CAPTULO 8 SISTEMAS HIDRULICOS E PNEUMTICOS SISTEMAS HIDRULICOS DE AERONAVES A palavra hidrulica baseada na palavra gua, e, originalmente, significa o estudo do comportamento fsico da gua em repouso e em movimento. Hoje o significado foi expandido para incluir o comportamento fsico de todos os lquidos, incluindo fluido hidrulico. Sistemas hidrulicos no so novidades na aviao. As primeiras aeronaves tinham sistemas de freio hidrulico. Conforme as aeronaves se tornaram mais sofisticadas, novos sistemas utilizando potncia hidrulica, foram desenvolvidos. Apesar de alguns fabricantes de aeronaves utilizarem mais sistemas hidrulicos que outros, o sistema hidrulico de uma aeronave moderna, na mdia executa diversas funes. Entre as unidades comumente acionadas por sistemas hidrulicos esto os trens de pouso, os flapes, os freios das rodas e os aerodinmicos, e as superfcies de controle de vo. Os sistemas hidrulicos apresentam muitas vantagens como fonte de potncia para acionamento de vrias unidades da aeronave. Os sistemas hidrulicos combinam as vantagens de pouco peso, facilidade de instalao, simplicidade de inspeo, e requisitos mnimos de manuteno. As operaes hidrulicas so tambm quase que 100% eficientes, com somente uma perda desprezvel devido ao atrito do fluido. Todos os sistemas hidrulicos so essencialmente semelhantes. Independentemente da aplicao, cada sistema hidrulico tem um nmero mnimo de componentes e algum tipo de fluido hidrulico. FLUIDO HIDRULICO Os lquidos dos sistemas hidrulicos so usados, primeiramente, para transmitir e distribuir potncia a vrias unidades a serem acionadas. Os lquidos so capazes de fazer isso por serem praticamente incompressveis. A Lei de Pascal afirma que a presso aplicada em qualquer parte de um lquido confinado transmitida sem perda de intensidade8-1

para todas as outras partes. Assim, se um nmero de passagens existe em um sistema, a presso pode ser distribuda por todas elas atravs do lquido. Geralmente, o fabricante de dispositivos hidrulicos especifica o tipo de lquido mais apropriado para os seus equipamentos de acordo com as condies de funcionamento, o servio requerido, as temperaturas esperadas no interior e no exterior dos sistemas, as presses que o lquido deve suportar, as possibilidades de corroso e outras condies que devem ser consideradas. Se as nicas qualidades requeridas fossem incompressibilidade e fluidez, qualquer lquido no muito grosso poderia ser utilizado num sistema hidrulico. Algumas das propriedades e caractersticas que devem ser consideradas quando da seleo de um lquido satisfatrio para um sistema em particular, so discutidas nos pargrafos seguintes. Viscosidade Uma das mais importantes propriedades de qualquer fluido hidrulico sua viscosidade, que a resistncia interna ao escoamento. Um lquido como a gasolina escoa facilmente (tem viscosidade baixa) enquanto que, um lquido como o alcatro escoa lentamente (tem alta viscosidade). A viscosidade aumenta com a diminuio da temperatura. Um lquido satisfatrio para um dado sistema hidrulico deve ser encorpado o suficiente para permitir uma boa vedao nas bombas, vlvulas e pistes; mas no pode ser to grosso que oferea resistncia ao escoamento, levando a perdas de potncia e temperaturas de operao mais altas. Esses fatores se somaro carga e ao desgaste excessivo das partes. Um fluido muito fino tambm levar a um rpido desgaste das partes mveis ou de partes com altas cargas. A viscosidade de um lquido medida com um viscosmetro. Existem vrios tipos, mas o instrumento mais usado por engenheiros nos EUA o viscosmetro universal de Saybolt (figura 8-1). Esse instrumento mede o tempo em

que uma quantidade fixa de lquido (60cm3) leva para escoar atravs de um pequeno orifcio de comprimento e dimetro padres a uma temperatura especfica. Esse tempo medido em segundos, e a viscosidade expressa em SSU (segundos, Saybolt universal). Por exemplo, um certo lquido pode ter uma viscosidade de 80 SSU a 130 F.

Figura 8-1Viscosmetro de Saybolt. Estabilidade Qumica Estabilidade qumica outra propriedade que extremamente importante na seleo de um fluido hidrulico. a habilidade do fluido de resistir a oxidao e deteriorao por longos perodos. Todos os lquidos tendem a passar por transformaes qumicas, desfavorveis sob condies severas de operao. Esse o caso, por exemplo, quando um sistema opera por um perodo considervel a altas temperaturas. Temperaturas excessivas tm um grande efeito sobre a vida de um lquido. Deve ser notado que a temperatura do lquido, no reservatrio de um sistema hidrulico em operao, nem sempre representa o estado verdadeiro das condies de operao. Pontos quentes localizados ocorrem em rolamentos, dentes de engrenagens ou em pontos onde o lquido sob presso forado a passar atravs de um pequeno orifcio. A passagem contnua de um lquido por esses pontos pode produzir temperaturas locais altas o suficiente para carbonizar ou engrossar o lquido, ainda que o lquido no reservatrio no indique uma temperatura excessivamente alta. Lquidos com alta viscosidade tm maior resis-

tncia ao calor do que lquidos leves ou de baixa viscosidade, que tenham sido derivados da mesma fonte. O lquido hidrulico mdio tem baixa viscosidade. Felizmente, h uma vasta gama de opes de lquidos disponveis para uso dentro de uma faixa de viscosidade requerida para fluidos hidrulicos. Lquidos podem decompor-se quando expostos gua, ao sal, ou a outras impureza, especialmente se estiverem em constante movimento ou sujeitos ao calor. Alguns metais como zinco, grafite, bronze e cobre tm reaes qumicas indesejveis com certos lquidos. Esses processos qumicos resultam em formao de gomas, carbono ou outros depsitos que obstruem passagens, causam engrossamento ou vazamento em vlvulas e pistes e do m lubrificao a partes mveis. Logo que pequenas quantidades de depsitos so formados, a taxa de formao geralmente aumenta mais rapidamente. Ao serem formados, ocorrem algumas alteraes nas propriedades fsicas e qumicas do lquido. O lquido geralmente fica mais escuro, com viscosidade mais alta e com formao de cidos. Ponto de Ignio (Flash Point) Ponto de ignio ("Flash point") a temperatura na qual um lquido libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se momentaneamente, ou, espocar quando uma chama aplicada. Um alto ponto de ignio desejvel para fluidos hidrulicos, uma vez que indica boa resistncia a combusto e baixo grau de evaporao a temperaturas normais. Ponto de fogo (Fire Point) Ponto de fogo a temperatura na qual uma substncia libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se e para continuar a queimar, quando exposta a uma fagulha ou chama. Como o ponto de ignio, um alto ponto de fogo requerido para os fluidos hidrulicos desejveis. TIPOS DE FLUIDOS HIDRULICOS Para assegurar uma operao adequada do sistema, e para prevenir danos aos componentes no-metlicos do sistema hidrulico, o fluido correto deve ser usado.8-2

Quando adicionando fluido a um sistema, usamos o tipo especificado no manual de manuteno do fabricante da aeronave, e na placa de instruo afixada no reservatrio da unidade a ser servida. Existem trs tipos de fluido hidrulico, atualmente em uso nas aeronaves civis. Fluido Hidrulico Base de vegetal O fluido hidrulico base de vegetal (MIL-H-7644) composto essencialmente de leo de mamona e lcool. Ele tem um odor alcolico penetrante e geralmente pigmentado em azul. Embora o MIL-H-7644 tenha uma composio similar ao fluido hidrulico tipo automotivo, ele no intercambivel. Esse fluido foi usado primitivamente nos antigos tipos de avio. Selos em borracha natural so usados com fluido hidrulico base vegetal. Se ele for contaminado com fluidos base de petrleo ou ster fosfato, o selo ir inchar, quebrar e bloquear o sistema. Esse tipo de fluido inflamvel. Fluido Hidrllico Base de mineral O fluido hidrulico base de mineral (MIL-H-5606) processado do petrleo. Ele tem um odor similar ao leo penetrante e a pigmentao vermelha. Selos de borracha sintetica so usados com fluidos base de petrleo. No o misturamos com fluidos hidrulicos base de ster fosfato ou base vegetal. Este tipo de fluido inflamvel. FLUIDO BASE DE STER FOSFATO Fluidos hidrulicos no derivados de petrleo foram introduzidos em 1948 para obter-se resistncia ao fogo, quando usados em aeronaves com motores a pisto de alta performance e em aeronave turbolice. A resistncia ao fogo desses fluidos foi testada pela vaporizao sobre uma chama de maarico de solda (6.000). No houve combusto, apenas alguns lampejos de fogo. Estes e outros testes provaram que fluidos no derivados do petrleo (SKYDROL) no sustentam a combusto. Ainda que eles possam queimar em temperaturas excessivamente altas, os fluidos SKYDROL no poderiam propagar o fogo porque a combusto estaria localizada na fonte de8-3

calor. Uma vez que a fonte de calor tenha sido removida ou o fluido afastado da fonte, no ocorrer mais a queima ou combusto. Vrios tipos de fluidos hidrulicos base de ster fosfato (SKYDROL) tm sido descontinuados. Correntemente usados em aeronaves so os SKYDROL 500B - um lquido prpuraclaro, tendo boas caractersticas de temperaturas doperao e baixo efeito colateral corrosivo; e o SKYDROL LD - um fluido prpura-claro leve, formulado para uso em grandes aeronaves de transporte a jato, jumbo, onde o peso um fator primordial. Mistura de Fluidos Devido diferena na composio, fluidos base de vegetal, petrleo ou ster fosfato no sero misturados. Os selos para cada tipo de fluido no so tolerantes aos fluidos dos outros tipos. Se o sistema hidrulico de uma aeronave for abastecido com o tipo de fluido errado, imediatamente drenamos e lavamos com jato forte o sistema, e mantemos o selo de acordo com as especificaes do fabricante. Compatibilidade com os materias da Aeronave Os sistemas hidrulicos de aeronaves projetados para fluidos SKYDROL deveriam ser virtualmente livres de defeitos, se adequadamente mantidos. O SKYDROL no afeta apreciavelmente os metais das aeronaves em geral, tais como: alumnio, prata, zinco, magnsio, cdmio, ao, ao-inoxidvel, bronze, cromo, e outros, enquanto os fluidos so mantidos livres de contaminao. Devido base ster fosfato dos fluidos SKYDROL, as resinas termoplsticas, incluindo compostos de vinil, lacas nitrocelulose, pinturas base de leo, linleo e asfalto, podem ser amolecidos quimicamente por fluidos SKYDROL. Contudo, essa ao qumica usualmente requer mais tempo que uma exposio momentnea. Respingos que sejam limpos com sabo e gua no causam danos nesses materiais. As pinturas resistentes ao SKYDROL incluem epoxies e poliuretanos. Hoje, os poliuretanos so o padro da indstria aeronutica devido sua capacidade de manter um brilho e

acabamento por longos perodos de tempo, e pela facilidade com a qual eles podem ser removidos. O SKYDROL uma marca registrada da Monsanto Company. O fluido SKYDROL compatvel com as fibras naturais e com um n mero de sintticos, incluindo nylon e poliester, os quais so usados extensivamente na maioria das aeronaves. Os selos de neoprene ou Buna-N, do sistema hidrulico de leo base de petrleo, no so compatveis com SKYDROL e devem ser substitudos com selos de elastmetros de borracha butil ou etileno-propileno. Esses selos esto prontamente disponveis em qualquer fornecedor. Sade e Manuseio O fluido SKYDROL no apresenta qualquer particular dano sade em seus usos recomendados. Ele tem uma taxa de toxidade muito baixa quando ingerido ou aplicado sobre a pele em forma de lquido; e causa dor quando em contato com o tecido dos olhos, mas os estudo em animais e experincias humanas indicam que o fluido SKYDROL no causa danos permanentes. O tratamento de primeiros socorros para contato com os olhos inclui lavagem dos olhos imediatamente com gua em abundncia, e aplicao de soluo anestsica oftlmica. Se a dor persistir, o indivduo deve ser encaminhado ao mdico. Na forma de vapor ou nvoa, o SKYDROL ligeiramente irritante s vias respiratrias, e geralmente produz tosse e espirro. Tal irritao no persiste cessando-se a exposio. Ungentos de silicone, luvas de borracha e, procedimentos de uma cuidadosa lavagem, devem ser utilizados para evitar uma repetio excessiva do contato do SKYDROL, de modo a evitar o efeito solvente sobre a pele. Contaminao do Fluido Hidrllico A experincia tem mostrado que, a ocorrncia de problemas em um sistema hidrulico inevitvel, sempre que for permitido ao lquido contaminar-se. A natureza do problema, um simples mau funcionamento ou a completa destruio de um componente, depende de alguma forma do tipo de contaminante.8-4

