MÓDULO I SISTEMAS Y GENERALIDADES

MODULO 1 PROPULSIÓN

MÓDULO I SISTEMAS Y GENERALIDADES

Generalidades.

Motor aeronáutico

Un motor aeronáutico o motor de aviación es aquel que se utiliza para la propulsión de aeronaves mediante la generación de una fuerza de arrastre.

Existen distintos tipos de motores de aviación, aunque se dividen en dos clases básicas: motores recíprocos —o de pistón— y de turbina de gas. Recientemente y gracias al desarrollo de la NASA y otras entidades, se ha comenzado también la producción de motores eléctricos para aeronaves que funcionen con energía solar fotovoltaica.

Gracias al ciclo Otto se inventó el motor de combustión interna, que sería aplicado a la incipiente aeronáutica de finales del siglo XIX. Estos motores, enfriados por agua, generaban potencia por medio de una hélice. La hélice, debido a sus palas alabeadas, propulsaba la masa de aire circundante, arrastrando al aeroplano hacia adelante, produciendo el vuelo. En 1903, los hermanos Wright lograron realizar el sueño casi imposible de hacer volar un artefacto más denso que el aire.

Los motores se perfeccionaron con el tiempo, logrando aprovechar su potencia para luego ser montados en los primeros aviones de transporte y militares, como los de la Primera Guerra Mundial.

De los descubrimientos en la física y la mecánica de fluidos, se tomó el principio de

Bernoulli, teorema en el que se fundarían las bases para la invención de los cohetes

motores a reacción a ser utilizados en los aviones de combate en la Segunda Guerra Mundial.

Más tarde, vendría el gran cambio a los motores a reacción, que en un inicio fueron motores Straight Jet, es decir, de flujo de aire directo, (no poseían fan) y desplazaron por completo a finales de los años 50's el desarrollo de grandes aviones con motor a pistón por aviones a reacción con gran autonomía y velocidad.

La industria del motor de aviación ha dado un gran salto tecnológico; hoy se emplean los motores turbofanes en aviones comerciales. Para los aviones de combate se ha mejorado su rendimiento, con motores turbofán de baja derivación y postcombustión (postquemador), aumentando el empuje de los motores durante situaciones específicas mediante la aspersión de combustible al aire caliente entre la turbina y la tobera de escape.

En la aviación moderna se emplean básicamente dos tipos de motores, los de turbofán y los de turbohélice. Si bien, en la aeronáutica también se emplean motores con combustibles sólidos, los montados en aviones, tanto comerciales como militares, emplean combustibles líquidos.

En la aviación civil, dentro de la categoría de aviación general que abarca aviones que no superan ciertas dimensiones o configuraciones de potencia, son usuales los motores de combustión interna que no se basan en el principio de las turbinas de gas sino en el movimiento alternativo de pistones, que han tenido una evolución relativamente lenta desde que el motor a pistón perdió su protagonismo como sistema propulsor principal de todo tipo de aviones a comienzos de la década de 1960.

En la categoría de aviación privada y de negocios conviven aviones propulsados

por turbohélice y turbofán, que no llegan a las dimensiones de los aviones

comerciales (con excepciones como el Boeing BBJ) y se ubican como intermedio

entre la aviación general y la de grandes aviones de pasajeros; en esta categoría

se proyectan motores turbofán cada vez más compactos que permitan mejorar el

rendimiento aerodinámico y la eficiencia de combustible (para aumentar la velocidad

y autonomía) mientras que los turbohélice se han diversificado en innumerables soluciones de aviones utilitarios e incluso de entrenamiento militar (por ej.

monomotores de Embraer y Pilatus)

Muchos de los primeros aviones turbohélice de aviación general nacieron como un

salto natural al sustituir el motor a pistón por el motor a reacción, así que no es

extraño que existan métodos de conversión o que compañías como Cessna y Piper

hayan ofrecido modelos con dicha evolución; sin embargo este cambio o aumento

en sus prestaciones representa también un aumento en el costo operativo y uso de

combustible, así que muchos de los aviones desarrollados con turbohélice para

aviación general desde mediados de la década de 1970 hasta mediados de 1980

desaparecieron rápidamente, mientras que en aplicaciones comerciales de mayor

tamaño el relativo menor costo operativo de un turbohélice frente a un

turboventilador ha permitido el florecimiento de aviones utilitarios de pequeño y

