Potência ao freio (BHP)

O cálculo da potência indicada, discutida no parágrafo precedente, é a potência teórica de um motor sem atrito.

A potência total pedida para vencer o atrito tem que ser subtraída da potência indicada, para chegar à potência real entregue à hélice.

A potência entregue para a hélice para trabalho útil é conhecida como B.H.P. (potência ao freio).

A diferença entre potência indicada e potência ao freio é conhecida como potência de atrito, a qual é a potência requerida para vencer as perdas mecânicas, tais como a ação de bombeamento e atrito dos êmbolos e de todas as partes móveis.

Na prática, a medição do BHP de um motor envolve a medição de variáveis, conhecidas como torque ou momento de torção.

Torque é o produto de uma força pela distância dessa força, ao eixo sobre o qual ela atua, ou:

TORQUE = FORÇA x DISTÂNCIA (A 90º DA FORÇA)

Torque é uma medida de carga, expressa em libra-polegada (Ib.pol.) ou libra­pé, e não deverá ser confundida com trabalho, que é expresso em polegada-libra (pol.lb) ou pé-libra (pé.lb).

Existe uma quantidade de dispositivos para medição de torque, da qual o freio de Prony, o dinamômetro e o torquímetro são exemplos.

O freio de Prony é um desses dispositivos típicos, o qual mede a potência de saída disponível de um motor na bancada de teste.

Ele consiste essencialmente em um anel articulado ou freio, o qual pode ser preso a um tambor estriado preso ao eixo da hélice.

O anel e o tambor formam um freio de atrito, o qual pode ser ajustado por meio de uma roda.

Um braço de alavanca de comprimento conhecido, é rigidamente ligado ao anel estriado ou constitui parte do mesmo, e termina num ponto onde se apóia num conjunto de balança.

À medida que o eixo gira, tende a girar também o anel estriado, sendo impedido pelo braço de alavanca que se apóia na balança. A escala da balança mostra a leitura da força necessária para impedir o movimento do braço. O produto resultante será o torque exercido pela rotação do eixo.

Exemplo: Se uma balança registra 200 Ib, e o comprimento do braço for 3,18 pés; o torque exercido pelo eixo será:

200 Ib x 3,1 8 pés = 636 lbs.pé

Uma vez conhecido o torque, o trabalho produzido por rotação do eixo da hélice pode ser registrado sem dificuldade por meio da equação:

Trabalho por rotação = 2¶ x Torque.

Se o trabalho pm rotação for multiplicado pela RPM, o resultado será trabalhado por minuto ou

potência. Se o trabalho for expresso em lb.pé por minuto, esse valor será dividido por 33.000; o resultado será a potência ao freio do eixo. Em outras palavras:

Potência = Trabalho por rotação x RPM E BMP

= Trabalho por rotação x RPM / 33000
COMPRIMENTO DO BRAÇO (PE) x RPM / 33000

ou BHP =  2¶ x força indicada na balança (LBS)

Exemplo:

Dados:

Força na balança = 200 Ibs

Comprimento do braço = 3.18 pés

RPM = 3.000

¶ = 3,1416

Encontro BHP

Substituindo na equação

BHP = 6,2832 x 200 x 3,18 x 3.000  /  33.000  =  363,2

BHP = 363

Enquanto o atrito entre o anel freio e o tambor do eixo da hélice for suficiente para impor uma carga aplicável ao motor, porém insuficiente para provocar sua parada, não será necessário conhecer o valor do atrito entre o anel e o tambor para calcular o BHP. Se não houvesse carga imposta, não haveria torque a ser medido e o motor sofreria um "disparo".

Se a carga imposta for tão grande que cause o estol do motor, pode haver considerável torque a ser medido, mas não haverá RPM. Nesse caso é impossível medir o BHP do motor.

Contudo, se existir um atrito razoável entre o tambor-freio e o anel, e a carga for aumentada, a tendência do eixo da hélice de conduzir o anel e o braço aumenta, impondo dessa forma, maior força à balança.

Enquanto o aumento de torque for proporcional à diminuição de RPM, a potência liberada no eixo permanece inalterada. Isso pode ser visto da equação na qual 2¶ e 33.000 são constantes e torque e RPM são variáveis.

Se a alteração na RPM for inversamente proporcional à alteração no torque, seu produto irá permanecer inalterado. Dessa forma, o BHP permanecerá, também, inalterado.

Isso é importante porque mostra que a potência é função tanto do torque quanto da RPM, e pode ser alterada, alternando-se o torque, a RPM ou ambos.

 

Fonte: Manual de Mecânico de Manutenção Aeronáutica - Grupo Motopropulsor - DAC. Fotografias, acréscimos ao texto original e notas - Marcos Ramon da Silva.

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