Dois contaminantes gerais so: 1) Abrasivos, incluindo partculas tais como gro de areia, salpico de solda, rebarbas de usinagem e ferrugem. 2) No abrasivos, incluindo aqueles resultantes da oxidao do leo e fragmentos ou partculas provenientes do desgaste dos selos e outros componentes orgnicos. Verificao de contaminao Sempre que se suspeitar que um sistema hidrulico tenha sido contaminado, ou o sistema tenha sido operado em temperaturas alm do mximo especificado, uma verificao deve ser feita. Os filtros, na maioria dos sistemas, so projetados para remover partculas estranhas que so visveis a olho n. O fluido hidrulico que parece limpo a olho n pode estar contaminado ao ponto de estar inadequado para o uso. Uma inspeo visual do fluido hidrulico no determina a quantidade total de contaminao no sistema. Grandes partculas de impureza no sistema hidrulico so indicaes de que um ou mais componentes esto sujeitos a desgaste excessivo. O isolamento do componente defeituoso requer um processo sistemtico de eliminao. O fluido que retorna ao reservatrio pode conter impurezas de qualquer parte do sistema. Para determinar qual o componente que est defeituoso, amostras do fluido devem ser tomadas do reservatrio e de vrios outros locais do sistema. As amostras devem ser tomadas de acordo com as instrues aplicveis do fabricante para um sistema hidrulico particular. Alguns sistemas hidrulicos so equipados com vlvulas de sangria permanentemente instaladas para tomadas de amostras do fluido, enquanto que, em outros sistemas, as linhas so desconectadas para que se obtenha um local para tomada da amostra. Em qualquer caso, enquanto o fluido est sendo tomado, uma pequena quantidade de presso deve ser aplicada ao sistema. Isso assegura que o fluido ir fluir para fora no ponto de amostragem, e ento prevenir que a sujeira penetre no sistema hidrulico. Alguns kits de teste de contaminao tm uma seringa hipodrmica para coleta de amostras. Vrios procedimentos de teste so usados para determinar o nvel de contaminao em

fluidos hidrulicos. O teste de comparao do filtro proporciona uma idia razovel das condies do fluido. Este teste consiste basicamente da filtragem de uma amostra do fluido do sistema hidrulico atravs de um papel de filtro especial. Esse papel de filtro escurece na proporo da qualidade de contaminao presente na amostra; ele comparado a uma srie de discos de filtro padronizados, os quais, pelo grau de escurecimento, indicam os vrios nveis de contaminao. O equipamento fornecido com um tipo de kit de teste de contaminao ilustrado na figura 8-2.

laboratrio, onde um tcnico ir desenvolver o teste. Controle de Contaminao Os filtros proporcionam o controle adequado do problema da contaminao durante todas as operaes normais do sistema hidrulico. O controle da extenso e quantidade de contaminao entrando no sistema, proveniente de qualquer outra fonte, responsabilidade do pessoal que opera e mantm o equipamento. Todavia, precaues devem ser tomadas para minimizar a contaminao durante a manuteno, reparo e emprego. Se o sistema contaminar-se, o elemento de filtro deve ser removido e limpo ou substitudo. Como um auxlio no controle da contaminao, os seguintes procedimentos de manuteno e emprego devem ser seguidos o tempo todo: (1) Manter todas as ferramentas e reas de trabalho (bancadas e equipamentos de teste) em uma condio de limpeza livres de sujeira.

Figura 8-2 Teste de contaminao. Quando se utiliza esse tipo de kit de teste de contaminao, as amostras de fluidos devem ser vertidas atravs 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 tm um microscpio para se fazer essa comparao. Para verificao do fluido quanto decomposio, coloca-se novo fluido hidrulico dentro de uma garrafa (para amostra do mesmo tamanho e cor), contendo o que ser verificado. Visualmente compara-se a cor das duas garrafas. O lquido decomposto ser mais escuro. Ao mesmo tempo que a verificao da contaminao feita, pode ser necessrio fazer um teste qumico. Esse teste consiste de uma verificao da viscosidade, uma verificao da umidade e uma verificao do ponto de ignio (FLASH POINT). Todavia, desde que um equipamento especial requerido para essas verificaes, as amostras do fluido devem ser enviadas a um

(2) Um recipiente adequado dever sempre estar a disposio para receber o fluido hidrulico que derramado durante a remoo do componente, ou procedimentos de desmontagem. (3) Antes de desconectar as linhas hidrulicas ou conectores, limpa-se a rea afetada com solvente para limpeza a seco. (4) Todas as linhas hidrulicas e conectores devem ser encapados ou fechados imediatamente aps a desconexo. (5) Antes da montagem de quaisquer componentes hidrulicos, lava-se todas as partes com um solvente para limpeza a seco aprovado. (6) Aps a limpeza das peas em uma soluo para limpeza a seco, seca-se completamente as peas, e as lubrifica-se com o preservativo recomendado ou fluido hidrulico, antes da montagem. Usam-se panos limpos e livres de fiapos para limpar ou secar as peas componentes.8-5

(7) Todos os selos e gaxetas devem ser substitudos durante o procedimento de remontagem. Somente selos e gaxetas recomendados pelo fabricante so usados. (8) Todas as peas devem ser conectadas com cuidado para evitar esfolamento em lascas de metal de reas rosqueadas. Todas as conexes e linhas devem ser instaladas e torqueadas de acordo com as instrues tcnicas aplicveis. (9) Todos os equipamentos de operao hidrulica devem ser mantidos limpos e em boas condies de operao. FILTROS Um filtro um entelamento ou dispositivo coador usado para limpar o fluido hidrulico, prevenindo contra partculas estranhas, e contra substncias contaminantes de permaneceremos no sistema. Se tal material indesejvel no for removido, ele poder causar uma falha no sistema hidrulico inteiro da aeronave pelo colapso, ou mau funcionamento de uma nica unidade do sistema. O fluido hidrulico mantm em suspenso finas partculas de metal, que so depositadas durante o desgaste normal das vlvulas seletoras, bombas e outros componentes do sistema. Tais minsculas partculas de metal podem danificar as unidades e as peas, atravs das quais elas passam, caso no sejam removidas pelo filtro. Desde que as tolerncias dentro dos componentes do sistema hidrulico sejam muito pequenas, evidente que a confiabilidade e eficincia do sistema completo depende sobretudo de uma filtragem adequada. Os filtros podem ser localizados dentro do reservatrio, na linha de presso, na linha de retorno, ou em qualquer outro local onde o projetista do sistema decidir que eles sejam necessrios para resguardar o sistema hidrulico contra impurezas. Existem muitos modelos e estilos de filtros. Suas posies na aeronave, e os requisitos de projeto determinam suas formas e tamanhos. A maioria dos filtros usados nas modernas aeronaves so do tipo em linha. O conjunto8-6

de filtro em linha formado por trs unidades bsicas: conjunto da cabea, corpo e elemento. O conjunto da cabea aquela parte que fixa na estrutura da aeronave e nos conectores da linha. Dentro da cabea existe uma vlvula de desvio que direciona o fluido hidrulico diretamente do canal de entrada para o de sada, caso o elemento de filtro seja obstrudo com material estranho. O corpo o alojamento que mantm o elemento na cabea do filtro, sendo a parte a ser removida quando for necessria a remoo do elemento. O elemento poder ser um micrnico, um metal poroso ou do tipo magntico. O elemento micrnico feito de um papel especialmente tratado e, normalmente, jogado fora quando removido. Os elementos de filtro magntico ou metal poroso so projetados para serem limpos por vrios mtodos, e recolocados no sistema. Filtros do tipo micrnico Um filtro do tipo micrnico mostrado na figura 8-3. Esse filtro utiliza um elemento feito de um papel especialmente tratado que dobrado em rugas verticais. Uma mola interna mantm os elementos em forma.

Figura 8-3 Filtro hidrulico do tipo micrnico. O elemento micrnico projetado para prevenir a passagem de slidos maiores que 10 microns (0,000394 da polegada) em tamanho (figura 8-4). No caso em que o elemento de filtro torne-se obstrudo, a vlvula de alvio sob tenso de mola na cabea do filtro ir desviar o fluido aps uma presso diferencial de 50 p.s.i.

quanto contaminao, e limpos (se necessrio) para determinar sua causa. O SISTEMA HIDRULICO BSICO Independente de sua funo e projeto, cada sistema hidrulico tem um nmero mnimo de componentes bsicos em adio aos meios atravs dos quais o fluido transmitido. Sistema de bomba manual Figura 8-4 Ampliao de pequenas partculas. O fluido hidrulico entra no filtro atravs 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 atravs do elemento para o orifcio central, deixando o material estranho no lado externo do elemento filtrante. Manuteno dos Filtros A manuteno dos filtros relativamente fcil. Ela envolve principalmente a limpeza do filtro, e o elemento ou limpeza do filtro, e substituio do elemento. Os filtros usando elemento do tipo micrnico devem ter o elemento substitudo periodicamente de acordo com as instrues aplicveis. Desde que os filtros dos reservatrios sejam do tipo micrnico, eles devem ser periodicamente trocados ou limpos. Os filtros, usando outros que no o elemento do tipo micrnico, normalmente so 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 mtodos e materiais usados na limpeza dos filtros so muito numerosos para serem mencionados. Consulta-se as informaes do fabricante para essa informao. Alguns filtros hidrulicos tm sido equipados com um pino que ir indicar visualmente uma obstruo do elemento. Quando esse pino se sobressai do alojamento do filtro, o elemento deve ser removido e limpo; e, tambm, o fluido coletado do filtro deve ser verificado quanto contaminao, e limpo se necessrio. todos os filtros remanescentes devem ser verificados8-7

A figura 8-5 mostra um sistema hidrulico bsico. O primeiro dos componentes bsicos, o reservatrio, estoca o suprimento de fluido hidrulico para a operao do sistema. Ele recompleta o fluido do sistema quando necessrio, proporciona espao para expanso trmica e, em alguns sistemas, proporciona meios para a sangria de ar do sistema.