mediano tamaño (como la longeva familia de Beechcraft King Air, el exitoso

Lockheed C-130 Hercules o el reciente transporte militar Airbus A400M) y de

aerolíneas regionales que ofrecen vuelos cortos y de conexión a bajo costo, un

mercado que cada vez se hace más grande y cuenta con mayores desarrollos de

potencia y capacidad (como el reciente Bombardier Q series) en la que también

compiten aviones derivados de la aviación privada que, con motores turbofán más

potentes, han podido diseñarse para transportar una cantidad intermedia de

pasajeros en jets relativamente pequeños y distancias cortas.

ATA 100

La ATA 100 contiene la referencia al sistema de numeración ATA, que es un estándar de referencia común para la documentación de aeronaves comerciales.

Este aspecto común permite una mayor facilidad de aprendizaje y comprensión para pilotos, técnicos de mantenimiento de aeronaves e ingenieros. El sistema de numeración estándar fue publicado por la Asociación de Transporte Aéreo el 1 de junio de 1956. A pesar de que el sistema de numeración de la ATA 100 ha sido reemplazado, continuó siendo ampliamente utilizado hasta que quedó desfasado en 2015, especialmente en documentación para aeronaves de aviación general, en mensajes de fallas de aeronaves (para la resolución de problemas y reparaciones post-vuelo) y electrónica y en manuales impresos.

La Tabla de Códigos del Conjunto Sistema/Componente de la Aeronave (Joint Aircraft System/Component – JASC) era una versión modificada del código de la Especificación 100 de la Asociación de Transporte Aéreo de América (Air Transport Association of America – ATA). Fue desarrollado por la División de Apoyo Regulatorio (AFS-600) de la FAA. Esta tabla de códigos fue construida mediante el uso del nuevo formato de cuatro dígitos del código JASC, así como con el uso de un título de código abreviado. Los títulos abreviados han sido modificados en algunos casos para clarificar el uso previsto del código adjunto. La versión final del código JASC/ATA 100 fue publicado por la FAA en 1999.

En el 2000, el Comité de Información Técnica y Comunicaciones de la ATA (TICC)

desarrolló una nueva especificación consolidada para la industria de la aviación

comercial, la ATA iSpec 2200. Dicha especificación incluye un enfoque de toda la

industria para el sistema de numeración de aeronaves, así como el formato y los

estándares de contenidos de información para la emisión de documentos. Los

objetivos principales de la nueva especificación son la minimización de costos y

esfuerzo invertidos por operadores y fabricantes, la mejora de la calidad y la

puntualidad relativas a la información y la facilitación de la entrega de datos por

parte de los fabricantes que satisfagan las necesidades operacionales de las

aerolíneas. Recientemente, la comunidad aeronáutica internacional desarrolló el

estándar S1000D, una especificación XML para la preparación, la gestión y el uso del mantenimiento de los equipos y de la información de operaciones.

El aspecto único de los números de los capítulos reside en su relevancia para toda aeronave. Por lo tanto, un número de referencia de capítulo para un Boeing 747 será el mismo que para cualquier otra aeronave Boeing, un BAe 125 y una aeronave de Airbus. Ejemplos de esto incluyen Oxígeno (Capítulo 35), la Potencia Eléctrica (Capítulo 24) y Puertas (Capítulo 52).

El nombre del código nace de la asociación del transporte aéreo, quien en 1999 lo público para crear el estándar en los datos técnicos de las aeronaves, y el numero 100 va en base a los capítulos con los que cuenta, aunque no son 100 son 95.

la razón de que se le llame código ATA 100 es que existe otro código ATA, el ATA iSpec 2200 que engloba las normas de Información para los manuales de aviación.

La diferencia entre uno y otro es sencilla, el ATA 100 es básicamente un índice de sistemas y procedimientos, y el ATA iSpec 2200 es un listado de los datos que deben contener los manuales.

