Teoria e Construção de Motores na prova da ANAC: 5 questões

O que cai na prova

É a matéria-base de todo o GMP: os sistemas das outras aulas (combustível, ignição, lubrificação, partida) existem para servir o motor estudado aqui. Na prova, aparece em questões de classificação de motores, função de componentes internos, ordem de fogo, ciclo de quatro tempos, taxa de compressão, seções da turbina e tipos de compressor.

Conceito central

Todo motor aeronáutico transforma energia química do combustível em energia mecânica. No motor ALTERNATIVO (convencional), a queima empurra pistões que giram um eixo de manivelas — o movimento alternativo vira rotação, que aciona a hélice. No motor A REAÇÃO (turbina a gás), o ar é comprimido, recebe combustível, queima de forma contínua e os gases em alta velocidade geram empuxo (turbojato/turbofan) ou giram uma turbina que aciona hélice ou rotor (turboélice/turboeixo). A base teórica é a 3ª Lei de Newton: ação e reação.

Partes de um pistão de motor aeronáutico alternativo: cabeça, saias, ranhuras e pino

Na prática, na oficina

O mecânico que entende a construção do motor sabe ONDE procurar a causa de um sintoma: baixa compressão aponta para válvulas, anéis ou cilindro; vibração aponta para balanceamento, mancais ou ordem de fogo irregular; alta EGT na turbina aponta para seção quente. Sem dominar a construção, a pesquisa de panes vira tentativa e erro — o que é inaceitável em aviação.

Motor a pistão boxer de um monomotor com o capô aberto na oficina

Glossário técnico

Motor alternativo / convencional: pistões em movimento alternativo (vai-e-vem)
Motor a reação: turbina a gás: turbojato, turbofan, turboélice, turboeixo
Cárter (crankcase): corpo estrutural que abriga o eixo de manivelas
Eixo de manivelas (crankshaft): converte movimento alternativo em rotação
Biela (connecting rod): liga o pistão ao eixo de manivelas
Ordem de fogo (firing order): sequência de queima dos cilindros
Taxa de compressão: relação entre volume máximo e mínimo do cilindro
PMS / PMA: ponto morto superior (alto) e inferior (baixo) do pistão
Compressor centrífugo e axial: seções de compressão da turbina
Empuxo (thrust): força de reação que impulsiona a aeronave
Razão de passagem (bypass ratio): ar do fan que não passa pelo núcleo do turbofan
Estol de compressor: descolamento do fluxo nas palhetas do compressor

Glossário português–inglês

Português	Inglês técnico
Potência	Power
Rendimento	Efficiency
Taxa de compressão	Compression ratio
Motor alternativo	Reciprocating engine
Motor de turbina a gás	Gas turbine engine
Motor a reação	Jet / reaction engine
Turbina a gás	Gas turbine
Empuxo	Thrust
Ação e reação	Action and reaction
3ª Lei de Newton	Newton's third law
Cárter	Crankcase
Estrutura principal	Main structure
Liga de alumínio	Aluminum alloy
Eixo de manivelas	Crankshaft
Mancais principais	Main bearings
Cilindros	Cylinders
Acessórios	Accessories
Eixo de manivelas (virabrequim)	Crankshaft
Bielas	Connecting rods
Hélice	Propeller
Engrenagem de redução	Reduction gear
Contrapesos	Counterweights
Vibração	Vibration
Biela	Connecting rod
Pistão	Piston
Comum	Plain
Garfo-e-lâmina	Fork-and-blade
Mestra-e-articulada	Master-and-articulated
Motor radial	Radial engine
Combustão	Combustion
Anéis de compressão	Compression rings
Anéis de óleo	Oil rings
Parede do cilindro	Cylinder wall
Lubrificação	Lubrication
Cilindro	Cylinder
Câmara	Chamber
Ciclo	Cycle
Cabeça do cilindro	Cylinder head
Aletas de refrigeração	Cooling fins
Refrigeração a ar	Air cooling
Sede de válvula	Valve seat
Vela	Spark plug
Válvula de admissão	Intake valve
Válvula de escapamento	Exhaust valve
Mistura	Mixture
Gases	Gases
Haste oca	Hollow stem
Sódio metálico	Metallic sodium
Dissipar calor	Dissipate heat
Mancal	Bearing
Bronzina (deslizamento)	Plain bearing
Mancal de esferas	Ball bearing
Mancal de rolos	Roller bearing
Carga radial	Radial load
Carga axial / de empuxo	Axial / thrust load
Eficiência	Efficiency
Regime sônico	Sonic regime
Ponta da pá	Blade tip
Duto de entrada	Inlet duct
Compressor	Compressor
Recuperação de impacto	Ram recovery
Centrífugo	Centrifugal
Impelidor	Impeller
Axial	Axial
Rotor	Rotor
Estator	Stator
Razão de compressão	Compression ratio
Difusor	Diffuser
Velocidade do ar	Air velocity
Pressão estática	Static pressure
Câmara de combustão	Combustion chamber
Tipo lata	Can type
Anular	Annular
Lata-anular	Can-annular
Queima contínua	Continuous combustion
Turbina	Turbine
Gases quentes	Hot gases
Seção quente	Hot section
Seção de escapamento	Exhaust section
Bocal convergente	Convergent nozzle
Reversor de empuxo	Thrust reverser
Supressor de ruído	Noise suppressor
Seção de acessórios	Accessory section
Caixa de engrenagens	Accessory gearbox
Bomba de combustível	Fuel pump
Bomba de óleo	Oil pump
Gerador	Generator
FCU	Fuel control unit (FCU)
Ciclo de quatro tempos	Four-stroke cycle
Admissão	Intake
PMS (ponto morto superior)	TDC (top dead center)
PMA (ponto morto inferior)	BDC (bottom dead center)
Compressão	Compression
Potência (expansão)	Power (expansion)
Escapamento	Exhaust
Ordem de fogo	Firing order
Cilindros opostos	Opposed cylinders