Figura 8-5 Sistema hidrulico bsico com bomba manual. Uma bomba necessria para criar um fluxo de fluido. A bomba mostrada na figura 8-5 operada manualmente; todavia, os sistemas das aeronaves so, na maioria dos casos, equipados com bombas acionadas eltrica ou mecnicamente. A vlvula seletora usada para dirigir o fluxo do fluido. Essas vlvulas so, normalmen-

te, atuadas por solenides, ou manualmente operadas, direta ou indiretamente atravs de uma conexo mecnica. Um cilindro atuador converte a presso do fluido em trabalho til atravs de um movimento mecnico linear ou recproco, enquanto que, um motor hidrulico converte a presso do fluido em trabalho til atravs de um movimento mecnico rotavivo. O fluxo de fluido hidrulico pode ser acompanhado desde o reservatrio, atravs da bomba e para a vlvula seletora, na figura 8-5. Com a vlvula seletora na posio mostrada, o fluido hidrulico flui atravs da vlvula seletora para a extremidade direita do cilindro atuador. A presso do fluido ento fora o pisto para a esquerda, e ao mesmo tempo o fluido que est sobre o lado esquerdo do pisto (figura 8-5) forado para fora, subindo pela vlvula seletora e retornando ao reservatrio atravs da linha de retorno. Quando a vlvula seletora movimentada para a posio oposta, o fluido da bomba flui para o lado esquerdo do cilindro atuador, revertendo, assim, o processo. O movimento do pisto pode ser parado a qualquer momento pela movimentao da vlvula seletora para neutro. Nessa posio, todas as quatro passagens so fechadas, e a presso mantida em ambas as linhas de trabalho. Sistema de bomba mecnica A figura 8-6 mostra um sistema bsico com a adio de uma bomba mecnica e um filtro, um regulador de presso, acumulador, medidor de presso, vlvula de alvio, e duas vlvulas unidirecionais. A funo de cada um desses componentes descrita nos pargrafos seguintes. O filtro remove as partculas estranhas do fluido hidrulico, prevenindo contra a entrada de poeira, areia, ou outros materiais indesejveis no sistema. O regulador de presso descarrega ou alivia a bomba mecnica quando a presso desejada alcanada. Ento, ele freqentemente mencionado como uma vlvula de descarregamento. Quando uma das unidades atuadoras est sendo operada, e a presso na linha entre a bomba e a vlvula seletora cresce at o ponto desejado, a vlvula no regulador de presso abre automaticamente, sendo o fluido desviado de8-8

volta para o reservatrio. Essa linha de desvio mostrada na figura 8-6, partindo do regulador de presso para a linha de retorno. Muitos sistemas hidrulicos no usam um regulador de presso, mas tm outros dispositivos de descarregamento da bomba e manuteno da presso desejada no sistema. Esses mtodos so descritos neste captulo. O acumulador (figura 8-6) atende a duas finalidades: (1) age como um amortecedor ou absorvedor de choque pela manuteno de uma presso constante no sistema, e (2) estoca fluido suficiente sob presso, para prover certas unidades quando em operao de emergncia. Os acumuladores so projetados com uma cmara de ar comprimido que est separada do fluido por um diafragma flexvel ou um pisto mvel. O medidor de presso (figura 8-6) indica a quantidade de presso hidrulica no sistema.

Figura 8-6 Sistema hidrulico bsico com bomba mecnica e outros componentes hidrulicos.

A vlvula de alvio uma vlvula de segurana instalada no sistema para desviar o fluido para o de retorno ao reservatrio, nos casos de uma presso excessiva ocorrer no sistema. As vlvulas unidirecionais permitem ao fluxo do fluido fluir somente em uma direo. As vlvulas unidirecionais esto instaladas em vrios pontos nas linhas de todos os sistemas hidrulicos de aeronaves. Na figura 8-6, uma vlvula unidirecional evita que a presso da bomba mecnica entre na linha da bomba manual; e a outra evita que a presso da bomba manual seja direcionada para o acumulador.As unidades de um sistema hidrulico tpico, usado mais comumente, so discutidas em detalhes nos pargrafos seguintes. Nem todos os modelos ou tipos so includos, mas exemplos de componentes tpicos so usados em todos os casos. RESERVATRIOS Existe uma tendncia a imaginar um reservatrio como um componente individual; todavia, isto no sempre verdade. Existem dois tipos de reservatrios: 1) Em-Linha - Esse tipo tem seu prprio reservatrio, completo e conectado a outros componentes em um sistema por tubulao ou mangueira. 2) Integral - Esse tipo no tem seu prprio reservatrio, sendo, simplesmente, um espao anexo dentro de algum componente principal para manter o suprimento operacional de fluido. Um exemplo familiar desse tipo o espao para fluido de reserva, encontrado na maioria dos cilindros mestres dos freios automotivos. Em um reservatrio em-linha, (figura 8-7), um espao providenciado acima do nvel normal do fluido, para expanso do fluido e escapamento do ar aprisionado no sistema. Os reservatrios nunca so intencionalmente enchidos at o topo com fluido. A maioria dos reservatrios projetada para que a borda do gargalo abastecedor fique, de algum modo abaixo do topo do reservatrio prevenindo contra o excesso durante o recompletamento.8-9

Figura 8-7 Reservatrio. A maioria dos reservatrios equipada com uma vareta ou um visor de vidro medidores, atravs dos quais o nvel do fluido pode ser conveniente e precisamente verificado. Os reservatrios so abertos , fechados ou pressurizados para a atmosfera. Nos reservatrios abertos, a presso atmosfrica e a gravidade so as foras que fazem com que o fluido saia do reservatrio para a entrada da bomba. Em muitas aeronaves, a presso atmosfrica a principal fora produtora do fluxo de fluido para a entrada da bomba. Todavia, em algumas aeronaves, a presso atmosfrica torna-se to baixa para suprir a bomba, com a adequada quantidade de fluido, que o reservatrio deve ser pressurizado. Existem vrios mtodos de pressurizao de um reservatrio. Alguns sistemas usam a presso de ar diretamente do sistema de pressurizao da cabine da aeronave; ou do compressor do motor, no caso de aeronave propulsionada a turbina. Outro mtodo usado um aspirador ou venturi em T. Em outros sistemas uma bomba hidrulica adicional instalada na linha de suprimento na sada do reservatrio, para suprir o fluxo sob presso para a bomba hidrulica principal. A pressurizao com ar obtida pela sua introduo sob presso no reservatrio acima do nvel do fluido. Na maioria dos casos, a fonte inicial de presso de ar o motor da aeronave do qual ele sangrado. Usualmente, o ar vindo diretamente do motor est a uma presso de aproximadamente 100 p.s.i. Essa presso re-

duzida para ficar entre 5 e 15 p.s.i., dependendo do tipo de sistema hidrulico, pela utilizao de um regulador de presso. Os reservatrios que so pressurizados com fluido hidrulico (figura 8-8) so construdos de uma forma um pouco diferente dos reservatrios pressurizados com ar. Um saco flexvel, revestido com tecido, chamado bellowfram, ou diafragma, fixado cabea do reservatrio. O saco est pendurado dentro de um cilindro metlico, formando um recipiente para o fluido. O fundo do diafragma repousa sobre um grande pisto. Fixo a esse grande pisto est uma haste indicadora. A outra extremidade da haste indicadora usinada para formar um pequeno pisto, que exposto presso do fluido da bomba hidrulica. Essa presso fora o pequeno pisto para a frente, fazendo com que o grande pisto tambm se mova para a frente, produzindo no reservatrio uma presso de aproximadamente 30 a 32 p.s.i. em operao normal.

Componentes do reservatrio Aletas e/ou defletores esto incorporados na maioria dos reservatrios para manter o fluido livre de movimentos, tal como turbilhonamento (redemoinho) e ondas. Essas condies podem fazer com que o fluido espume e o ar entre na bomba com o fluido. Muitos reservatrios incorporam filtros no gargalo de enchimento para prevenir contra a entrada de material estranho durante o abastecimento. Esses filtros so feitos de uma tela de malha fina e, so, geralmente conhecidos como filtros de dedo devido sua forma. Esses filtros no devem nunca ser removidos ou furados, com a finalidade de apressar a entrada de leo para o reservatrio. Alguns reservatrios incorporam elementos de filtro. Eles podem ser usados para filtrar o ar antes dele entrar no reservatrio, ou para filtrar o fluido antes dele deixar o reservatrio. Um elemento de filtro de ar, quando usado, localizado na parte superior do reservatrio, acima do nvel de fluido. Um elemento de filtro de fluido, quando usado, est localizado no fundo do reservatrio ou prximo do fundo. O fluido, assim que retorna para o reservatrio, circunda o elemento. Este deixa qualquer contaminante do fluido sobre o outro lado do elemento de filtro. Reservatrios com elemento de filtro incorporam uma vlvula de desvio, normalmente fechada por uma mola. A vlvula de desvio assegura que a bomba no sofrer falta de fluido em caso do elemento de filtro ser obstrudo. Um filtro entupido produz um vcuo parcial e, em conseqncia, a vlvula de desvio, carregada por ao de mola, se abre. O elemento de filtro mais comumente usado em reservatrios o do tipo micrnico. Esses elementos de filtro, de celulose tratada, so moldados em dobras semelhantes as de acordeo. As pregas expem o fluido ao mximo de superfcie filtrante dentro de um dado espao. Esses elementos micrnicos so capazes de remover pequenas partculas de contaminao. Algumas aeronaves tm sistemas hidrulicos de emergncia que entram no circuito, caso o sistema principal falhe. Em muitos desses sistemas, as bombas de ambos obtm fluido de um mesmo reservatrio. Em tais circunstncias o suprimento de fluido, para a bomba de8-10

Figura 8-8 Reservatrio hidrulico pressurizado com fluido. Se a presso interna exceder 46 p.s.i., a vlvula de alvio do reservatrio ir abrir, permitindo o escapamento do fluido atravs do furo na cabea da vlvula de reteno. Esse tipo de reservatrio deve ser abastecido com fluido hidrulico, e ter todo o ar sangrado do seu interior.

emergncia, assegurado pela retirada do fluido hidrulico do fundo do reservatrio. O sistema principal tira o seu fluido atravs de um tubo pescador localizado no nvel mais alto. Com essa disposio, o fluido em quantidade adequada deixado para a operao do sistema de emergncia, caso o suprimento de fluido do sistema principal fique reduzido. Bombas manuais de Dupla-Ao A bomba manual hidrulica de dupla ao usada em algumas aeronaves antigas e, em alguns poucos sistemas modernos, como uma unidade auxiliar. As bombas manuais de dupla ao produzem um fluxo de fluido e presso em cada movimento da alavanca. A bomba manual de dupla ao (figura 8-9) consiste basicamente de um alojamento com um ncleo cilndrico e duas aberturas, um pisto, duas vlvulas unidirecionais e uma alavanca de operao. Um anel de vedao (O ring) sobre o pisto sela contra a fuga de fluido entre as duas cavidades do ncleo cilindro-pisto.

