Eixo acionado peto motor Para a garrafa de ar Inidire- Filtro cional Cilindro 2 Unidire cionais Figura 8-32 Esquema do compressor de ar de dois estágios. À medida em que o eixo motor continua a girar, ele reverte a direção do movimento do pistão. O pistão nº 1 move-se para o fundo, dentro do seu cilindro, forçando o ar através da sua linha de pressão e dentro do cilindro nº 2. Enquanto isso, o pistão nº 2 está se movendo para fora do cilindro nº 2, de tal forma que este último cilindro possa receber o ar sob pressão. O cilindro nº 2 é menor que o cilindro nº 1; então, o ar deve ser altamente comprimido para caber no cilindro nº 2. Na diferença, no tamanho do cilindro, o pistão nº 1 dá ao ar o seu primeiro estágio de compressão. O segundo estágio ocorre quando o pistão nº 2 move-se profundamente dentro do seu cilindro, forçando o ar em alta pressão a fluir através da linha de pressão, e entrar na garrafa de estocagem de ar. Sistema de média pressão Um sistema pneumático de média pressão (100-150 p.s.i.) normalmente não possui uma garrafa de ar. Em contrapartida, ele geralmente suga o ar de uma seção do compressor da turbina Unidade de contrele da pressão Ar de decolagem Para operação das unidades Figura 8-33 Compressor de motor a jato com sistema pneumático. Nesse caso, o ar deixa a turbina e flui em uma tubulação, que conduz o ar inicialmente para as unidades de controle de pressão, e daí para as unidades operadoras. A figura 8-33 mostra um compressor de motor a reação com a tomada do sistema pneumático. Sistema de baixa pressão Muitas aeronaves equipadas com motores convencionais obtêm um suprimento de ar de baixa pressão, de bombas tipo palheta. Essas bombas são acionadas por motores elétricos ou pelo motor da aeronave. A figura 8-34 mostra uma via esquemática de uma dessas bombas, a qual consiste de um alojamento com duas passagens, um eixo motor e duas palhetas. O eixo motor e as palhetas possuem aberturas onde as palhetas deslizam para trás e para frente no eixo motor. O eixo é excentricamente montado no alojamento, fazendo com que as palhetas formem quatro diferentes tamanhos de câmaras (A.B,CeD). Suprimento Palheta 1 Palheta Pressão Figura 8-34 Esquema de uma bomba de ar do tipo palheta. Na posição mostrada, “B” é a câmara maior, e está conectada à passagem de suprimento. Como descrito na ilustração, o ar exterior pode entrar na câmara “B” da bomba. Quando a bomba começa a operar, o eixo motor gira e muda as posições das palhetas e o tamanho das câmaras. A palheta nº 1, então, move-se para a direita (figura 8-34), separando a câmara “B” da passagem de suprimento. A câmara “B” agora contém ar retido. À medida que o eixo continua a girar, a câmara “B” se move para baixo tornando-se cada vez menor, gradualmente comprimindo o ar no seu interior. Próximo ao fundo da bomba, a câmara “B” é conectada com a passagem de pressão, enviando ar comprimido. A câmara “B” move-se para cima novamente, aumentando de tamanho. Na passagem de suprimento, a câmara “B” recebe outro suprimento de ar. Existem quatro câmaras nessa bomba, e cada uma trabalha nesse mesmo ciclo de operação. Daí, a bomba entrega ao sistema pneumático um suprimento contínuo de ar comprimido de 1 a 10 p.s.i. COMPONENTES DO SISTEMA PNEUMÁTICO Os sistemas pneumáticos são frequentemente comparados aos sistemas hidráulicos, mas tais comparações podem ser verdadeiras somente em termos gerais. Os sistemas pneumáticos não utilizam reservatórios, bombas manuais, acumuladores, reguladores ou bombas eletricamente acionadas ou acionadas pelo motor da aeronave, para a geração da pressão normal. Porém, similaridades existem em alguns componentes. Válvulas de alívio As válvulas de alívio são usadas no sistema pneumático para prevenir danos. o Disco Da Ltoay e presto, Figura 8-35 Válvula de alívio do pneumático. Elas atuam como unidades limitadoras de pressão, e previnem contra pressões excessivas, que poderiam romper as linhas e destruir os selos. A figura 8-35 ilustra uma vista em corte da válvula de alívio do sistema pneumático. Em pressão normal, uma mola mantém a válvula fechada (figura 8-35), e o ar permanece na linha de pressão. Se a pressão se elevar muito além, a força por ela