Por que os motores de pistão têm menor consumo de combustível com temperaturas mais altas?

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É muito comum encontrar no AFM / POH, Seção 5 da maioria dos aviões a motor a pistão (C152, C172, PA28, BE76, etc) gráficos que indicam o consumo de combustível para configurações de potência cruzeiro / economia.

Você notará que, em todos os casos, para um determinado conjunto de altitude de pressão, RPM e pressão do coletor (se a hélice de velocidade constante), o consumo de combustível dependerá do OAT. A questão é: por que o fluxo de combustível (em PPH ou GPH) diminui para temperaturas mais altas?

Eu deveria fazer sentido para mim que temperaturas mais altas (atmosfera quente) diminuiriam o desempenho geral do motor, como todos sabemos, já que o ar é menos denso, o que impacta diretamente na operação do motor. Se o desempenho do motor for degradado em um dia quente, por que queima menos combustível?

Todos os fabricantes publicam resultados semelhantes, mas não consigo descobrir uma explicação física para isso. Se você pudesse apontar uma referência oficial em qualquer livro, eu realmente apreciaria.

    
por Francesco C 12.01.2017 / 19:53

1 resposta

Eu não tenho uma referência, mas a física por trás não é tão complicada.

A chave é que você tem RPM constante, altitude de pressão constante e pressão de admissão constante.

Um motor suga muito ar, mas como o acelerador restringe o fluxo de ar na entrada, a pressão do ar entre o acelerador e o motor é baixa. Esta é a pressão de admissão 1 . No modo de marcha lenta, isto é, na aceleração quase fechada, a pressão é muito baixa, enquanto a plena aceleração, idealmente é igual à pressão ambiente. E em motores turboalimentados, é ainda maior que a pressão ambiente.

Finalmente, a pressão de admissão juntamente com o RPM e o deslocamento do motor é uma medida de quanto volume de ar <> é aspirado pelo motor por intervalo de tempo.

Como você mantém tudo constante, esse volume também é constante. Mas o ar mais quente é menos denso e contém menos moléculas de oxigênio por volume. Menos moléculas de oxigênio significa que menos combustível pode ser queimado. É por isso que o consumo de combustível é menor.
Mas também significa menos poder. Para compensar, o acelerador poderia ser aberto um pouco mais para deixar entrar um pouco mais de volume de ar. Isso também aumentaria a pressão do coletor. Mas se o acelerador já estiver totalmente aberto para obter o máximo. poder, você não pode abri-lo ainda mais. Então, max. a potência é menor em temperaturas mais altas.

1 ) NOTA: Para simplificar, estou falando de pressão absoluta aqui. O medidor na cabine mostra a subpressão no que diz respeito à pressão ambiente, portanto, um valor exibido alto significa uma pressão absoluta baixa. E como a pressão ambiente muda com a altitude, a pressão de admissão também, mesmo se o valor exibido for constante. O benefício disso é que o valor exibido é uma boa medida da potência em relação ao valor máximo. potência alcançável a essa altitude.

    
13.01.2017 / 23:25