Os princpios de operao so os mesmos para ambos os tipos de bombas. Devido sua relativa simplicidade e facilidade de entendimento, a bomba de demanda constante usada para descrever os princpios de operao das bombas mecnicas. Bombas de fluxo constante Uma bomba de fluxo constante, independente da rotao da bomba, fora uma quantidade fixa ou invarivel de fluido atravs do orifcio de sada durante cada revoluo da bomba. Bombas de fluxo constante so, algumas vezes, chamadas bombas de volume constante ou de fluxo fixo. Elas entregam uma quantidade fixa de fluido por revoluo, independente da presso solicitada. Desde que a bomba de fluxo constante proporcione uma quantidade fixa de fluido durante cada revoluo da bomba, a quantidade de fluido entregue por minuto depender da rotao da bomba. Quando uma bomba de fluxo constante usada em um sistema hidrulico, na qual a presso deve ser mantida em um valor constante, um regulador de presso necessrio. Bomba de fluxo varivel Uma bomba de fluxo varivel tem uma sada de fluido, que variada para satisfazer demanda de presso do sistema, pela variao da sada de seu fluido. O fluxo de sada mudado automaticamente pelo compensador da bomba, instalado na parte interna da bomba. Mecanismo de bombeamento Vrios tipos de mecanismo de bombeamento so usados em bombas hidrulicas, tais como engrenagens, rotores, palhetas e pistes. O mecanismo tipo pisto comunente usado em bombas mecnicas devido sua durabilidade e capacidade de desenvolver alta presso. Em sistemas hidrulicos de 3.000 p.s.i., as bombas do tipo pisto so quase sempre usadas. Bomba do tipo engrenagem Uma bomba mecnica do tipo engrenagem (figura 8-10) consiste de duas engrenagens engrazadas que giram em um alojamento. A engrenagem motora girada pelo motor da ae8-11

Figura 8-9 Bomba manual de dupla ao. Um anel de vedao, na ranhura da extremidade do alojamento da bomba, sela contra a fuga de fluido entre a haste do pisto e o alojamento da bomba. Bombas mecnicas Muitas bombas hidrulicas mecnicas das aeronaves atuais so do tipo controladas por compensador e com demanda varivel. Existe algumas bombas de demanda constante em uso.

ronave ou por alguma outra unidade motriz. A engrenagem acionada est engrazada na motora, sendo acionada por ela. A folga entre os dentes no engajamento e, entre os dentes e o alojamento, muito pequena.

Figura 8-11 Bomba do tipo rotor. Quando a capa virada para cima e apropriadamente instalada no alojamento da bomba, ela ter seu orifcio de entrada esquerda, e o de sada direita. Durante a operao da bomba, as engrenagens giram no sentido horrio. medida que os espaos coletores que se encontram no lado esquerdo da bomba movem-se de uma posio inferior mxima em direo a uma posio superior mxima, os coletores aumentaro em tamanho (figura 8-11), resultando na produo de um vcuo parcial dentro desses coletores. Quando os coletores abrem no orifcio de entrada, o fluido sugado para dentro deles. Como esses espaos coletores (agora cheios de fluido) giram sobre o lado direito da bomba, movendose da posio alta mxima em direo posio baixa mxima, eles diminuem de tamanho. Isso resulta na expulso do fluido dos coletores atravs do orifcio de sada. Bomba do tipo palheta A bomba do tipo palheta (figura 8-12) consiste de um alojamento contendo quatro palhetas (lminas), um rotor oco de ao com ranhuras para as palhetas, e um acoplamento para girar o rotor. O rotor posicionado excentricamente dentro da luva. As palhetas, que esto montadas nas ranhuras do rotor, juntas com o rotor, dividem o ncleo da luva em quatro sees. medida que o rotor gira cada seo, uma de cada vez, passa em um ponto onde o seu volume est no mnimo, e em outro ponto onde o seu volume est no mximo. O volume gradualmente aumenta de um mnimo a um mximo durante metade de uma revoluo. E gradualmente diminui de um mximo para um mnimo durante a segunda metade da revoluo.

Figura 8-10 bomba do tipo engrenagens. O orifcio de entrada da bomba conectado ao reservatrio, e o de sada linha de presso. Quando a engrenagem motora gira na direo anti-horria, como mostrado na figura 810, ela gira a engrenagem acionada no sentido horrio. medida que os dentes passam no orifcio de entrada, o fluido retido entre os dentes da engrenagem e o alojamento, sendo ento transportado em torno do alojamento para o orifcio de sada. Bomba do tipo rotor Uma bomba do tipo rotor (figura 8-11) consiste essencialmente de um alojamento contendo um revestimento estacionrio excntrico, um rotor de engrenagem interno com cinco dentes largos de pequena altura; uma engrenagem motora em forma de espigo (spur) com quatro dentes estreitos, e uma capa de bomba que contm duas aberturas de forma crescente. Uma abertura projeta-se para dentro do orifcio de entrada, e a outra projeta-se para dentro do orifcio de sada.] A capa da bomba, como mostrada na figura 8-11, tem sua face de encaixe virada para cima, para mostrar claramente as aberturas em forma crescente.

8-12

Um eixo motriz da bomba que gira o mecanismo, projeta-se do alojamento da bomba ligeiramente, alm da base de montagem (figura 8-13). O torque da unidade motora transmitido ao eixo motriz da bomba por um dispositivo de acoplamento (figura 8-14). Esse dispositivo de acoplamento um eixo curto estriado em ambas as extremidades. Essas estrias engrazam na roda motriz em uma extremidade; e na bomba em outra extremidade.

Figura 8-12 Bomba do tipo palheta. medida que o volume de uma dada seo est aumentando, ela conectada ao orifcio de entrada da bomba atravs de uma abertura na luva. Desde que um vcuo parcial produzido pelo aumento do volume da seo, o fluido drenado para a seo atravs do orifcio de entrada da bomba e da abertura na luva. medida que o rotor gira atravs da segunda metade da revoluo, e o volume de uma dada seo est diminuindo, o fluido deslocado para fora da seo atravs da ranhura na luva do orifcio de sada e para fora da bomba. Bomba do tipo pisto As caractersticas comuns de projeto e operao, que so aplicveis a todas as bombas hidrulicas do tipo pisto, esto descritas nos pargrafos seguintes. As bombas mecnicas do tipo pisto tm bases de apoio flangeadas, com a finalidade da montagem das bombas na seo de acionamento dos acessrios dos motores da aeronave e transmisses.

Figura 8-14 Dispositivo de acoplamento da bomba. Os acopladores de bomba so projetados para servirem tambm como dispositivos de segurana. A seo de cisalhamento do dispositivo de acoplamento, localizada no meio entre as duas extremidades estriadas, de menor dimetro que a parte estriada. Se a bomba se tornar dura para girar, esta seo ir cisalhar, protegendo a bomba ou a unidade motriz quanto a danos. O mecanismo bsico de bombeamento das bombas tipo pisto (figura 8-15) consiste em um bloco cilndrico com mltiplos furos cilndricos, um pisto para cada furo, e um dispositivo de vlvulas para cada furo. A finalidade desse dispositivo permitir a entrada e a sada do fluido quando a bomba estiver em funcionamento.

Figura 8-13 Bomba hidrulica do tipo pisto.8-13

Figura 8-15 Mecanismo da bomba a pisto tipo axial.

Os furos cilndricos esto dispostos paralelamente e simetricamente em torno do eixo da bomba. O termo bomba a pisto axial usado freqentemente ao se referir a bombas com esse dispositivo. Todas as bombas a pisto-axial de aeronave tm um nmero mpar de pistes (5, 7, 9, 11, etc). BOMBA A PISTO TIPO ANGULAR Uma bomba do tipo angular tpica mostrada na figura 8-16. O alojamento angular da bomba forma um ngulo, correspondente ao que existe entre o bloco cilndrico e a placa do eixo acionador, onde os pistes esto fixos. esta configurao angular da bomba que faz com que os pistes se desloquem, medida que seu eixo girado.

do ser drenado para esses furos cilndricos nesse momento. O movimento dos pistes quando sugando e expelindo fluido projetado de tal forma,que a descarga de fluido da bomba praticamente constante. Bonba do tipo de ressalto A bomba do tipo de ressalto (figura 817) utiliza um ressalto para provocar o deslocamento dos pistes. Existem duas variaes de bombas de ressalto; uma na qual o ressalto gira e o bloco cilndrico estacionrio; e outra na qual o ressalto fica estacionrio e o bloco cilndrico rotativo.

Figura 8-17 Bomba do tipo ressalto. Como um exemplo da maneira com que os pistes de uma bomba tipo ressalto so movimentados, a operao de uma bomba do tipo ressalto rotativo descrita a seguir: medida que o ressalto gira, seus pontos altos e baixos passam alternadamente e, um de cada vez, sob cada pisto. Quando a rampa de subida do ressalto passa sob o pisto, ela empurra o pisto em direo sua cavidade, fazendo com que o fluido seja expelido. Quando a rampa de descida do ressalto passa sob um pisto, a mola de retorno desse pisto projeta-o para fora da sua cavidade. Isso faz com que o fluido seja sugado para dentro da sua cavidade. Devido o movimento dos pistes, quando sugando ou expelindo fluido, ser de natureza sobreposta, a descarga do fluido de uma bomba do tipo de ressalto praticamente constante. Cada cavidade tem uma vlvula unidirecional que abre para permitir que o fluido seja expelido da cavidade pelo movimento do pisto. Essas vlvulas fecham durante o movimento de entrada de leo dos pistes. Devido a isso, a8-14

Figura 8-16 Bomba a pisto tipo angular. Quando a bomba operada, todas as partes dentro dela (exceto a pista externa dos rolamentos que apiam o eixo acionador, o pino deslizante do cilindro sobre o qual o bloco cilndrico gira, e o selo de leo) giram juntas, como um conjunto rotativo. Devido ao ngulo entre o eixo acionador e o bloco cilndrico, num ponto de rotao do conjunto rotativo, uma distncia mnima existe entre o topo do bloco cilndrico e a face superior da placa do eixo acionador. Em um ponto de rotao a 180, a distncia entre o topo do bloco cilndrico e a face superior da placa do eixo acionador est no mximo. Em um momento qualquer da operao, trs dos pistes estaro se distanciando da face superior do bloco cilndrico, produzindo um vcuo parcial, onde esses pistes atuam. O flui-

entrada de fluido nas cavidades somente pode ser feita atravs da passagem central. REGULAGEM DA PRESSO A presso hidrulica deve ser regulada, de maneira a us-la para cumprir as funes desejadas. Os sistemas de regulagem de presso usaro sempre trs dispositivos elementares: uma vlvula de alvio, um regulador e um medidor de presso. Valvulas de alivio de presso Uma vlvula de alvio de presso usada para limitar a quantidade de presso que est sendo exercida em um lquido confinado. Isso necessrio para prevenir a falha dos componentes, ou ruptura das linhas hidrulicas sob presso excessiva. A vlvula de alvio , de fato, uma vlvula de segurana do sistema. O projeto das vlvulas de alvio de presso incorpora vlvulas ajustveis por presso de mola. Elas so instaladas, e descarregam o fluido da linha de presso para a linha de retorno ao reservatrio, quando a presso excede a um mximo pr-determinado para o qual a vlvula foi ajustada. Vrios tipos e desenhos de vlvulas de alvio de presso esto em uso, mas em geral, todas elas empregam um dispositivo de regulagem sob presso de mola, operado por presso hidrulica e tenso de mola. As vlvulas de alvio de presso so ajustadas pelo aumento ou diminuio da tenso sobre a mola, para determinar a presso requerida para a abertura da vlvula. Dois modelos gerais de vlvulas de alvio de presso, a de duas entradas e a de quatro entradas so ilustradas na figura 8-18.