criada sobre o disco supera a tensão da mola, e abre a válvula de alívio. Então, o ar em excesso flui através da válvula, sendo eliminado como ar excedente para a atmosfera. A válvula permanece aberta até que a pressão caia para o normal. sistema Válvula de controle As válvulas de controle são também peças necessárias em um sistema pneumático típico. A figura 8-36 ilustra uma válvula usada para controlar o ar dos freios de emergência. A válvula de controle consiste de um alojamento com três passagens, duas válvulas gatilho e uma alavanca de controle com dois ressaltos. ps Da fonte rel de pressao E - Válvula de controle aberta (OH) Ar comprimido [DO Pressão atmtórica Figura 8-36 Diagrama do fluxo de uma válvula de controle pneumático. Na figura 8-36A, a válvula de controle é mostrada na posição “OFF”. Uma mola mantém o gatilho da esquerda fechado, de tal modo que o ar comprimido entrando na passagem de pressão não possa fluir para os freios. Na figura 8-36B, a válvula de controle foi colocada na posição “ON”. Um ressalto da alavanca mantém a válvula gatilho da esquerda aberta, e uma mola fecha a válvula gatilho da direita. O ar comprimido agora flui em volta da válvula gatilho aberta da esquerda através da passagem perfurada, e entra na câmara abaixo da válvula gatilho da direita, porém, como a válvula gatilho da direita está fechada, o ar sob alta pressão flui para fora pela passagem do freio, entrando na linha de freio para sua aplicação. Para aliviar os freios, a válvula de controle é retornada para a posição “OFF” (figura 8-36A). A válvula gatilho da esquerda, agora fechada, interrompe o fluxo de ar sob alta pressão para os freios. Ao mesmo tempo, a válvula gatilho da direita é aberta, permitindo ao ar, comprimido na linha de freio, ser eliminado através da passagem de ar para a atmosfera. Válvulas undirecionais As válvulas unidirecionais são usadas em ambos os sistemas, hidráulico e pneumático. A figura 8-37 ilustra uma válvula unidirecional pneumática tipo flape. O ar entra pela passagem da esquerda da válvula, comprime uma leve mola, forçando a válvula unidirecional a abrir, e permitindo ao Carcaça Figura 8-37 Válvula unidirecional de sistema pneumático. O ar entra pela passagem da esquerda da válvula, comprime uma leve mola, forçando a válvula unidirecional a abrir, e permitindo ao ar fluir para fora da passagem da direita. Se o ar entrar na passagem da direita, a pressão do ar fechará a válvula prevenindo contra a saída de um fluxo de ar pela passagem da esquerda. Então, uma válvula pneumática unidirecional é uma válvula de controle de fluxo em uma só direção. Restritores Os restritores são um tipo de válvula de controle usados nos sistemas pneumáticos. A figura 8-38 ilustra um orifício do tipo restritor com uma grande passagem de entrada e uma pequena passagem de saída. A pequena passagem de saída reduz a razão do fluxo de ar e a velocidade de operação de uma unidade atuadora. Figura 8-38 Orifício de restrição. Restritor variável linha hidráulica. A pressão de ar remanescente nos cilindros de freio flui para fora na passagem superior da válvula de corte, e para a linha hidráulica de retorno. Linhas e tubulações As linhas para os sistemas pneumáticos consistem de tubulações rígidas de metal e mangueiras flexíveis de borracha. As linhas de fluido e conexões são estudadas com detalhes no capítulo 5 do MANUAL DE MATERIAS BÁSICAS (AC 65-94). SISTEMA PNEUMÁTICO TÍPICO Um sistema pneumático, acionado pela turbina da aeronave, supre com ar comprimido vários sistemas atuadores normais e de emergência. Contrato ao Sistema Interruptores ES speeo Barra principal ToPpge tee LEGENDA Pressão pnemática Suprômento de sr do equip. ausil£ar| Preccão bideâulica (Utilidades) Retorno, (Utilidades) miôtrico (Bnorgizado) Rlárrica (Desenergizado) HOR! tntgado E A sa Es ressurtzação o equi eletro! 