El código está dividido en capítulos, cada capítulo es un sistema o algún procedimiento especifico:

00: Generalidades 02: Peso y balance 03: Equipo mínimo

04: Airworthiness Limitations 05: Límites de tiempo

06: Dimensiones y áreas

07: Levantamiento y anclaje

08: Nivelación y peso

11: Letreros y señalamientos 12: Servicios

14: Herramientas

15: Entrenamientos Externos 16: Equipo de soporte en tierra 17: Equipo auxiliar

18: Vibración y ruido 19: Reparación estructural 20: Prácticas estándar 21: Aire acondicionado 22: Piloto automático 23: Comunicaciones 24: Sistema eléctrico 25: Equipo y accesorios 26: Protección contra fuego 27: Controles de vuelo 28: Combustible 29: Sistema hidráulico

30: Protección contra hielo y lluvia

31: Sistema de indicaciones e instrumentos de grabación 32: Tren de aterrizaje

33: Luces 34: Navegación 35: Oxigeno

36: Sistema Neumático

37: Presión y vacío 38: Aguas y desechos

39: Electrical/electronic panel 41: Water ballast

45: Central main system 46: Información del sistema

49: Unidad de potencia auxiliar (UPA) 50: Aire

51: Estructuras 52: Puertas 53: Fuselaje

54: Pilones y barquillas 55: Estabilizadores 56: Ventanas 57: Alas

60: Practicas Estándar de hélices y rotores 61: Hélices y propulsores

62: Rotores

63: Impulsor del rotor 64: Rotor de cola

65: Impulsor de rotor de cola 66: Palas plegables y pilones 67: Controles de vuelo del rotor 70: Prácticas estándar del motor 71: Planta motriz

72: Turbinas y turbo hélices(motor)

73: Sistema de combustible de motor

76: Controles de motor 77: Indicadores de motor 78: Escape

79: Lubricación 80: Arranque

81: Turbina de motor recíproco 82: Inyección de agua

83: cajas de engranes de accesorios 84: Incremento de la propulsión 91: Gráficos y diagramas

95: Equipamiento especial

1.3 FUNDAMENTO DE LOS MOTORES RECÍPROCOS

Figura 1. Motor reciproco como propulsor de aeronaves

Desde los inicios de la aviación los motores recíprocos también conocidos como motores alternativos (por su forma de trabajo), son la base para el impulso de las aeronaves. En tiempos, más actuales el motor turborreactor a desplazado a este elemento propulsor pero se sigue utilizando en aeronaves pequeñas; tales como ultraligeros; así mismo, otras compañías se dedican a la construcción de motores recíprocos más grandes utilizados para aeronaves de gran envergadura, entre los constructores de este tipo de motores esta: Arrow, Avco Lycoming, Avia, Catic, Cuyuna entre otros.

La figura 1 muestra el uso del motor reciproco como propulsor en una aeronave.

El dibujo de la figura 2 se aprecia un motor de seis cilindros tipo opuesto utilizado

en la industria aeronáutica.

Figura 2. Motor reciproco utilizado en aviones

Dada la importancia del estudio para el mantenimiento de las aeronaves y esencialmente de los motores, podemos definir a un motor como toda máquina capaz de transformar energía de cualquier tipo, ya sea química, neumática, hidráulica, eléctrica o térmica, en trabajo mecánico.

Como los motores térmicos o de combustión interna son los que se emplean en el uso de las aeronaves y de algunos otros medios de transporte, se puede determinar que un motor térmico, es aquel que provoca y utiliza la energía liberada por la combustión, de una sustancia (combustible) para transformarla mecánicamente en un trabajo dinámico aprovechable.

Existen diferentes clasificaciones para motores de los cuales definiremos dos; los cuales son:

Motores de combustión externa

Es el tipo de motor en el cual la combustión es llevada a cabo fuera del cilindro de

trabajo, citando como ejemplo una caldera, en la cual el combustible se consume

para calentar agua y obtener de esta forma vapor a presión para la realización de un trabajo en un cilindro de trabajo.

Motor de combustión interna

En este tipo de motor el combustible es mezclado con el aire y es consumido dentro del cilindro de trabajo. El empuje que produce genera el incremento de la presión al quemarse el combustible en el cilindro, empujando el émbolo o pistón, que transmite ese movimiento por medio de una biela al cigüeñal, que transforma el movimiento rectilíneo del embolo en un movimiento circular.

El motor más utilizado en aviación es el de combustión interna del cual tenemos diferentes ciclos termodinámicos de trabajo tales como el ciclo Otto, el cual se caracteriza por ser un proceso en que la combustión se produce por la mezcla aire/combustible a una presión aproximadamente constante (expansión adiabática) dado que el pistón se desplaza hacia abajo mientras se realiza el ciclo de trabajo.