As vlvulas de alvio de presso podem ser classificadas quanto ao seu tipo de construo ou usos no sistema. Todavia, a finalidade geral e a operao de todas as vlvulas de presso so as mesmas. A diferena bsica na construo das vlvulas de alvio de presso est no seu desenho. Os tipos mais comuns de vlvulas so: 1) Tipo esfera - Nas vlvulas de alvio de presso com um dispositivo valvulado de esfera, a esfera repousa sobre um batente com o seu contorno. Uma presso atuando sobre a base da esfera empurra-a para fora do seu batente, permitindo a passagem do fluido. 2) Tipo luva - Nas vlvulas de alvio de presso com um dispositivo valvulado de luva, a esfera permanece estacionria, e o batente tipo luva movimentado pela presso do fluido. Isso permite ao fluido passar entre a esfera e a sede da luva deslizante. 3) Tipo gatilho - Nas vlvulas de alvio de presso com um dispositivo valvulado do tipo gatilho, um gatilho em forma cnica pode ter qualquer uma entre vrias configuraes de projeto; todavia, ela basicamente um cone e uma sede usinados em ngulos casados para prevenir contra a fuga de fluido. medida que a presso sobe ao seu ajuste prdeterminado, o gatilho levantado para fora da sua sede, como no dispositivo de esfera. Isso permite ao fluido passar atravs da abertura criada e sair pela abertura de retorno. As vlvulas de alvio de presso no podem ser usadas como reguladoras de presso em grandes sistemas hidrulicos, que dependem de bombas mecnicas acionadas pelo motor da aeronave como fonte bsica de presso, porque a bomba est constantemente sob presso, e a energia gasta na manuteno da vlvula de alvio de presso fora do seu batente transformada em calor. Esse calor transferido para o fluido e, por sua vez, aos anis de vedao, provocando sua rpida deteriorao. As vlvulas de alvio de presso, todavia, podem ser usadas como reguladores em pequenos sistemas de baixa presso; ou quando a bomba eletricamente acionada e de uso intermitente. As vlvulas de alvio de presso podem ser usadas como:8-15

Figura 8-18 Vlvulas de alvio da presso.

1) Vlvulas de alvio do sistema - O uso mais comum das vlvulas de alvio de presso como um dispositivo de segurana contra a possibilidade de falha do compensador da bomba ou outros dispositivos de regulagem de presso. Todos os sistemas hidrulicos, que tm bombas hidrulicas, incorporam vlvulas de alvio de presso como dispositivos de segurana. 2) Vlvulas de alvio trmico - A vlvula de alvio de presso usada para aliviar as presses excessivas, que possam existir devido expanso trmica do fluido. Reguladores de presso O termo REGULADOR DE PRESSO aplicado ao dispositivo usado nos sistemas hidrulicos, que so pressurizados pelas bombas do tipo de fluxo constante. Uma finalidade do regulador de presso controlar a sada da bomba para manter a presso de operao do sistema dentro de uma faixa pr-determinada. Outra finalidade permitir bomba girar sem resistncia (perodo quando a bomba no est sob carga), nos momentos em que a presso no sistema est dentro da sua faixa normal de operao. O regulador de presso est, desse modo, localizado no sistema, no qual a sada da bomba pode alcanar o circuito de presso somente passando atravs do regulador. A combinao de uma bomba do tipo de fluxo constante e um regulador de presso virtualmente o equivalente bomba do tipo fluxo varivel, controlada por compensador. Medidores de presso Tem como finalidade medir a presso no sistema hidrulico, usado para operar as unidades hidrulicas das aeronaves. O medidor usa um tubo de Bourdon e um dispositivo mecnico para transmitir a expanso do tubo ao indicador. Uma tomada de ar no fundo da caixa mantm a presso atmosfrica em torno do tubo de Bourdon. Ela tambm proporciona um dreno para qualquer umidade acumulada. Existem vrias faixas de presso usadas nos sistemas hidrulicos, e os medidores so calibrados para se adaptarem com os sistemas nos quais eles esto ligados.8-16

ACUMULADORES O acumulador uma esfera de ao dividida em duas cmaras por um diafragma de borracha sinttica. A cmara superior contm fluido sob presso do sistema, enquanto que a cmara inferior est carregada com ar. A funo de um acumulador : a) Amortecer as oscilaes de presso surgidas no sistema hidrulico, causadas pela atuao de uma unidade e do esforo da bomba, que mantm a presso a um nvel pr-ajustado. b) Auxiliar ou suplementar a bomba mecnica quando vrias unidades esto operando ao mesmo tempo, pelo suprimento de presso extra de sua presso estocada ou acumulada. c) Estocar presso para a operao limitada de uma unidade hidrulica, quando a bomba no estiver operando. d) Suprir fluido sob presso para compensar pequenas perdas, internas ou externas (no desejadas), que poderiam produzir no sistema uma vibrao contnua, pela ao das contnuas colises de presso. 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 fixao da unidade ao sistema; a outra metade equipada com uma vlvula para o carregamento da unidade com ar comprimido. Montado entre as duas partes est um diafragma de borracha sinttica que divide o tanque em dois compartimentos. Uma tela cobre a sada sobre o lado do fluido do acumulador. Isso previne que uma parte do diafragma seja empurrado para o orifcio de presso do sistema e ser danificado. Isso poderia acontecer sempre que existisse uma presso de ar na unidade, e no houvesse presso de fluido em balano. Em algumas unidades, um disco metlico fixo ao centro do diafragma usado em lugar da tela. (ver figura 8-19).

Acumuladores do tipo pisto O acumulador do tipo pisto, tambm serve para a mesma finalidade, e opera muito semelhantemente aos de diafragma e de balo. Como mostrado na figura 8-21 esta unidade um cilindro (B) e um conjunto de pisto (E) com aberturas em cada extremidade. A presso de fluido do sistema entra na abertura do topo (A) e fora o pisto para baixo contra a presso de ar no fundo da cmara (D). Uma vlvula de ar de alta-presso (C) est 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 cmaras (D e C). Uma passagem (F) aberta do lado do fluido do pisto para o espao entre os selos. Isso proporciona lubrificao entre as paredes do cilindro e o pisto. Figura 8-19 Acumulador tipo diafragma. Acumuladores do tipo balo O acumulador do tipo balo opera, baseado no mesmo princpio do tipo diafragma. Ele serve para a mesma funo, mas varia na construo. Esta unidade consiste em uma pea esfrica de metal com uma entrada de presso de fluido no topo. Existe uma abertura no fundo para a insero do balo. Um grande bujo atarraxado ao fundo do acumulador retm o balo e tambm veda a unidade. Manuteno de acumuladores A manuteno de acumuladores consiste em inspees, pequenos reparos, substituies de partes componentes e teste. Existe um elemento de perigo na manuteno de acumuladores. Portanto, precaues apropriadas devem ser observadas estritamente para a preveno de ferimentos e danos.

Figura 8-20 Acumulador do tipo balo.

Figura 8-21 Acumulador tipo pisto.

8-17

ANTES DE DESMONTARMOS QUALQUER ACUMULADOR, NOS ASSEGURAMOS DE QUE TODA A PRESSO DO AR PR-CARREGADA (OU NITROGNIO) TENHA SIDO DESCARREGADA. A OMISSO EM ALIVIAR O AR PODE RESULTAR EM DANOS SRIOS AO MECNICO. (ANTES DE FAZERMOS ESSA VERIFICAO, DEVEMOS TER CERTEZA DE QUE CONHECEMOS O TIPO DE VLVULA DE AR DE ALTA PRESSO USADA.) QUANDO, FINALMENTE, TODA A PRESSO DE AR TIVER SIDO REMOVIDA, ABRIMOS A UNIDADE. AS INSTRUES DOS FABRICANTES DEVEM SER SEGUIDAS. Valvulas undirecionais Para que os sistemas e componentes hidrulicos operem como previsto, o fluxo de fluido deve ser rigidamente controlado. Muitos tipos de unidades de vlvulas so usadas para exercer tal controle. Uma das mais simples e mais comumente usada a vlvula unidirecional, a qual permite o livre fluxo do fluido em uma direo, mas no o permite no outro sentido, ou o faz com restrio. As vlvulas unidirecionais so feitas em dois projetos gerais para servir a duas diferentes necessidades. Em um, a vlvula unidirecional completa nela mesma. Ela interconectada com outros componentes, com os quais ela opera atravs de tubulao ou mangueira. As vlvulas unidirecionais desse tipo so comumente chamadas vlvulas unidirecionais em linha. Existem dois tipos de vlvula unidirecionais em linha, a tipo simples e a tipo orifcio. (ver figura 8-22).

mumente chamadas vlvulas unidirecionais integrais. Essa vlvula , na verdade, uma pea integral de algum componente maior e, como tal, compartilha o alojamento com esse componente. Vlvula undirecional em linha A vlvula unidirecional em linha tipo simples (normalmente chamada vlvula unidirecional) usada quando um fluxo total de fludo desejado em somente uma direo (figura 822A). O fluido entra no orifcio de entrada da vlvula unidirecional, forando-a a sair do seu alojamento contra a restrio da mola. Isso permite ao fluido seguir atravs da passagem ento aberta. No exato momento em que o fluido para de se mover nessa direo, a mola retorna a vlvula para a sua sede, e bloqueia o fluxo reverso de fluido atravs da vlvula. Vlvula undirecional do tipo orifcio A vlvula unidirecional em linha tipo orifcio (figura 8-22B), usada para permitir uma velocidade normal de operao de um mecanismo pelo fornecimento de um fluxo de fluido em uma direo, enquanto permite uma velocidade limitada de operao atravs de um fluxo restrito na direo oposta. A operao da vlvula unidirecional em linha tipo orifcio o mesmo da vlvula unidirecional em linha tipo simples, exceto quanto ao fluxo restrito permitido quando fechado. Isso conseguido por uma segunda abertura na sede da vlvula, que nunca est fechada, de tal maneira que algum fluxo reverso pode ocorrer atravs da vlvula. A segunda abertura muito menor que a abertura na sede da vlvula. Como uma regra, de um tamanho especfico, de modo a manter um controle total sobre a razo na qual o fluido pode voltar atravs da vlvula. Esse tipo de vlvula chamado, algumas vezes, de vlvula de amortecimento. A direo do fluido atravs das vlvulas unidirecionais em linha normalmente indicado por uma seta estampada sobre a carcaa (figura 8-22 C e D) Em uma vlvula unidirecional, em linha tipo simples, uma nica seta aponta para a direo do fluido.

