A parte do motor na qual a potência é desenvolvida é chamada de cilindro. O cilindro fornece uma câmara de combustão onde ocorre a queima e a expansão dos gases, e abriga o pistão e a biela. Há quatro fatores principais que precisam ser considerados no projeto e construção do conjunto do cilindro. Isso deve:
1. Seja forte o suficiente para suportar as pressões internas desenvolvidas durante a operação do motor.
2. Ser construído de um metal leve para manter o peso do motor baixo.
3. Têm boas propriedades de condução de calor para resfriamento eficiente.
4. Ser comparativamente fácil e barato de fabricar, inspecionar e manter.
A cabeça do cilindro de um motor refrigerado a ar é geralmente feita de liga de alumínio porque a liga de alumínio é um bom condutor de calor e seu peso leve reduz o peso total do motor. As cabeças dos cilindros são forjadas ou fundidas para maior resistência. A forma interna de uma cabeça de cilindro é geralmente semiesférica. A forma semiesférica é mais forte do que o design convencional e ajuda a uma eliminação mais rápida e completa dos gases de escape.
O cilindro usado no motor refrigerado a ar é do tipo válvula no cabeçote. Cada cilindro é um conjunto de duas partes principais: cabeça do cilindro e cilindro do cilindro. Na montagem, a cabeça do cilindro é expandida por aquecimento e depois aparafusada no cilindro do cilindro, que foi resfriado. Quando a cabeça esfria e se contrai e o cano aquece e se expande, o resultado é uma junta estanque ao gás. A maioria dos cilindros usados são construídos desta maneira usando uma cabeça de alumínio e um tambor de aço.
Cabeçotes dos cilindros
A finalidade do cabeçote é fornecer um local para a combustão da mistura ar/combustível e dar ao cilindro maior condutividade térmica para resfriamento adequado. A mistura combustível/ar é inflamada pela faísca na câmara de combustão e começa a queimar quando o pistão se desloca em direção ao ponto morto superior (topo de seu curso) no curso de compressão. A carga inflamada está se expandindo rapidamente neste momento e a pressão está aumentando de modo que, à medida que o pistão passa pela posição do ponto morto superior, ele é acionado para baixo no curso de força. As portas das válvulas de admissão e escape estão localizadas no cabeçote junto com as velas de ignição e os mecanismos de acionamento das válvulas de admissão e escape.
Depois que o cabeçote é fundido, as buchas das velas de ignição, guias das válvulas, buchas dos balancins e sedes das válvulas são instaladas no cabeçote. As aberturas das velas de ignição podem ser equipadas com buchas de bronze ou aço que são encolhidas e aparafusadas nas aberturas. As pastilhas de vela de ignição Heli-Coil de aço inoxidável são usadas em muitos motores atualmente fabricados. As guias de válvula de bronze ou aço são geralmente encolhidas ou aparafusadas em aberturas perfuradas na cabeça do cilindro para fornecer guias para as hastes das válvulas. Estes estão geralmente localizados em um ângulo com a linha central do cilindro. As sedes das válvulas são anéis circulares de metal endurecido que protegem o metal relativamente macio da cabeça do cilindro da ação martelada das válvulas (à medida que abrem e fecham) e dos gases de escape.
As cabeças dos cilindros dos motores refrigerados a ar estão sujeitas a temperaturas extremas; portanto, é necessário fornecer uma área de aleta de resfriamento adequada e usar metais que conduzam calor rapidamente. As cabeças dos cilindros dos motores refrigerados a ar são geralmente fundidas ou forjadas. A liga de alumínio é usada na construção por várias razões. É bem adaptado para fundição ou para a usinagem de aletas profundas e espaçadas, e é mais resistente que a maioria dos metais ao ataque corrosivo do chumbo tetraetila na gasolina. A maior melhoria no resfriamento do ar resultou da redução da espessura das aletas e do aumento de sua profundidade. Desta forma, a área da aleta foi aumentada em motores modernos. As aletas de resfriamento afunilam de 0,090" na base para 0,060" na extremidade da ponta. Devido à diferença de temperatura nas várias seções da cabeça do cilindro, é necessário fornecer mais área de aleta de resfriamento em algumas seções do que em outras. A região da válvula de escape é a parte mais quente da superfície interna; portanto, mais área de aleta é fornecida ao redor da parte externa do cilindro nesta seção.