Hay dos tipos de motores Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este, junto con el motor Diesel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

Los motores de aviación han fijado el uso de materiales ligeros enfriados por aire colocando los cilindros opuestos a la acción directa del aire de impacto.

Logrando con esto que el sistema de enfriamiento por líquidos quede en desuso en estos motores. En la actualidad se ha logrado que los motores de aviación tengan un peso de 1.2 lb (544 gr.) por cada caballo de fuerza desarrollado.

CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES RECÍPROCOS

Los motores recíprocos se clasifican por:

3. Ciclo de trabajo.

4. Numero de cilindros y tipo de encendido.

5. Según el combustible empleado.

6. Según la carrera del pistón.

7. Según el sistema de alimentación.

1. Por el tipo de motor

Los motores se dividen en radiales, opuestos (en Tándem), en V, X, W y lineales, en las siguientes figuras tenemos un ejemplo de los motores más utilizados.

Figura 3. Motor radial

Figura 4. Motor en línea

Figura 5. Motor en V

Figura 6. Motor de cilindros opuestos

2. Tipo de enfriamiento

El enfriamiento de los motores recíprocos en las aeronaves está dado por medio del

aire de impacto utilizando aletas de enfriamiento ya que la hélice empuja el flujo de

aire hacia el motor. Otro tipo de enfriamiento menos utilizado en este ramo es

utilizando agua que pasa a través de un radiador; este tipo de enfriamiento es más

utilizado en los automóviles.

Existen diferentes ciclos de trabajo para los motores de embolo los más comunes son el de cuatro tiempos y de dos tiempos conocidos como ciclo Otto (encendido por chispa) y el Diesel (encendido por compresión) de los cuales explicaremos el funcionamiento más adelante.

4. Numero de cilindros y tipo de encendido

El número de cilindros que tiene un motor varía desde: 1, 2, 4, 6, 8 que se encuentran colocados en línea, en V y opuestos, del tipo radial se tienen 7, 9,12 y 14 cilindros.

El tipo de encendido viene dado según la configuración del motor como se muestra en la figura 7 el tiempo de encendido esta dado por el número de cilindros y el proceso en el cual se encuentre.

Figura 7. Tiempos de encendido con respecto a su proceso realizado.

Figura 8. Tiempo de encendido

5. Según el combustible empleado

Podría ser líquido, o gaseoso

6. Según la carrera del pistón.

De dos tiempos (realizando en un solo giro del cigüeñal los cuatro procesos del ciclo

Otto)

ciclo Otto)

7. Según el sistema de alimentación.

Motores de aspiración normal (atmosféricos).

Motores sobrealimentados (turbo, compresor).

1.4 PARTES PRINCIPALES DE LOS MOTORES RECÍPROCOS.

Figura 9. Partes principales del motor reciproco

La siguiente figura muestra las partes principales de un motor de combustión

interna; en este caso observamos los componentes de un motor de 6 cilindros

opuesto, uno de los motores más utilizados en aviación.

Cilindro

El cilindro es la parte del motor en donde se efectúa la transformación de energía calorífica en trabajo mecánico y por lo tanto su fabricación debe de ser de gran precisión y materiales de calidad.

El cilindro consiste en dos partes principales que son la cabeza (fabricada de aluminio) y el barril o cuerpo (fabricado de acero) estas dos partes son maquinadas con aletas que forman parte integral de la cabeza y el cilindro para disipar más rápidamente el calor generado dentro del cilindro.

En la parte superior del cilindro se encuentran instaladas las válvulas de admisión y escape, sus guías, balancines, y pernos. En la mayoría de los cilindros se puede reconocer la localización de las válvulas de escape por tener una mayor cantidad de aletas de enfriamiento.

Cada cilindro lleva dos bujes para insertar las bujías dos cajas donde van instalados los balancines, uno para la válvula de admisión y otro para la válvula de escape y el cilindro en forma general queda sujetado al Carter por medio de Birlos y tuercas por su brida.

Culata

Es la parte superior de la cámara de combustión del cilindro de un motor alternativo.