8-30 O ar comprimido é estocado em cilindros de estocagem nos sistemas atuadores, até ser requisitado para atuação do sistema. Esses cilindros e as tubulações do sistema de potência são, inicialmente, carregados com ar comprimido ou nitrogênio de uma fonte externa, através de uma válvula simples de carregamento de ar. Em vôo, o compressor repõe a pressão de ar e o volume perdido por vazamento, contração térmica e operação do sistema atuador. O compressor é suprido com um supercarregador de ar do sistema de sangria de ar do motor. Isso assegura um adequado suprimento de ar para o compressor em todas as altitudes. O compressor de ar pode ser acionado por um motor elétrico ou por um motor hidráulico. O sistema descrito aqui é acionado hidraulicamente. da de'ailiro TotéEaT Ez, 2% Z Scparador Gs unidade Figura 8-43 Sistema de força pneumática. A descrição seguinte é ilustrada pelo sistema de potência pneumática mostrado na figura 8-43. O ar que entra para o compressor é filtrado através de um filtro de 10 microns de alta temperatura e a pressão do ar regulada por um regulador de pressão absoluta para proporcionar uma fonte estabilizada de ar para o compressor. (veja figura 8-43).0 sistema hidráulico de utilidade da aeronave fornece potência para operar o compressor de ar acionado por motor hidráulico. O sistema de atuação hidráulica do compressor de ar consiste de uma válvula seletora operada por um solenóide, um regulador de fluxo, um motor hidráulico e uma válvula unidirecional na linha de desvio do motor (dreno do cárter). Quando energizada, a válvula seletora permite ao sistema ser pressurizado para movimentar o motor hidráulico. Quando desenergizada, a válvula bloqueia a pressão do sistema de utilidade, parando o motor. O regulador de fluxo, compensando as variações do fluxo e pressão do sistema hidráulico, mede o fluxo de fluido para o motor hidráulico, para prevenir a excessiva variação de velocidade e/ou sobrevelocidade do compressor. Uma válvula unidirecional na linha de desvio do motor evita que a pressão da linha de retomo entre no motor e o faça estolar. O compressor é uma fonte de ar pressurizado do sistema pneumático. O compressor é ativado ou desativado por um interruptor sensor de pressão na tubulação, que é uma peça integrante do conjunto separador de umidade. O conjunto separador de umidade é a válvula de alívio e regulador sensor de pressão do sistema. O interruptor de pressão da tubulação (sistema) governa a operação do compressor. Quando a pressão na tubulação cai abaixo de 2.750 psi, o interruptor sensor de pressão fecha, energizando a válvula do alijador de umidade do separador e a válvula seletora hidráulica que ativa o compressor de ar. Quando a pressão na tubulação cresce além de 3.150 p.si., o interruptor sensor de pressão abre, desenergizando a válvula seletora hidráulica para desativar o compressor de ar e a válvula de alijamento, expulsando para a atmosfera qualquer umidade acumulada no separador. 831 Os conectores de segurança, instalados na passagem de entrada do separador de umidade, protegem o separador das explosões internas causadas por partículas aquecidas de carvão ou chamas que possam ser emitidas do compressor de ar. Um secante químico adicionalmente reduz a umidade contida no ar proveniente do separador de umidade. Um transmissor sente a pressão, e eletricamente transmite um sinal ao indicador de pressão pneumática localizado na cabine. O sistema de indicação é do tipo “autosyn”, que funciona exatamente como o sistema de indicação hidráulico. Uma válvula de abastecimento de ar fomece ao sistema pneumático inteiro um único ponto para abastecimento em terra. Um medidor de pressão de ar, localizado próximo à válvula de abastecimento é usado para serviços no sistema pneumático. Um filtro de ar (com elemento de 10 microns) na linha de abastecimento no solo, previne contra a entrada de partículas de impurezas no sistema, provenientes de fontes da manutenção no solo. A alta pressão de ar, saindo do quarto estágio do compressor de ar, é direcionada através de uma válvula de sangria (controlada por uma tomada de pressão de óleo no lado de pressão da bomba de óleo) para a saída de ar em alta pressão. A pressão de óleo, aplicada ao pistão da válvula de sangria, mantém o pistão da válvula na posição “fechada”. Quando a pressão do óleo cai (devido, ou à restrição do fluxo de óleo, ou à parada do compressor), a mola dentro da válvula de sangria reposiciona o pistão, ligando, desse modo, a passagem de entrada e a passagem dreno da válvula. Esta ação descarrega