Figura 8-22 Vlvulas unidirecionais tpicas. No outro projeto, a vlvula unidirecional no completa em si mesma, devido a ela no ter um alojamento exclusivamente prprio. As vlvulas unidirecionais desse modelo so co-

8-18

A vlvula unidirecional em linha do tipo orifcio geralmente marcada com duas setas. Uma seta mais pronunciada que a outra, e indica a direo do fluxo irrestrito. A outra seta, ou menor que a primeira ou construda em linhas pontilhadas; apontando no sentido do fluxo reverso restrito de fluido. Em adio s vlvulas unidirecionais em linha do tipo esfera, mostrada na figura 8-22, outros tipos de vlvulas tais como discos, agulhas e gatilhos so usadas. Os princpios de operao das vlvulas unidirecionais integrais so os mesmos das vlvulas unidirecionais em linha. Vlvulas para desconexo rpida ou para desconexo de linha Essas vlvulas so instaladas nas linhas hidrulicas para prevenir perda de fluido quando as unidades so removidas. Tais vlvulas so instaladas nas linhas de presso e suco do sistema, justamente antes e imediatamente aps a bomba mecnica. Essas vlvulas tambm podem ser usadas com outras finalidades, alm da substituio de unidades do sistema e um teste hidrulico estacionrio conectado em seu lugar. Essas vlvulas consistem de duas sees interligadas, acopladas juntas por uma porca quando instaladas no sistema. Cada seo da vlvula tem um pisto e uma vlvula de gatilho montados. Eles esto sob presso de mola, na posio fechada quando a unidade desconectada.

A ilustrao superior da figura 8-23 mostra a vlvula na posio desconectada da linha. As duas molas (a e b) mantm as vlvulas de gatilho (c e f) na posio fechada, como mostrado. Isso impede a perda de fluido atravs da linha desconectada. A ilustrao inferior da figura 8-23 mostra a vlvula na posio conectada na linha. Quando a vlvula est sendo conectada, a porca de acoplamento une as duas sees. A extenso (d ou e) em um dos pistes, fora o pisto oposto de volta contra a sua mola. Esta ao move a vlvula gatilho para fora da sua sede e permite ao fluido sair atravs da seo da vlvula. medida que a porca unida firmemente, um pisto encontra um batente; e o outro, move-se para trs contra sua mola, que, por sua vez, permite a passagem do leo. Consequentemente o fluido pode continuar atravs da vlvula e do sistema. A vlvula de desconexo acima somente um dos muitos tipos atualmente utilizados. Embora todas as vlvulas de desconexo de linha operem com o mesmo princpio, os detalhes so variveis. Cada fabricante tem o seu prprio desenho e configurao. Um fator muito importante no uso da vlvula de desconexo de linha sua prpria conexo. As bombas hidrulicas podem ser seriamente danificadas se as linhas desconectadas no estiverem adequadamente conectadas. Em caso de dvida sobre a operao de desconexo de linha, consultamos o manual de operao da aeronave. O grau de manuteno a ser desenvolvido em uma vlvula de desconexo rpida muito limitado. As partes internas desses tipos de vlvulas so de construo de preciso, e montadas na fbrica. Elas so feitas com tolerncias 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 unio e capa externa podem ser substitudos. Quando substituimos o conjunto, ou qualquer das suas partes, seguimos as instrues no manual de manuteno aplicvel. CILINDROS ATUADORES Um cilindro atuador transforma a energia na forma de presso hidrulica em fora mecnica, ou ao, para executar um trabalho.8-19

Figura 8-23 Vlvula de desconexo rpida.

Ele usado para conceder potncia em um movimento linear a algum mecanismo ou objeto mvel. Um cilindro atuador tpico consiste basicamente de um alojamento cilindrico, um ou mais pistes, e hastes de pisto e alguns selos. O alojamento do cilindro contm um ncleo polido, no qual o pisto opera em uma ou mais entradas, atravs das quais o fluido entra e sai do ncleo cilndrico. O pisto e a haste formam um conjunto. O pisto move-se para a frente e para trs dentro do ncleo cilndrico e uma haste fixa no pisto move-se para dentro e para fora do alojamento do cilindro, atravs de uma abertura em um dos lados do alojamento cilndrico. Os selos so usados para evitar vazamentos entre o pisto e o ncleo cilndrico, e entre a haste do pisto e a extremidade do cilindro. Ambos, o alojamento do cilindro e a haste do pisto tm dispositivos para montagem e para fixao a um objeto ou mecanismo, que deve ser movido pela atuao do cilindro. Os cilindros atuadores so de dois tipos principais: (1) de ao nica e (2) dupla ao. O de ao nica (nica entrada) um cilindro atuador capaz de produzir movimento de fora em apenas uma direo. O cilindro atuador de dupla ao (duas entradas) capaz de produzir movimento de fora em duas direes. Cilindro atuador de ao nica Um cilindro atuador de ao nica ilustrado na figura 8-24. O fluido sob presso entra no orifcio esquerda e empurra contra a face do pisto, forando-o para a direita.

apresentada na mola comprimida, a mola empurra o pisto para a esquerda. medida em que o pisto se move para a esquerda, o fluido forado para fora pelo orifcio. Ao mesmo tempo, o movimento do pisto suga o ar para a cmada da mola atravs do orifcio de ventilao. Uma vlvula de controle de trs posies normalmente usada para controle da operao de um cilindro atuador de ao nica. Cilindro atuador de dupla ao Um cilindro atuador de dupla ao (duas entradas) est ilustrado na figura 8-25. A operao de um cilindro atuador de dupla ao usualmente controlado por uma vlvula seletora de quatro posies. A figura 8-26 mostra um cilindro atuador interconectado com uma vlvula seletora. A operao da vlvula seletora e do cilindro atuador ser discutida adiante.

Figura 8-25 Cilindro atuador de dupla ao. Colocando a vlvula seletora na posio ON (figura 8-26A) admite-se presso de fluido para a cmara esquerda do cilindro atuador. Isso resulta no pisto ser forado para a direita. medida em que o pisto se move direita, ele empurra o fluido de retorno para fora da cmara direita e, atravs da vlvula seletora, para o reservatrio. Quando a vlvula seletora colocada em sua outra posio ON, como ilustrado na figura 8-26B, a presso de fluido entra na cmara direta, forando o pisto para a esquerda. medida em que o pisto se move para a esquerda, ele empurra o fluido de retorno para fora da cmara e, atravs da vlvula seletora, para o reservatrio. Alm de ter a capacidade de mover uma carga para essa posio, o cilindro atuador de dupla ao tambm tem a capacidade de mant-lo nessa posio. Essa capacidade existe, porque, quando a vlvula seletora usada no controle da operao

Figura 8-24 Cilindro atuador de ao nica. medida em que o pisto se move, o ar empurrado para fora da cmara da mola atravs do orifcio de ventilao, comprimindo-a. Quando a presso no fluido aliviada para o ponto em que ela exera menos fora, que a

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.do cilindro atuador colocada na posio OFF, o fluido fica retido nas cmaras, em ambos os lados do pisto do cilindro atuador.

VLVULAS SELETORAS As vlvulas seletoras so usadas para controlar a direo do movimento de uma unidade atuadora. Uma vlvula seletora proporciona um caminho para fluxos simultneos de fluido hidrulico, para dentro e para fora de uma unidade atuadora conectada. Ela, tambm, proporciona um meio imediato e conveniente de trocar as direes nas quais os fluidos seguem atravs do atuador, revertendo a direo do movimento. Uma entrada de uma vlvula seletora tpica est conectada a um sistema de linha de presso, para a injeo de fluido sob presso. Uma segunda passagem da vlvula est conectada linha de retorno do sistema para direcionar o fluido ao reservatrio. As passagens de uma unidade atuadora atravs das quais o fluido entra e sai, so conectadas por linhas a outras passagens da vlvula seletora. Uma vlvula seletora tem vrios nmeros de passagens. O nmero de passagens determinado pelas necessidades particulares do sistema no qual a vlvula usada. As vlvulas seletoras tendo quatro passagens so as mais usadas. As passagens de uma vlvula seletora (figura 8-28) so marcadas individualmente para proporcionar uma pronta identificao. As marcaes mais comumente usadas so: PRESSURE (ou PRESS ou P), RETURN (ou RET ou R), CYLINDER 1 (ou CYL 1), e CYLINDER 2 (ou CYL 2).

Figura 8-26 Controle do movimento do cilindro de atuao. Alm dos dois modelos gerais de cilindros atuadores discutidos (nica ao e dupla ao), outros tipos esto disponveis. A figura 827 mostra trs tipos adicionais.

Figura 8-27 Tipos de cilindros de atuao.

Figura 8-28 Marcaes tpicas em vlvulas seletoras.

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O uso da palavra CYLINDER na designao de passagens de vlvulas seletora, no indica, como pode sugerir, que somente os cilindros hidrulicos devam ser conectados s passagens marcadas. De fato, qualquer tipo de unidade atuadora hidrulica pode ser conectada a essas passagens. Os nmeros 1 e 2 so um meio conveniente de diferenciao entre as duas passagens da vlvula seletora. Vlvula seletora com fechamento central de quadro passagens Devido s quatro passagens, uma vlvula seletora de fechamento central uma das mais

comumente usadas em sistemas hidrulicos de aeronave. Ela discutida em detalhes nos pargrafos seguintes. Dispositivos valvulados de vrios tipos tais como esferas, vlvulas gatilho, rotores ou carretis so usados nas vlvulas seletoras com fechamento central de quatro passagens. A figura 8-29A ilustra uma vlvula desse tipo na posio fechada (OFF). Todas as passagens da vlvula esto bloqueadas, e o fluido no pode seguir para dentro ou para fora da vlvula. Na figura 8-29B, a vlvula seletora est colocada em uma de suas posies abertas.

Figura 8-29 Operao da vlvula seletora com fechamento central do tipo rotor. As passagens PRESSO e CL 1 tornam-se interligadas dentro da vlvula. Como resultado, o fluido sai da bomba para a passagem PRESS da vlvula seletora, sai da passagem CL 1 da vlvula seletora e entra na passagem A do motor. O fluxo do fluido faz o motor girar no sentido horrio. Simultaneamente, o fluido de retorno forado para fora da passagem B do motor, e entra na passagem CL 2 da vlvula seletora. O fluido, ento, prossegue atravs da passagem no rotor da vlvula, e deixa a vlvula atravs da passagem RETORNO, para o retorno. Na figura 8-29C, a vlvula seletora est colocada na outra posio ON. A passagem PRESSO e CL 2 tornam-se interligadas. Isso faz com que o fluido sob presso seja entregue passagem B do motor, o que faz com que o motor gire no sentido anti-horrio. O fluido de retorno deixa a passagem A do motor, entra na passagem CL 1 da vlvula seletora e segue atravs da passagem RETORNO da vlvula seletora. Vlvula seletora tipo carretel O dispositivo da vlvula seletora em forma de carretel (figura 8-30). O carretel uma pea inteiria, prova de vazamento e deslizamento livre assentado no alojamento da vlvula seletora, e que pode ser movimentado longitudinalmente no alojamento por meio de extenses, as quais projetam-se atravs do alojamento.

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Uma passagem perfurada no carretel interliga as duas cmaras extremas da vlvula seletora. As vlvulas seletoras tipo carretel so, algumas vezes, chamadas de vlvulas piloto. Quando o carretel movimentado para a posio OFF da vlvula seletora, as duas passagens do cilindro so diretamente bloqueadas pelos flanges do carretel (figura 8-30A). Isso indiretamente bloqueia as passagens PRESSO e RETORNO e o fluido no pode seguir para dentro ou para fora da vlvula. Movendo-se o carretel em direo direita, move-se os flanges do carretel para alm das passagens CL 1 e CL 2 (figura 8-30B). A passagem PRESSO e CL 2 tornam-se, ento, interligadas. Isso permite ao fluido, sob presso, passar para atuar a unidade. A passagem RETORNO e CL 1 tambm tornam-se interligadas. Isso possibilita a abertura de um caminho para o retorno do fluido da unidade atuadora para o reservatrio do sistema. Movendo-se o carretel em direo esquerda, move-se os flanges do carretel alm das passagens CL 1 e CL 2 (figura 8-30C). As passagens PRESSO e CL 1 tornam-se interligadas. Isso permite ao fluido sob presso seguir para a unidade atuadora.