Las culatas deben soportar relaciones de compresión elevadas, debido a la

conductividad térmica del aluminio, son de este material o de cobre.

Válvulas de admisión y escape

Dichas válvulas son diferentes en su fabricación, la válvula de admisión tiene una base con mayor diámetro que la de escape, las válvulas internamente tienen un núcleo de sodio para mejor disipación del calor, algunas válvulas son huecas; los fabricantes advierten que estas válvulas no deben tratar de abrirse o de cortarse debido ala explosión que ocurre al mezclarse la sal de sodio con el aire.

Figura 11. Partes de las válvulas

Pistón o Embolo

El pistón es la parte del motor que efectúa el movimiento reciproco necesario para el ciclo de trabajo. Son fabricados de aluminio con ranuras para recibir los anillos (la función de los anillos es hacer un cierre hermético de la cámara de combustión y son fabricados de hierro dulce) los anillos o segmentos, se dividen en:

• Anillo de compresión

• Anillo de control de aceite

• Anillo raspador

Anillo de compresión:

Tiene la finalidad de evitar que la combustión de la mezcla de aire-combustible se pierda yéndose hacia el interior del motor.

Anillo de control de aceite o lubricación:

Viene acanalado y con orificios, dentro del canal se encuentra un resorte que tiene la función de expandir el anillo asía las paredes del cilindro. La función específica de este anillo es dejar una capa de aceite lubricante en las paredes del cilindro

Anillo raspador:

Tiene como objetivo quitar el exceso de aceite que se pueda encontrar en las mismas paredes del cilindro.

Figura 12. Partes del embolo

Cámara de combustión

Es la zona superior del cilindro comprendida entre el punto muerto superior y el interior de la culata, en donde tiene lugar la combustión de la mezcla aire combustible.

La forma de la cámara de combustión tiene relación con el rendimiento del motor.

Bujía

La bujía es el componente que, por medio de una chispa eléctrica, inflama los gases, cuya rápida combustión impulsa el pistón hacia abajo.

Perno de pistón

El perno del pistón está construido de acero y es la parte que une al pistón con la biela.

Biela

Esta transmite el empuje del pistón al cigüeñal y en su trabajo combinado,

transforma el movimiento reciproco del pistón en movimiento circular en el cigüeñal

y que será transmitido a la hélice. Deben ser de un a construcción lo suficientemente

resistente para soportar todos los esfuerzos a que se somete y al mismo tiempo ser

ligeras como para conservar un bajo peso por caballo desarrollado.

Figura13. Partes del cilindro

Cigüeñal

Es la parte estructural del motor que soporta mayores esfuerzos. Trasforma por acción de pistones y bielas el movimiento reciproco de estos en movimiento circular que transmite el movimiento a la hélice.

El cigüeñal puede ser de una o más partes, según el tipo de fabricación. Cuando el cigüeñal no es desarmable como en el caso de algunos motores radiales, la biela maestra debe ser desarmable.

Carter

Las partes que forman el carter se utilizan para soportar las piezas del motor fijas o móviles y que a la vez sirven como cubierta para el polvo y forma un receptáculo cerrado para mantener el aceite sin contaminación. Esta sección del carter es ligera de peso, debe ser lo suficientemente resistente para soportar al cigüeñal con los esfuerzos que sufre y soporta en su trabajo, a los cilindros, el jalón de la hélice así como transmitir este jalón al fuselaje.

Generalmente las secciones del carter se construyen de aluminio, de acero y de aleaciones de magnesio

Figura 14. Partes internas del motor reciproco Árbol de levas

El cigüeñal está conectado mediante engranajes u otros sistemas al llamado árbol

de levas, que abre y cierra las válvulas de cada cilindro en el momento oportuno.

Figura 15. Árbol de levas y cigüeñal Balancines

Son los dispositivos intermedios entre la leva y el extremo del vástago de la válvula para accionamiento de esta.

Figura 16. Balancín, varilla y leva Reductor de velocidad de la hélice

Es el conjunto de engranes entre el cigüeñal y la hélice, que tiene por objeto reducir

la velocidad de ésta respecto al cigüeñal. Tiene la función de mantener altas

revoluciones en el cigüeñal, aumenta la potencia y, la reducción de velocidad de la

hélice además, evita la disminución del rendimiento del motor.