a pressão do compressor e limpa a linha da umidade. O filtro de ar, através do qual o ar do abastecimento no solo passa, está localizado imediatamente após a válvula de abastecimento. Sua finalidade é impedir a entrada de impurezas no sistema, provenientes de fontes de serviço no solo. O conjunto de filro é construído basicamente de três componentes básicos - corpo, elemento e receptáculo. O ar que entra no compressor de ar do sistema pneumático é filtrado através de um filtro de alta temperatura. Sua finalidade é impedir que partículas de material estranho entrem no regulador de pressão absoluta do compressor, provocando, assim, o seu mau funcionamento. O filro é em linha do tipo fluxo completo (com válvula de alívio integral) alojado em um corpo cilíndrico. O separador de umidade é o regulador sensor de pressão do sistema de força pneumática e da válvula de alívio, sendo capaz de remover mais de 95% da umidade proveniente da linha de descarga do compressor de ar. A válvula de alijamento de condensação, automaticamente operada, limpa a câmara do separador de óleo/umidade por meio de um jato de ar (3.000 p.s.i.), cada vez que o compressor é desligado. O conjunto do separador é feito com vários componentes básicos, sendo que cada um desenvolve uma função específica. Componentes O interruptor de pressão controla o sistema de pressurização pelo sensoramento da pressão do sistema entre a válvula unidirecional e a válvula de alívio. Ele eletricamente energiza a válvula seletora do compressor de ar, que é operada por solenóide, quando a pressão do sistema cai abaixo de 2.750 p.sii., e desenergiza a válvula seletora quando a pressão no sistema alcança 3.100 p.si. O solenóide da válvula de alijamento da condensação é energizado e desenergizado por um interruptor de pressão. Quando energizado, ele protege o compressor do transbordamento da umidade do ar; quando desernegizado, ele limpa completamente o reservatório do separador e as linhas acima do compressor de ar. Os filtros protegem a abertura da válvula de alijamento da obstrução, e ainda asseguram uma selagem apropriada do espaço entre o 1eservatório e a válvula de alijamento. A válvula unidirecional protege o sistema contra a perda de pressão durante o ciclo de alijamento, e previne contra o fluxo de retorno através do separador para o compressor de ar durante a condição de alívio. 8-32 A válvula de alívio protege o sistema contra a super pressurização (expansão térmica). A válvula de alívio abre quando a pressão do sistema alcança 3.750 p.s.i. e fecha a 3.250 psi. O elemento de aquecimento do tipo embalagem envolvente térmica, termostaticamente controlado, impede o congelamento da umidade dentro do reservatório devido às condições atmosféricas de baixa temperatura. O termostato fecha a 40º Feabrea60ºF. MANUTENÇÃO DO PNEUMÁTICO DE POTÊNCIA SISTEMA A manutenção do sistema pneumático consiste de reparo, pesquisa de pane, remoção e instalação de componentes e teste operacional. O nível do óleo lubrificante do compressor deve ser verificado diariamente de acordo com as instruções aplicáveis do fabricante. O nível de óleo é indicado por meio de uma vareta ou visor. Quando recompletando o tanque de óleo do compressor, o óleo (tipo especificado no manual de instruções aplicável) é adicionado até o nível especificado. Após o óleo ser adicionado, o bujão de enchimento deve estar apertado e devidamente frenado. O sistema pneumático deve ser limpo periodicamente para remover a contaminação, umidade ou óleo dos componentes e linhas. A limpeza do sistema é obtida pressurizando-o, e removendo a tubulação de vários componentes em todo o sistema. A remoção das linhas pressurizadas produzirá uma alta razão do fluxo de ar através do sistema, fazendo com que materiais estranhos sejam expelidos. Se uma quantidade excessiva de material estranho, particularmente óleo, é expelido de qualquer um dos sistemas, as linhas e componentes devem ser removidas e limpas, ou substituídas. Após a conclusão da limpeza de um sistema pneumático, e após a religação de todos os sistemas e componentes, as garrafas de ar do sistema devem ser drenadas para expulsar qualquer umidade ou impureza que possam ter- se acumulado.