SISTEMAS PNEUMTICOS DE AERONAVES Alguns fabricantes equipam suas aeronaves com um sistema pneumtico. Tais sistemas operam numa grande variedade do mesmo modo que o hidrulico - a nica diferena que empregam o ar ao invs do lquido, para transmisso de fora. Os sistemas pneumticos so, algumas vezes, usados para: 1) Freios. 2) Abertura e fechamento de portas. 3) Bombas de acionamento hidrulico, alternadores, motores de partida, bombas de injeo de gua, etc. 4) Dispositivos de operao de emergncia. Ambos os sistemas, pneumtico e hidrulico, tm unidades similares e usam fluidos confinados. A palavra confinado significa retiro ou completamente hermtico. A palavra fluido implica em lquidos, tais como: gua, leo ou qualquer coisa que flua. Lquidos e gases so considerados fluidos; todavia, existe uma grande diferena nas caractersticas dos dois. Os lquidos so praticamente incomprensveis. Um litro de gua ainda ocupa cerca de um litro do espao, independente de quanto eles sejam comprimidos. Mas os gases so altamente compresveis; um litro de ar pode ser comprimido em um espao muito pequeno. A despeito dessa diferena, gases e lquidos so fluidos, e podem ser confinados e usados para transmitir fora. O tipo de unidade usada para fornecer ar comprimido para sistemas pneumticos determinado pelas necessidades de ar comprimido do sistema. Sistema de alta presso Para sistemas de alta presso, o ar normalmente estocado em garrafas metlicas (figura 8-31) em presses variando de 1.000 a 3.000 p.s.i., dependendo do sistema em particular. Este tipo de garrafa de ar tem duas vlvulas, uma delas a de carregamento. Um compressor operado no solo pode ser conectado a esta vlvula para injetar ar na garrafa. A outra uma vlvula de controle. Ela age como uma vlvula de corte, mantendo o ar retido na garrafa at que o sistema seja operado. Embora um cilindro para estocagem de alta presso seja leve em

Figura 8-30 Vlvula seletora do tipo carretel. A passagem RETORNO e CL 2 tambm tornam-se interligadas, proporcionando um caminho para o retorno do fluido da unidade atuadora para o reservatrio.

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peso, ele tem uma desvantagem explcita. Desde que o sistema no possa ser recarregado durante o vo, a operao fica limitada por um pequeno suprimento de garrafas de ar. Esse dispositivo no pode ser usado para uma operao contnua de um sistema.

Figura 8-32 Esquema do compressor de ar de dois estgios. medida em que o eixo motor continua a girar, ele reverte a direo do movimento do pisto. O pisto n 1 move-se para o fundo, dentro do seu cilindro, forando o ar atravs da sua linha de presso e dentro do cilindro n 2. Enquanto isso, o pisto n 2 est se movendo para fora do cilindro n 2, de tal forma que este ltimo cilindro possa receber o ar sob presso. O cilindro n 2 menor que o cilindro n 1; ento, o ar deve ser altamente comprimido para caber no cilindro n 2. Na diferena, no tamanho do cilindro, o pisto n 1 d ao ar o seu primeiro estgio de compresso. O segundo estgio ocorre quando o pisto n 2 move-se profundamente dentro do seu cilindro, forando o ar em alta presso a fluir atravs da linha de presso, e entrar na garrafa de estocagem de ar. Sistema de mdia presso Um sistema pneumtico de mdia presso (100-150 p.s.i.) normalmente no possui uma garrafa de ar. Em contrapartida, ele geralmente suga o ar de uma seo do compressor da turbina

Figura 8-31 Garrafa de alta presso de ar. O suprimento de ar engarrafado reservado para operao de emergncia de um sistema, como um trem de pouso ou freios. A utilidade desse tipo de sistema aumentada, todavia, se outras unidades de ar comprimido so adicionadas aeronave. Em algumas aeronaves, compressores de ar permanentemente instalados so incorporados para recarregar as garrafas de ar sempre que a presso for usada para operar a unidade. Vrios tipos de compressores so usados com essa finalidade. Alguns tem dois estgios de compresso enquanto outros tem trs. A figura 8-32 mostra um esquema simplificado de um compressor de dois estgios; a presso do ar na entrada impulsionado pelo cilindro nmero 1 e, novamente pelo n 2. O compressor na figura 8-32 tem trs vlvulas unidirecionais. Como as vlvulas unidirecionais na bomba manual hidrulica, essas unidades permitem o fluxo do fluido somente em uma direo. Algumas fontes de fora, tais como um motor eltrico ou o motor da aeronave, giram num eixo. medida que o eixo gira, ele move um pisto para dentro e para fora de seus cilindros. Quando o pisto n 1 move-se para a direita, a cmara no cilindro n 1 torna-se maior, e o ar externo flui atravs do filtro para dentro do cilindro.

Figura 8-33 Compressor de motor a jato com sistema pneumtico.

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.Nesse caso, o ar deixa a turbina e flui em uma tubulao, que conduz o ar inicialmente para as unidades de controle de presso, e da para as unidades operadoras. A figura 8-33 mostra um compressor de motor a reao com a tomada do sistema pneumtico. Sistema de baixa presso Muitas aeronaves equipadas com motores convencionais obtm um suprimento de ar de baixa presso, de bombas tipo palheta. Essas bombas so acionadas por motores eltricos ou pelo motor da aeronave. A figura 8-34 mostra uma via esquemtica 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 trs e para frente no eixo motor. O eixo excentricamente montado no alojamento, fazendo com que as palhetas formem quatro diferentes tamanhos de cmaras (A, B, C e D).

a cmara B da passagem de suprimento. A cmara B agora contm ar retido. medida que o eixo continua a girar, a cmara B se move para baixo tornando-se cada vez menor, gradualmente comprimindo o ar no seu interior. Prximo ao fundo da bomba, a cmara B conectada com a passagem de presso, enviando ar comprimido. A cmara B movese para cima novamente, aumentando de tamanho. Na passagem de suprimento, a cmara B recebe outro suprimento de ar. Existem quatro cmaras nessa bomba, e cada uma trabalha nesse mesmo ciclo de operao. Da, a bomba entrega ao sistema pneumtico um suprimento contnuo de ar comprimido de 1 a 10 p.s.i. COMPONENTES DO SISTEMA PNEUMTICO Os sistemas pneumticos so freqentemente comparados aos sistemas hidrulicos, mas tais comparaes podem ser verdadeiras somente em termos gerais. Os sistemas pneumticos no utilizam reservatrios, bombas manuais, acumuladores, reguladores ou bombas eletricamente acionadas ou acionadas pelo motor da aeronave, para a gerao da presso normal. Porm, similaridades existem em alguns componentes. Vlvulas de alvio As vlvulas de alvio so usadas no sistema pneumtico para prevenir danos.

Figura 8-34 Esquema de uma bomba de ar do tipo palheta. Na posio mostrada, B a cmara maior, e est conectada passagem de suprimento. Como descrito na ilustrao, o ar exterior pode entrar na cmara B da bomba. Quando a bomba comea a operar, o eixo motor gira e muda as posies das palhetas e o tamanho das cmaras. A palheta n 1, ento, move-se para a direita (figura 8-34), separando8-25

Figura 8-35 Vlvula de alvio do sistema pneumtico.

Elas atuam como unidades limitadoras de presso, e previnem contra presses excessivas, que poderiam romper as linhas e destruir os selos. A figura 8-35 ilustra uma vista em corte da vlvula de alvio do sistema pneumtico. Em presso normal, uma mola mantm a vlvula fechada (figura 8-35), e o ar permanece na linha de presso. Se a presso se elevar muito alm, a fora por ela criada sobre o disco supera a tenso da mola, e abre a vlvula de alvio. Ento, o ar em excesso flui atravs da vlvula, sendo eliminado como ar excedente para a atmosfera. A vlvula permanece aberta at que a presso caia para o normal. Vlvula de controle As vlvulas de controle so tambm peas necessrias em um sistema pneumtico tpico. A figura 8-36 ilustra uma vlvula usada para controlar o ar dos freios de emergncia. A vlvula de controle consiste de um alojamento com trs passagens, duas vlvulas gatilho e uma alavanca de controle com dois ressaltos.

O ar comprimido agora flui em volta da vlvula gatilho aberta da esquerda atravs da passagem perfurada, e entra na cmara abaixo da vlvula gatilho da direita, porm, como a vlvula gatilho da direita est fechada, o ar sob alta presso flui para fora pela passagem do freio, entrando na linha de freio para sua aplicao. Para aliviar os freios, a vlvula de controle retornada para a posio OFF (figura 8-36A). A vlvula gatilho da esquerda, agora fechada, interrompe o fluxo de ar sob alta presso para os freios. Ao mesmo tempo, a vlvula gatilho da direita aberta, permitindo ao ar, comprimido na linha de freio, ser eliminado atravs da passagem de ar para a atmosfera. Vlvulas undirecionais As vlvulas unidirecionais so usadas em ambos os sistemas, hidrulico e pneumtico. A figura 8-37 ilustra uma vlvula unidirecional pneumtica tipo flape. O ar entra pela passagem da esquerda da vlvula, comprime uma leve mola, forando a vlvula unidirecional a abrir, e permitindo ao ar

Figura 8-36 Diagrama do fluxo de uma vlvula de controle pneumtico. Na figura 8-36A, a vlvula de controle mostrada na posio OFF. Uma mola mantm o gatilho da esquerda fechado, de tal modo que o ar comprimido entrando na passagem de presso no possa fluir para os freios. Na figura 8-36B, a vlvula de controle foi colocada na posio ON. Um ressalto da alavanca mantm a vlvula gatilho da esquerda aberta, e uma mola fecha a vlvula gatilho da direita.8-26

Figura 8-37 Vlvula unidirecional de sistema pneumtico. O ar entra pela passagem da esquerda da vlvula, comprime uma leve mola, forando a vlvula unidirecional a abrir, e permitindo ao ar fluir para fora da passagem da direita. Se o ar entrar na passagem da direita, a presso do ar fechar a vlvula prevenindo contra a sada de um fluxo de ar pela passagem da esquerda. Ento, uma vlvula pneumtica unidirecional uma vlvula de controle de fluxo em uma s direo.

Restritores Os restritores so um tipo de vlvula de controle usados nos sistemas pneumticos. A figura 8-38 ilustra um orifcio do tipo restritor com uma grande passagem de entrada e uma pequena passagem de sada. A pequena passagem de sada reduz a razo do fluxo de ar e a velocidade de operao de uma unidade atuadora.

Filtros Os sistemas pneumticos so protegidos contra sujeira por meio de vrios tipos de filtros. Um filtro micrnico (figura 8-40) consiste de um alojamento com duas passagens, um receptculo de cartucho e uma vlvula de alvio.

