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Jan 05, 2024

O que causa a recessão da válvula de escape em um motor? — Notícias Gerais da Aviação

Por Ben Visser · 23 de novembro de 2022 · 8 comentários Essa é uma pergunta que recebo

Por Ben Visser · 23 de novembro de 2022 · 8 Comentários

Essa é uma pergunta que recebo com frequência e é uma pergunta muito boa.

Mas, como acontece com tantas coisas na aviação - e na vida - não há uma resposta muito definitiva.

Existem várias teorias sobre a causa, incluindo uma que afirma que o chumbo no combustível age como um lubrificante para proteger a sede da válvula do desgaste.

Isso pode ser verdade, mas não responde por que quando você amacia um motor com combustível com chumbo e depois muda para combustível sem chumbo, os assentos geralmente estão OK.

Outra teoria é que o aditivo de chumbo no avgas é de alguma forma ligado ao assento ou de alguma forma endurece o material do assento.

Novamente, isso pode ser possível, mas meu conhecimento metalúrgico limitado não compra isso completamente.

Os assentos de escape de ferro são geralmente tão duros quanto podem torná-los quando fabricados. Disseram-me que, se fossem endurecidos, ficariam quebradiços e propensos a rachaduras. Um pouco de chumbo macio provavelmente não ajudaria.

Então, qual é a resposta?

A teoria que faz mais sentido para mim é que o chumbo ajuda na vedação e melhora a transferência térmica de calor.

Quando a sede e a válvula são instaladas, existem pequenas imperfeições nas superfícies de contato do processo de retificação. Isso permite que uma pequena quantidade de gases vaze pela válvula, o que aumenta a temperatura da válvula e da sede.

Esta é uma quantidade muito pequena, mas como o anel para a vedação da parede do cilindro, ela precisa de algum desgaste para "quebrar" o assento.

Os subprodutos de chumbo da combustão preenchem essas imperfeições e fornecem uma melhor vedação para a válvula.

A segunda parte é a transferência térmica de calor para a sede da válvula.

Quando a válvula de exaustão abre no final do ciclo de combustão, ela é atingida pela frente de chama superaquecida do processo de combustão. Isso eleva a temperatura da válvula de escape - especialmente as bordas da válvula e a área da sede.

Para resfriar a válvula, grande parte do calor é transferido pela haste para a área da guia da válvula e até mesmo para o óleo na área da mola da válvula.

É por isso que alguns motores têm válvulas cheias de sódio para melhorar a taxa de transferência de calor da válvula.

Mas a borda da válvula ou a área do assento recebe a maior parte do calor dos gases de escape. Para resfriar essa área, muito do calor é transferido para a sede da válvula durante os ciclos de admissão, compressão e potência.

Quando um combustível com chumbo é usado durante o amaciamento, os subprodutos de chumbo da combustão preenchem os pequenos vales deixados pelo processo de moagem. Isso melhora a taxa de transferência de calor que, por sua vez, ajuda a manter a temperatura das bordas da válvula de exaustão sob controle.

Na ausência de chumbo, uma face de válvula muito mais quente atinge a sede que, com o tempo, pode causar erosão.

Há muitos fatores que afetam o processo de recessão. Um é carga.

É por isso que muitos automóveis não foram afetados quando forçados a usar combustíveis sem chumbo na década de 1970. Eles operam com um fator de carga muito menor do que um motor de aeronave em cruzeiro.

Além disso, a maioria deles começou a vida com combustíveis com chumbo e os combustíveis com chumbo ainda eram produzidos na década de 1980.

Outro fator são os RPMs. Quanto menor a faixa de operação de RPM, melhor a taxa de transferência de calor para o assento.

É por isso que veículos como tratores agrícolas que trabalham de 1.000 a 1.200 rpm não tiveram problemas significativos ao mudar para combustíveis sem chumbo. Eles também são todos resfriados a líquido, portanto, a temperatura na área da sede da válvula pode ser melhor controlada.

O problema mais significativo estava em caminhões movidos a gasolina. Embora fossem resfriados a líquido, eles operavam em RPMs mais altos e sob cargas mais altas.

A retração da válvula será um problema em aeronaves operadas com combustível sem chumbo?

Eu acho que existe uma possibilidade, especialmente em aeronaves mais antigas depois de serem revisadas usando novas peças de estoque antigas.