Bicos Injetores

Pessoal, 

Já faz um tempo que não sai um post novo para acrescentar mais conhecimento a todos os interessados em manutenção de aeronaves. Já fazia, pois acabei de escrever um post, bem resumido, mas com bastante conteúdo, sobre bicos injetores. Espero que gostem! Abraço a todos!

Os bicos injetores são partes integrantes do sistema de combustível dos motores, neste caso estaremos falando de motores à reação, sua instalação junto ao motor dependerá do tipo de câmara de combustão que o motor está utilizando, mas sua função será sempre a mesma, independente do motor. 

A função de todo bico injetor é: Injetar o combustível no interior da câmara de combustão, na zona onde acontecerá a queima, na forma de um spray altamente atomizado e preciso de forma que a combustão ocorra de maneira uniforme, no menor tempo possível e no menor espaço possível. Em outras palavras, pulverizar o combustível uniformemente no interior da câmara de combustão para que não exista áreas de maior ou menor concentração de combustível, o que poderia desequilibrar a queima da misturar ar-combustível, podendo causar  pontos de concentração de temperatura, bem como uma variação de velocidades na saída, do resultado da queima, da câmara.

Basicamente possuímos dois tipos de bicos injetores, os Simplex e os Duplex.Os Bicos denominados Simplex, foram os primeiros bicos utilizados nos motores à reação, mas podem ainda serem facilmente encontrados em motores até os dias de hoje, esse tipo de bico provem apenas uma tubulação que liga um bico a outro, é comum verificar bicos Simplex com duas tubulações chegando a um mesmo bico, porém cada tubulação é dedicada a um “set” de bicos, um exemplo dessa configuração é largamente utilizada nos dias de hoje em todos os motores PT6 da Pratt & Whitney. Esse tipo de configuração particiona grupos de bicos injetores, um grupo inicia a partida do motor e o segundo grupo entra após o início da partida, isso é concebido para evitar uma temperatura muito alta durante a partida dos motores. Para isso, no entanto, é preciso algo para determinar quando o segundo grupo de bicos entrará em fucionamento, com isso surge a presença de uma válvula chamada de “flow-divider”ou divisora de fluxo, que por aumento de pressão, devido ao aumento de rotação do motor, libera a passagem de combustível para o segundo grupo de bicos. Daí nomeamos o primeiro grupo de bicos, os que entram assim que a partida é iniciada, de bicos primários e o segundo grupo de bicos secundários. Lembrando que após concluído o ciclo de partida, ambos os grupos de bicos  injetam combustível para manter o motor em funcionamento.

Já os bicos do tipo Duplex têm em um mesmo corpo de  bico dois fluxos, daí o nome dado a eles. Nesse tipo de bico duas tubulações chegam em cada corpo de bico e as duas tubulações enviam combustível para todos os bicos, o que muda é que no início do funcionamento do motor, partida, teremos apenas, em todos os bicos um spray primário, que irá dar início ao funcionamento do motor, já com o ganho de rotação do motor, seguindo o raciocínio anteriormente utilizado nos bicos Simplex, entrará em ação um segundo fluxo nesses mesmos bicos, o fluxo secundário ou principal. Da mesma forma a divisora de fluxo irá liberar a passagem de combustível para todos os bicos e por construção, esses bicos injetarão mais combustível para dentro do motor.

Devemos nos lembrar sempre que nos bicos Simplex, poderemos ter BICOS PRIMÁRIOS e  BICOS SECUNDÁRIOS, já nos bicos Duplex teremos, sempre, FLUXO PRIMÁRIO e FLUXO SECUNDÁRIO. Lembre-se ainda que em bicos Simplex a presença dos bicos secundários depende do projeto do motor, podendo ou não existir dependendo do tipo do motor, já nos bicos Duplex, sempre existirá fluxo primário e fluxo secundário ou principal.Existem também bicos que possuem uma passagem de ar por eles para que esse ar além de refrigerar esses bicos ajude na pulverização do combustível e também evite a formação de carvão no bico, o que pode provocar um entupimento nesse bico prejudicando ou impedindo a formação de um spray uniforme. Esse incremento, tanto pode ser encontrado em bicos Simplex quanto Duplex. Outra vantagem do uso do ar é a possibilidade da utilização de menores pressões nos bicos, uma vez que o ar auxilia na pulverização, o que possibilita a utilização de bombas de combustíveis menores e portanto mais leves. 

Os bicos na maioria dos motores possuem intervalos de inspeção, nos dias atuais o mais comum, para reduzir o “downtime”, tempo parado, de um motor, é efetuar a troca do conjunto de bicos por um conjunto novo ou revisado, com isso o serviço de manutenção resumi-se em apenas remover um conjunto de bicos vencidos e instalar um conjunto de bicos com um TBO zerado. Isso não nos obriga a ficar alheio ao que se faz em uma inspeção de bicos.Normalmente os serviços feitos nos conjuntos de bicos são:

Limpeza

Inspeção visual  Inspeção dimensional, quando danos são evidenciados Teste funcional dos bicos Verificação da qualidade do spray Inspeção e check da “flow-divider” (quando instalada)

De todas a mais interessante é a verificação da qualidade do spray, nesse instante atestaremos se o bico está ou não apto a voltar para serviço. Um spry defeituoso pode ocasionar uma queima não uniforme, bem como concentrar a queima em um determinado ponto da câmara de combustão, podendo vir a causar danos a mesma.Como saberemos se um spray está ou não bom. Lembro que sempre seguimos os manuais de manutenção dos fabricantes, portanto, se trabalhamos em oficina aprovada para tal tipo de serviço, estará lá na publicação referente ao componente os limites de aceitação de todo o processo de inspeção. SEMPRE CONSULTE OS MANUAIS DE MANUTENÇÃO. Somente para exemplificar, segue alguns exemplos de spray aceitáveis e não aceitáveis: 

As válvulas divisoras de fluxo, “flow-divider”, nada mais são que válvulas que permitem uma passagem livre de fluído em um canal, e somente liberam a passagem desse fluído em um segundo canal, mediante uma pressão previamente estabelecida, com isso ela limita a quantidade enviada de combustível para o interior do motor, evitando dessa forma um enriquecimento precoce da mistura ar-combustível, no interior da câmara de combustão. A “flow-divider” pode estar instalada em cada bico, no caso dos bicos Duplex, ou ainda uma única para todo o conjunto de bicos, Simplex ou Duplex utilizam essa segunda configuração, o que determina qual configuração terá o motor é o projeto e o conceberá, somente isso.

Segue um video que fala um pouco sobre bicos injetores, repare o instante que ele mostra as duas tubulações no bico, o que nos mostra que esse bico é um bico Duplex, e especifica o fluxo de cada uma delas. Interessante ressaltar também o bico completamente limpo e o bico completamente carbonizado. O mais interessante encontra-se ao final do video, onde é possível ver o spray do bico. Lembro que esse motor é um motor já descontinuado de produção, no entando, serve perfeitamente para entendermos melhor o assunto tratado.