Questões comentadas de Teoria e Construção de Motores

Cinco questões escolhidas entre as que mais caem, com gabarito comentado. As outras 55 do banco ficam dentro da plataforma.

1. Os pontos PMS e PMA (ponto morto superior e inferior) correspondem a:

As duas válvulas, de admissão e de escapamento, no cabeçote do cilindro
As posições extremas do pistão, no topo e no fundo do curso no cilindro
Os dois anéis principais do pistão, o de compressão e o de óleo do motor
Os dois magnetos do sistema de ignição dupla do motor alternativo

Gabarito: alternativa B — As posições extremas do pistão, no topo e no fundo do curso no cilindro

PMS é o pistão no topo do curso e PMA no fundo; entre essas posições ocorre cada tempo do ciclo.

⚠️ Pegadinha de prova: PMS/PMA = posições EXTREMAS do pistão (TDC/BDC).

2. Em um motor a turbina, a seção termicamente mais castigada é:

A turbina (seção quente), que recebe os gases logo após a combustão
O duto de entrada de ar, antes do primeiro estágio do compressor do motor
A seção de acessórios, que aciona as bombas e o gerador do motor
O compressor de baixa pressão, no primeiro estágio do motor a turbina

Gabarito: alternativa A — A turbina (seção quente), que recebe os gases logo após a combustão

A turbina recebe os gases quentes vindos da combustão; é a seção quente, a mais exigida termicamente.

⚠️ Pegadinha de prova: seção QUENTE = turbina; por isso EGT/ITT são limites críticos.

3. O motor alternativo produz potência por meio:

do movimento alternado (vai-e-vem) dos pistões dentro dos cilindros
da aceleração contínua dos gases produzidos por uma turbina a reação
da rotação de ímãs permanentes em torno de uma bobina geradora
da expansão de ar comprimido armazenado num reservatório de alta pressão

Gabarito: alternativa A — do movimento alternado (vai-e-vem) dos pistões dentro dos cilindros

Nos motores alternativos (ex.: Lycoming, Continental), os pistões se movem em vai-e-vem e esse movimento é convertido em rotação.

4. No tempo de admissão:

o pistão desce com a válvula de admissão aberta, entrando a mistura ar-combustível
o pistão sobe com as duas válvulas fechadas, comprimindo a mistura para a queima
o pistão para com a vela acionada, inflamando a mistura já comprimida no cilindro
o pistão sobe com a válvula de escape aberta, expulsando os gases queimados

Gabarito: alternativa A — o pistão desce com a válvula de admissão aberta, entrando a mistura ar-combustível

Na admissão o pistão desce, a válvula de admissão abre e a mistura ar-combustível entra no cilindro.

5. A ordem de ignição (firing order) de um motor define:

a sequência em que os cilindros queimam, para suavidade e equilíbrio
a sequência em que as válvulas abrem, para limpeza e enchimento
a sequência em que as velas faíscam, para potência e economia
a sequência em que os tanques alimentam, para alcance e autonomia

Gabarito: alternativa A — a sequência em que os cilindros queimam, para suavidade e equilíbrio

A sequência de queima é projetada para reduzir vibração e distribuir os esforços no virabrequim.

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