Figura 17. Caja reductora

Hélice

La potencia necesaria para hacer girar la hélice es proporcionada por el motor. La hélice está fijada directamente al cigüeñal en motores de poca potencia, pero en motores de alta potencia, está fijada al árbol de la hélice el cual por lo general es engranado al cigüeñal a través del sistema de reducción.

El aspa de una hélice aérea tiene una sección en cruz similar a la de un ala desde el punto de vista aerodinámico y, al impulsarse en el aire, produce un movimiento de ascenso y arrastre, perpendicular y paralelo a la velocidad del aire relativa a la sección del aspa

Figura 18. Secciones de la Hélice

Se llama carburador al dispositivo utilizado con este fin en los motores Otto. En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se conduce a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. Muchos motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta los gases producidos en la combustión.

Figura 19. Partes principales del carburador

1.5 FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES RECIPROCOS

El ciclo más utilizado para motores de aviación tipo reciproco es el ciclo de encendido por chispa o ciclo Otto.

Figura 20. Cámara de combustión

Consideremos una cámara de combustión constituida por un cilindro cerrado, de un lado, por una culata y del otro por un pistón. Introduzcamos en el cilindro, a través de una válvula de admisión en la culata, una mezcla gaseosa altamente explosiva de aire y combustible que es aspirada por un movimiento del pistón hacia abajo.

Ejerzamos seguidamente una presión sobre la mezcla, haciendo que el pistón suba

hacia la culata, la mezcla comprimida sufrirá no solo un aumento de presión sino

que también experimentara un aumento en su temperatura; enseguida un poco

antes de que el pistón alcance su punto más alto de acercamiento con la culata,

hagamos saltar en el interior de la mezcla una chispa eléctrica, producida por una

bujía de encendido, esta chispa inflama primariamente la mezcla antes de que esta

explote y se consuma de forma instantánea; la explosión de la mezcla produce un

aumento de volumen y presión, de los gases resultados de la combustión cuya

fuerza rechaza violentamente al pistón moviéndolo hacia abajo; después los gases

de la combustión son liberados del interior del cilindro por medio de una válvula de

escape en la culata, y por un movimiento nuevamente ascendente del pistón, debido

a la inercia o por el movimiento de uno o más pistones secundarios unidos a este

que sen encuentren en una fase de explosión.

Figura 21. Partes del motor reciproco

Ciclo de trabajo de un motor reciproco

El motor de 4 tiempos necesita de un movimiento de dos vueltas del cigüeñal (720 grados) para completar un ciclo de trabajo. El embolo tiene dentro del cilindro un movimiento alternativo de la parte superior a la parte inferior que corresponde a 180 grados del cigüeñal.

El recorrido del embolo del punto muerto alto al punto muerto bajo o viceversa se llama carrera y cada tiempo del ciclo teórico corresponde a 180 grados del giro del cigüeñal.

Para explicar el ciclo de 4 tiempos se considera:

El tiempo de admisión

Como el inicio del trabajo del motor. La válvula de admisión se ha abierto mientras el embolo inicia su carrera del punto muerto alto al punto muerto inferior estando la válvula de escape cerrada. El movimiento descendente del embolo provoca una presión negativa dentro del cilindro que al estar abierta la válvula de admisión succiona la mezcla del inyector (combustible y del múltiple de admisión la masa de aire) al llegar el pistón al punto muerto bajo se cierra la válvula de admisión completando así los primeros 180 grados y la válvula de escape permanece cerrada.

Tiempo de compresión

El pistón inicia ahora su recorrido ascendente del punto muerto bajo a su punto muerto alto con ambas válvulas cerradas resultando la mezcla comprimida al ir subiendo el pistón.

Este tiempo de compresión termina al llegar el embolo a su punto muerto alto con un giro total de 360 grados del cigüeñal completando así su primera vuelta.

El evento de encendido en la carrera de compresión y pocos grados antes de que esta termine se enciende la bujía produciendo una chispa de intensidad suficiente que provoca la inflamación de la mezcla comprimida.

Tiempo de explosión

El tiempo de explosión también llamado tiempo de fuerza o tiempo motor y estando el pistón en su punto muerto superior con ambas válvulas cerradas y la mezcla ya encendida se produce en el interior del cilindro un gran aumento de temperatura y presión por la explosión de la mezcla de combustible. Esta alta presión se ejerce tanto en el cilindró como sobre el embolo empujándolo con fuerza asía a bajo. El movimiento rectilíneo del embolo es trasmitido por la biela al cigüeñal transformándose así en movimiento circular.

