Sistemas de Ignição para Motores a Reação – Aula 5

• Os sistemas de ignição de motores turbo (tubo jato, turbo eixo ou turbo hélice) diferem dos sistemas de ignição de motores convencionais tanto pelos seus componentes quanto por uma razão fundamental:

• O sistema de ignição para motores tubo, apenas atua no ciclo de partida.

Gráfico do Ciclo de Partida

• É um gráfico que expressa a evolução da rotação e temperatura do motor durante todo o ciclo de partida.

• Pontualmente também se destacam a entrada e saída do sistema de arranque, sistema de ignição, sistema de combustível e temperatura de pico do motor.

Gráfico típico de um ciclo de partida

de um motor a turbina

Sistemas de Ignição para Motores a Reação

• Um ciclo de partida em média pode durar de 30 a 40 segundos. Neste curto intervalo o motor deverá iniciar o seu acendimento e aceleração.

• Somente após atingir a autossustentação, motor de partida e ignição podem ser desligados.

Sistema de Ignição por Capacitor de Descarga

• A maioria dos motores turbojato é equipado com um sistema de ignição do tipo capacitivo de alta energia.

• Compreende um sistema eletrônico de partida consistindo em duas unidades idênticas e independentes de ignição, operando a partir de uma fonte elétrica de corrente contínua de baixa tensão.

Unidade Excitadora com Transformador de Tensão

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

Diagrama Sistema de Ignição a Capacitor

• A figura a seguir apresenta um diagrama esquemático de um sistema de ignição do tipo capacitor utilizado em motores turbojato.

Funcionamento • A tensão da bateria é destinada ao sistema de

ignição no momento da partida do motor passando inicialmente por um filtro RL;

• Imediatamente um motor dc interno ao sistema é acionado fazendo girar dois discos de ressaltos diferentes.

• O disco à esquerda do motor possui um certo número de ressaltos de tal forma que cada um dos ressaltos é capaz de acionar (abrir) um contato platinado em repouso na sua posição normalmente fechado.

Funcionamento

• Com sucessivas aberturas e fechamentos do contato platinado, a tensão da bateria que é constante passa a ser uma dc pulsante .

• Esta dc pulsante entra no autotransformador que a eleva. Saindo do transformador, para garantir que nenhuma componente de sinal contrário chegue ao capacitor, um retificador é aplicado.

Funcionamento

• O retificador garante portanto que a corrente fluirá somente em um sentido, carregando o capacitor.

• Tal como um grande reservatório de cargas, o capacitor vai se carregando. Quando a carga do capacitor se torna elevada, o contato conectado as bobinas do transformador se fecha pela ação mecânica do disco de um único ressalto (disco este disposto a direita do motor dc).

Funcionamento

• No fechamento do contado uma rápida descarga do capacitor é verificada sobre a bobina primária do transformador de disparo.

• Esta descarga induz uma alta tensão no secundário do transformador, o qual ioniza a vela de ignição. Daí em diante o processo se repetirá enquanto o ciclo de partida solicitar a ignição.

Sistema Eletrônico de Ignição

• Este sistema tipo capacitivo modificado fornece ignição para os motores turboélice e turbojato.

• Para ilustrar o funcionamento de um sistema de ignição como este, consideremos o sistema do motor T56 (Anv C130);

Descrição Geral

• O sistema de ignição consiste basicamente de uma unidade de ignição à capacitor de descarga em alta frequência que dispara entre breves intervalos dois plugs ignitores.

• Um sistema elétrico interligado ao circuito de ignição permite apenas o funcionamento da ignição entre faixas de rotação bem definidas.

Componentes de Ignição motor T56

Ignitores e Caixa Excitadora

Ignitores e Caixa Excitadora

Circuito da Caixa Excitadora Sistema “Bendix”

Legenda

• Filter = filtro de entrada;

• L2 e L3 = bobinas do relé vibrador de indução;

• T1 = transformador elevador;

• V1 e V2 Rectifier = retificadores;

• C4 = Capacitor responsável por armazenar carga e ionizar o ignitor G1;

• L5 e L6 = bobinas primária e secundária do transformador elevador de HF (alta frequência);

Funcionamento da Caixa Excitadora

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

• A passagem da corrente pela bobina L2 causa a abertura do contato do vibrador;

Funcionamento da Caixa Excitadora

• Quando ocorre a abertura do contato cessa a corrente em L2 e primário de T1, o vibrador volta a se fechar;

• Esta ação repetitiva, modifica a tensão contínua dc para uma dc “pulsativa” que é aplicada através da bobina de potência do transformador T1.

Funcionamento da Caixa Excitadora

• O capacitor C3 tem a função de prevenir a queima excessiva do contato do vibrador durante seu funcionamento;

• O contínuo fluxo de corrente pela bobina L3 do vibrador apenas habilita a operação deste;

• Como resultado da tensão dc pulsativa, uma tensão ac é induzida na bobina secundária de T1;

Funcionamento da Caixa Excitadora

• Esta tensão induzida será de potencial elevado devido a razão elevada no números de voltas entre a bobina primária e secundária do transformador;

• Quando na entrada do circuito retificador ocorrer uma variação positiva de sinal, corrente fluirá por este carregando o capacitor C4; Quando a polaridade se inverter, o retificador impedirá a passagem da corrente evitando que C4 se descarregue;

Funcionamento da Caixa Excitadora

• A cada momento que o retificador conduz, C4 adquire mais carga;

• O ignitor interno é ajustado para romper (ionizar) entre 2800 e 3100 volts; Quando a tensão em C4 chegar a este valor, este ioniza-se estabelecendo um pulso de corrente que fluirá pela bobina primária L5, R1 e C6;

Funcionamento da Caixa Excitadora

• O fluxo de corrente que atravessa a bobina L5 será em alta frequência devido a natureza oscilatória proporcionada pela combinação C6 e L5;

• Esta corrente induz portanto alta tensão em alta frequência na bobina secundária L6 do transformador HF;

Funcionamento da Caixa Excitadora

• Esta tensão induzida na saída do circuito terá potencial suficiente para causar a ionização entre os eletrodos do ignitor principal localizado na câmara de combustão;

• O potencial presente no eletrodo dos ignitores pode chegar a 25000 volts;

Precauções

• O excitador de ignição gera corrente em alta tensão. O sistema deve ficar inoperante por pelo menos 2 minutos antes de desconectar os terminais;

• Não se deve acionar a ignição com os cabos ou ignitores desconectados;

• Jamais deve-se tentar medir a tensão de saída da caixa excitadora com algum instrumento;

• Algumas caixas de excitação podem conter material radioativo (tal como tório e césio) e por isso nunca se deve tentar abrir.