Tambores Cilindros
O tambor do cilindro no qual o pistão opera deve ser feito de um material de alta resistência, geralmente aço. Deve ser o mais leve possível, mas ter as características adequadas para operar sob altas temperaturas. Deve ser feito de um bom material de rolamento e ter alta resistência à tração. O cilindro do cilindro é feito de uma liga de aço forjado com a superfície interna endurecida para resistir ao desgaste do pistão e dos anéis do pistão que se apoiam contra ele. Esse endurecimento geralmente é feito expondo o aço a amônia ou gás cianeto enquanto o aço está muito quente. O aço absorve nitrogênio do gás, que forma nitretos de ferro na superfície exposta. Como resultado deste processo, o metal é dito ser nitretado. Esta nitretação penetra na superfície do cano apenas alguns milhares de polegadas. À medida que os tambores dos cilindros se desgastam devido ao uso, eles podem ser reparados por cromagem. Este é um processo que coloca cromo na superfície do cilindro do cilindro e o traz de volta às novas dimensões padrão. Cilindros cromados devem usar anéis de ferro fundido. Afiar as paredes do cilindro é um processo que o leva às dimensões corretas e fornece um padrão de hachura para assentar os anéis do pistão durante o amaciamento do motor. Alguns cilindros do motor são estrangulados na parte superior ou são menores em diâmetro para permitir a expansão do calor e o desgaste.
Em alguns casos, o cano tem roscas na superfície externa em uma extremidade para que possa ser parafusado na cabeça do cilindro. As aletas de resfriamento são usinadas como parte integrante do barril e têm limites de reparo e manutenção.
Numeração do Cilindro
Ocasionalmente, é necessário referir-se ao lado esquerdo ou direito do motor ou a um determinado cilindro. Portanto, é necessário conhecer as direções do motor e como os cilindros de um motor são numerados. A extremidade do eixo da hélice do motor é sempre a extremidade dianteira e a extremidade acessória é a extremidade traseira, independentemente de como o motor é montado em uma aeronave. Ao se referir ao lado direito ou esquerdo de um motor, sempre assuma que a visão é da extremidade traseira ou do acessório. Como visto a partir desta posição, a rotação do virabrequim é referida como no sentido horário ou anti-horário.
Cilindros de motor em linha e tipo V são geralmente numerados a partir da parte traseira. Nos motores em V, os bancos de cilindros são conhecidos como banco direito e banco esquerdo, vistos da extremidade do acessório. A numeração dos cilindros do motor oposto mostrado começa com a traseira direita como No. 1 e a traseira esquerda como No. 2. A dianteira do No. 1 é o No. 3; o da frente do nº 2 é o nº 4, e assim por diante. A numeração dos cilindros opostos do motor não é padrão. Alguns fabricantes numeram seus cilindros pela parte traseira e outros pela frente do motor. Consulte sempre o manual do motor apropriado para determinar o sistema de numeração usado por esse fabricante.
Os cilindros radiais do motor de fileira única são numerados no sentido horário quando vistos de trás. O cilindro nº 1 é o cilindro superior. Nos motores de duas filas, é utilizado o mesmo sistema. O cilindro nº 1 é o mais alto da fila traseira. O cilindro nº 2 é o primeiro no sentido horário a partir do nº 1, mas o nº 2 está na primeira fila. O cilindro nº 3 é o próximo no sentido horário ao nº 2, mas está na fila traseira. Assim, todos os cilindros ímpares estão na fila traseira e todos os cilindros pares estão na primeira fila.