Figura 8-38 Orifcio de restrio. Restritor varivel Outro tipo de unidade reguladora de velocidade o restritor varivel, mostrado na figura 8-39. Ela possui uma vlvula ajustvel de agulha com rosca na parte superior, e uma ponta na extremidade inferior.

Figura 8-40 Filtro micrnico. Normalmente, o ar passando pela entrada circula em volta do cartucho de celulose, e ento flui para o centro do cartucho e da pela passagem de sada.

Figura 8-39 Restritor pneumtico varivel. Dependendo da direo girada, a vlvula de agulha movimenta sua ponta para dentro ou para fora da pequena abertura, aumentando ou diminuindo o tamanho dela. O ar seguindo pela passagem de entrada, deve passar atravs dessa abertura antes de alcanar a passagem de sada. Esta regulagem tambm determina a razo do fluxo de ar atravs do restritor.

Figura 8-41 Filtro do tipo tela de arame.

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Um filtro tipo tela (figura 8-41) similar ao filtro micrnico, mas consiste de uma tela permanente de arame ao invs de um cartucho descartvel. No filtro de tela existe um punho no topo do alojamento, que para ser usado para a limpeza, atravs de uma rotao da tela com um raspador metlico. Se o sistema hidrulico principal de freio falhar, a fora para atuao dos freios obtida normalmente de algum tipo de sistema de pressurizao de emergncia para parar a aeronave.

Em muitas ocasies, esses sistemas de emergncia, so sistemas de ar comprimido. A figura 8-42 ilustra um tipo de sistema que utiliza ar comprimido. Garrafa de ar A garrafa de ar usualmente estoca suficiente quantidade de ar comprimido para vrias aplicaes de frenagens. Uma linha de ar de alta presso conecta a garrafa a uma vlvula que controla a operao dos freios de emergncia.

Figura 8-42 Sistema de freios de emergncia a ar comprimido Garrafa de ar A garrafa de ar usualmente estoca suficiente quantidade de ar comprimido para vrias aplicaes de frenagens. Uma linha de ar de alta presso conecta a garrafa a uma vlvula que controla a operao dos freios de emergncia. Se o sistema normal de freio falhar, coloca-se a manete de controle para a vlvula de ar na posio ON. A vlvula ento direciona o ar sob alta presso para as linhas, encaminhando-o para os conjuntos de freio. Mas, antes do ar entrar nos conjuntos de freio, ele deve primeiramente fluir atravs de uma vlvula de corte, tipo lanadeira. Vlvula de corte de freio O conjunto circunscrito na parte superior direita da figura 8-42 mostra um tipo de vlvula de corte. A vlvula consiste de um mbolo encapsulado por um alojamento com quatro passagens. O mbolo uma espcie de pisto oscilante que pode ser movimentado para cima e para baixo na cavidade do alojamento. Normalmente esse mbolo est em baixo e, nessa posio, ele fecha a passagem de ar inferior, direcionando o fluido hidrulico da passagem superior para as duas passagens laterais, sendo cada qual dirigida para um dos conjuntos de freio. Quando os freios pneumticos de emergncia so acionados, o ar sob alta presso eleva o mbolo, fechando a linha hidrulica e ligando a linha de presso s passagens laterais da vlvula de corte. Essa ao envia ar sob presso para o cilindro do freio para aplicao nos freios. Aps a aplicao, e quando os freios de emergncia so alivados, a vlvula de ar fecha, retendo a presso na garrafa de ar. Ao mesmo tempo, a vlvula de ar deixa escapar o ar da linha pneumtica de freio para a atmosfera.

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Ento, logo que a presso de ar nas linhas de freio caia, o mbolo da vlvula de corte move-se para a extremidade inferior do alojamento, novamente ligando os cilindros de freio com a linha hidrulica. A presso de ar remanescente nos cilindros de freio flui para fora na passagem superior da vlvula de corte, e para a linha hidrulica de retorno. Linhas e tubulaes As linhas para os sistemas pneumticos consistem de tubulaes rgidas de metal e mangueiras flexveis de borracha. As linhas de fluido e conexes so estudadas com detalhes no captulo 5 do MANUAL DE MATERIAS BSICAS (AC 65-9A). SISTEMA PNEUMTICO TPICO Um sistema pneumtico, acionado pela turbina da aeronave, supre com ar comprimido

vrios sistemas atuadores normais e de emergncia. O ar comprimido estocado em cilindros de estocagem nos sistemas atuadores, at ser requisitado para atuao do sistema. Esses cilindros e as tubulaes do sistema de potncia so, inicialmente, carregados com ar comprimido ou nitrognio de uma fonte externa, atravs de uma vlvula simples de carregamento de ar. Em vo, o compressor repe a presso de ar e o volume perdido por vazamento, contrao trmica e operao do sistema atuador. O compressor 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 eltrico ou por um motor hidrulico. O sistema descrito aqui acionado hidraulicamente.

Figura 8-43 Sistema de fora pneumtica.8-29

A descrio seguinte ilustrada pelo sistema de potncia pneumtica mostrado na figura 8-43. O ar que entra para o compressor filtrado atravs de um filtro de 10 microns de alta temperatura e a presso do ar regulada por um regulador de presso absoluta para proporcionar uma fonte estabilizada de ar para o compressor. (veja figura 8-43).O sistema hidrulico de utilidade da aeronave fornece potncia para operar o compressor de ar acionado por motor hidrulico. O sistema de atuao hidrulica do compressor de ar consiste de uma vlvula seletora operada por um solenide, um regulador de fluxo, um motor hidrulico e uma vlvula unidirecional na linha de desvio do motor (dreno do crter). Quando energizada, a vlvula seletora permite ao sistema ser pressurizado para movimentar o motor hidrulico. Quando desenergizada, a vlvula bloqueia a presso do sistema de utilidade, parando o motor. O regulador de fluxo, compensando as variaes do fluxo e presso do sistema hidrulico, mede o fluxo de fluido para o motor hidrulico, para prevenir a excessiva variao de velocidade e/ou sobrevelocidade do compressor. Uma vlvula unidirecional na linha de desvio do motor evita que a presso da linha de retorno entre no motor e o faa estolar. O compressor uma fonte de ar pressurizado do sistema pneumtico. O compressor ativado ou desativado por um interruptor sensor de presso na tubulao, que uma pea integrante do conjunto separador de umidade. O conjunto separador de umidade a vlvula de alvio e regulador sensor de presso do sistema. O interruptor de presso da tubulao (sistema) governa a operao do compressor. Quando a presso na tubulao cai abaixo de 2.750 p.s.i., o interruptor sensor de presso fecha, energizando a vlvula do alijador de umidade do separador e a vlvula seletora hidrulica que ativa o compressor de ar. Quando a presso na tubulao cresce alm de 3.150 p.s.i., o interruptor sensor de presso abre, desenergizando a vlvula seletora hidrulica para desativar o compressor de ar e a vlvula de alijamento, expulsando para a atmosfera qualquer umidade acumulada no separador. Os conectores de segurana, instalados na passagem de entrada do separador de umidade, protegem o separador das exploses internas causadas por partculas aquecidas de carvo ou8-30

chamas que possam ser emitidas do compressor de ar. Um secante qumico adicionalmente reduz a umidade contida no ar proveniente do separador de umidade. Um transmissor sente a presso, e eletricamente transmite um sinal ao indicador de presso pneumtica localizado na cabine. O sistema de indicao do tipo autosyn, que funciona exatamente como o sistema de indicao hidrulico. Uma vlvula de abastecimento de ar fornece ao sistema pneumtico inteiro um nico ponto para abastecimento em terra. Um medidor de presso de ar, localizado prximo vlvula de abastecimento usado para servios no sistema pneumtico. Um filtro de ar (com elemento de 10 microns) na linha de abastecimento no solo, previne contra a entrada de partculas de impurezas no sistema, provenientes de fontes da manuteno no solo. A alta presso de ar, saindo do quarto estgio do compressor de ar, direcionada atravs de uma vlvula de sangria (controlada por uma tomada de presso de leo no lado de presso da bomba de leo) para a sada de ar em alta presso. A presso de leo, aplicada ao pisto da vlvula de sangria, mantm o pisto da vlvula na posio fechada. Quando a presso do leo cai (devido, ou restrio do fluxo de leo, ou parada do compressor), a mola dentro da vlvula de sangria reposiciona o pisto, ligando, desse modo, a passagem de entrada e a passagem dreno da vlvula. Esta ao descarrega a presso do compressor e limpa a linha da umidade. O filtro de ar, atravs do qual o ar do abastecimento no solo passa, est localizado imediatamente aps a vlvula de abastecimento. Sua finalidade impedir a entrada de impurezas no sistema, provenientes de fontes de servio no solo. O conjunto de filtro construdo basicamente de trs componentes bsicos - corpo, elemento e receptculo. O ar que entra no compressor de ar do sistema pneumtico filtrado atravs de um filtro de alta temperatura. Sua finalidade impedir que partculas de material estranho entrem no regulador de presso absoluta do compressor, provocando, assim, o seu mau funcionamento.

O filtro em linha do tipo fluxo completo (com vlvula de alvio integral) alojado em um corpo cilndrico. O separador de umidade o regulador sensor de presso do sistema de fora pneumtica e da vlvula de alvio, sendo capaz de remover mais de 95% da umidade proveniente da linha de descarga do compressor de ar. A vlvula de alijamento de condensao, automaticamente operada, limpa a cmara do separador de leo/umidade por meio de um jato de ar (3.000 p.s.i.), cada vez que o compressor desligado. O conjunto do separador feito com vrios componentes bsicos, sendo que cada um desenvolve uma funo especfica. Componentes O interruptor de presso controla o sistema de pressurizao pelo sensoramento da presso do sistema entre a vlvula unidirecional e a vlvula de alvio. Ele eletricamente energiza a vlvula seletora do compressor de ar, que operada por solenide, quando a presso do sistema cai abaixo de 2.750 p.s.i., e desenergiza a vlvula seletora quando a presso no sistema alcana 3.100 p.s.i. O solenide da vlvula de alijamento da condensao energizado e desenergizado por um interruptor de presso. Quando energizado, ele protege o compressor do transbordamento da umidade do ar; quando desernegizado, ele limpa completamente o reservatrio do separador e as linhas acima do compressor de ar. Os filtros protegem a abertura da vlvula de alijamento da obstruo, e ainda asseguram uma selagem apropriada do espao entre o reservatrio e a vlvula de alijamento. A vlvula unidirecional protege o sistema contra a perda de presso durante o ciclo de alijamento, e previne contra o fluxo de retorno atravs do separador para o compressor de ar durante a condio de alvio. A vlvula de alvio protege o sistema contra a super pressurizao (expanso trmica). A vlvula de alvio abre quando a presso do sistema alcana 3.750 p.s.i. e fecha a 3.250 p.s.i. O elemento de aquecimento do tipo embalagem envolvente trmica, termostaticamente8-31

controlado, impede o congelamento da umidade dentro do reservatrio devido s condies atmosfricas de baixa temperatura. O termostato fecha a 40 F e abre a 60 F. MANUTENO DO SISTEMA PNEUMTICO DE POTNCIA A manuteno do sistema pneumtico consiste de reparo, pesquisa de pane, remoo e instalao de componentes e teste operacional. O nvel do leo lubrificante do compressor deve ser verificado diariamente de acordo com as instrues aplicveis do fabricante. O nvel de leo indicado por meio de uma vare