Fluidos Hidráulicos

 Os líquidos dos sistemas hidráulicos são usados, primeiramente, para transmitir e distribuir potência a várias unidades a serem acionadas. Os líquidos são capazes de fazer isso por serem praticamente incompressíveis.

      A Lei de Pascal afirma que a pressão aplicada em qualquer parte de um líquido confinado é transmitida sem perda de intensidade para todas as outras partes deste fluido. 

Assim, se um número de passagens existe em um sistema, a pressão pode ser distribuída por todas elas através do líquido.

      Geralmente, o fabricante de dispositivos hidráulicos especifica o tipo de líquido mais apropriado para os seus equipamentos de acordo com as condições de funcionamento, o serviço requerido, as temperaturas esperadas no interior e no exterior dos sistemas, as pressões que o líquido deve suportar, as possibilidades de corrosão e outras condições que devem ser consideradas.

A pressão exercida em um ponto de uma massa liquida em equilíbrio é transmitido,

integralmente, a todos os outros pontos dessa massa.     

Sendo F1 o módulo da força aplicada ao êmbolo do cilindro de menor diâmetro, de  seção reta de área A1, e F2, o módulo da força do fluido sobre o êmbolo de maior  diâmetro, de seção reta de área  A2, como a pressão exercida pela força aplicada se  transmite integralmente a todos os pontos do fluido, temos:

     F1 / A1 = F2 / A2   ou seja:   F2 = ( A2 / A1 ) F1

     A força aplicada ao êmbolo de menor diâmetro aparece multiplicada no êmbolo de  maior diâmetro.

      Uma das mais importantes propriedades de qualquer fluido hidráulico é sua viscosidade, que é a resistência interna ao escoamento. Um líquido como a gasolina escoa facilmente (tem viscosidade baixa) enquanto que, um líquido como o alcatrão escoa lentamente (tem alta viscosidade). A viscosidade aumenta com a diminuição da temperatura.

      Um líquido satisfatório para um dado sistema hidráulico deve ser encorpado o suficiente para permitir uma boa vedação nas bombas, válvulas e pistões; mas não pode ser tão grosso que ofereça resistência ao escoamento, levando a perdas de potência e temperaturas de operação mais altas. Esses fatores se somarão à carga e ao desgaste

excessivo das partes. Um fluido muito fino também levará a um rápido desgaste das partes móveis ou de partes com altas cargas.

      A viscosidade de um líquido é medida com um viscosímetro. Existem vários tipos, mas o instrumento mais usado por engenheiros nos EUA é o viscosímetro universal de Saybolt

    Esse instrumento mede o tempo em que uma quantidade fixa de líquido (60cm²) leva para escoar através de um pequeno orifício de comprimento e diâmetro padrões a uma temperatura específica.

    Esse tempo é medido em segundos, e a viscosidade é expressa em SSU (segundos, Saybolt universal). Por exemplo, um certo líquido pode ter uma viscosidade de 80 SSU a 130º F.

      Estabilidade química é outra propriedade que é extremamente importante na seleção de um fluido hidráulico. É a habilidade do fluido de resistir a oxidação e deterioração por longos períodos. Todos os líquidos tendem a passar por transformações químicas, desfavoráveis sob condições severas de operação. Esse é o caso, por exemplo, quando um sistema opera por um período considerável a altas temperaturas.

     Temperaturas excessivas têm um grande efeito sobre a vida de um líquido. Deve ser notado que a temperatura do líquido, no reservatório de um sistema hidráulico em operação, nem sempre representa o estado verdadeiro das condições de operação. O líquido hidráulico médio tem baixa viscosidade. O líquido geralmente fica mais escuro, com viscosidade mais alta e com formação de ácidos.

Ponto de Ignição (Flash Point)

Ponto de ignição ("Flash point") é a temperatura na qual um líquido libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se momentaneamente, ou, espocar quando uma chama é aplicada. Um alto ponto de ignição é desejável para fluidos hidráulicos, uma vez que indica boa resistência a combustão e baixo grau de evaporação a temperaturas normais.

Ponto de fogo (Fire Point)

Ponto de fogo é a temperatura na qual uma substância libera vapor em quantidade suficiente para ignizar-se e para continuar a queimar, quando exposta a uma fagulha ou chama. Como o ponto de ignição, um alto ponto de fogo é requerido para os fluidos hidráulicos desejáveis.

Fluido à base de éster-fosfato

Fluidos hidráulicos não derivados de petróleo foram introduzidos em 1948 para obter-se resistência ao fogo, quando usados em aeronaves com motores a pistão de alta performance e em aeronave turboélice.

A resistência ao fogo desses fluidos foi testada pela vaporização sobre uma chama de maçarico de solda (6.000ºC). Não houve combustão, apenas alguns lampejos de fogo. Estes e outros testes provaram que fluidos não derivados do petróleo (SKYDROL) não sustentam a combustão. Ainda que eles possam queimar em temperaturas excessivamente altas, os fluidos SKYDROL não poderiam propagar o fogo porque a combustão estaria localizada na fonte de calor. Uma vez que a fonte de calor tenha sido removida ou o fluido afastado da fonte, não ocorrer à mais a queima ou combustão.

Fluido hidráulico à base de mineral

    O fluido hidráulico à base de mineral (MIL-H-5606) é processado do petróleo. Ele tem um odor similar ao óleo penetrante e a pigmentação vermelha. Selos de borracha sintética são usados com fluidos à base de petróleo. Não o misturamos com fluidos hidráulicos à base de éster fosfato ou base vegetal. Este tipo de fluido é inflamável.  

Esse tipo de fluido é empregado como agente de amortecimento e lubrificação no cilindro interno dos trens de pouso de grande parte das aeronaves, bem como nos sistemas hidráulicos de aeronaves de pequeno e medio porte.

   Devido à diferença na composição, fluidos à base de vegetal, petróleo ou éster fosfato não serão misturados. Os selos para cada tipo de fluido não são tolerantes aos fluidos dos outros tipos.

     Se o sistema hidráulico de uma aeronave for abastecido com o tipo de fluido errado, imediatamente drenamos e lavamos com jato forte o sistema, e mantemos o selo de acordo com as especificações do fabricante.

Compatibilidade com os matérias da Aeronave

Devido à base éster fosfato dos fluidos SKYDROL, as resinas termoplásticas, incluindo compostos de vinil, lacas nitrocelulose, pinturas à base de óleo, linóleo e asfalto, podem ser amolecidos quimicamente por fluidos SKYDROL.

   Contudo, essa ação química usualmente requer mais tempo que uma exposição momentânea. Respingos que sejam limpos com sabão e água não causam danos nesses materiais.

   O SKYDROL é uma marca registrada da Monsanto Company.

   O fluido SKYDROL é compatível com as fibras naturais e com um número de sintéticos, incluindo nylon e poliéster, os quais são usados extensivamente na maioria das aeronaves.

     Os selos de neoprene ou Buna-N, do sistema hidráulico de óleo à base de petróleo, não são compatíveis com SKYDROL e devem ser substituídos com selos de elastômetros de borracha butil ou etileno-propileno. Esses selos estão prontamente disponíveis em qualquer fornecedor aeronáutico homologado.