Teóricamente el tiempo de explosión termina al llegar el embolo al punto muerto

bajo para entonces el cigüeñal a completado 540 grados (1 ½ vuelta)

Para iniciar un nuevo ciclo abra que desalojar la mezcla quemada del cilindro estando el embolo en su punto muerto bajo se abre la válvula de escape y el embolo inicia su movimiento asía el punto muerto alto forzando a los gases a salir por la válvula de escape o por la lumbrera de la válvula de escape.

El tiempo de escape termina al cerrarse la válvula de escape y estando el embolo en su punto muerto alto habiendo recorrido para entonces el cigüeñal 720 grados o dos vueltas.

Ciclo Otto para motores recíprocos

El ciclo Otto tiene dos tipos de motores el primero y más conocido es el de cuatro tiempos y el segundo, de dos tiempos.

Motor de dos tiempos

Este ciclo cuenta con los cuatro pasos efectuados en dos tiempos:

1. (Admisión - Compresión) Cuando el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto

Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior),

creando una diferencia de presión que aspira la mezcla de aire y gasolina por

la lumbrera de admisión. Cuando el pistón tapa la lumbrera, deja de entrar

mezcla, y durante el resto del recorrido el pistón la comprime.

Figura 22. Motor de dos tiempos en admisión-compresión

2. (Expansión - Escape de Gases) Una vez que el pistón alcanza el PMS y la

mezcla está comprimida, se enciende por una chispa entre los dos electrodos

de la bujía, liberando energía y alcanzando altas presiones y temperaturas

en el cilindro. El pistón se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que

se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases

quemados salen por ese orificio.

Figura 23. Motor de dos tiempos en expansión-escape

El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumétrico menor y el escape de gases es menos eficaz.

También son más contaminantes. Por otro lado, suelen dar más potencia para la misma cilindrada, ya que este hace una explosión en cada revolución, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosión por cada 2 revoluciones, y cuenta con más partes móviles.

Éste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (motocicletas, cortacésped, motosierras, etc.), ya que es más barato y sencillo de construir.

Motor de cuatro tiempos

El motor de cuatro tiempos es el motor más usado en la aviación, cuenta con los procesos de admisión, compresión, combustión (también llamado como proceso de potencia) y escape; los cuales se llevan a cabo independientemente. Los procesos se describen a continuación.

1. Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI (Punto Muerto

Inferior) y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se

aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro.

2. Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.

3. Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón. El la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.

4. En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

Fase 1

Fase 2

Fase 3 Fase 4

Figura 24. Procesos de un motor reciproco

El siguiente es un diagrama utilizado para visualizar el comportamiento de trabajo

de un ciclo Otto de cuatro tiempos y en el cual se muestra la entrada de calor (Qp)

producida por la chispa y la pérdida de calor (Qo) debido a el trabajo producido al

mover las partes internas del motor y producir trabajo.

Figura 25. Ciclo Otto en función de la presión y el volumen.

Diagrama práctico

En el anterior diagrama hemos descrito el ciclo ideal del motor de encendido por chispa. Un motor como el anterior, daría un diagrama práctico como el que se desarrolla a continuación (figura 26):

Como puede verse por su recorrido (línea continua) en comparación con el anterior (línea de trazos) no se corresponden por una serie de factores:

La combustión no es instantánea (dura aproximadamente 0,002 segundos) y no se realiza a volumen constante.

Los gases tienen una inercia y soportan pérdidas de carga (disminución de presión y velocidad) en su recorrido por los conductos de admisión.

Parte del calor generado por la compresión y la combustión se pierde a través de las paredes del cilindro.

La apertura y el cierre de válvulas no se producen de manera instantánea:

Al final de la expansión, la presión aún no es elevada, por tanto, se crea una contrapresión en el escape que se opone a la salida del pistón.

Todas estas condiciones dan como resultado unas cifras de presión que no tienen nada que ver con las que teóricamente habíamos calculado en el diagrama teórico.

Esto obliga a realizar una serie de modificaciones en el funcionamiento teórico para que podamos conseguir un ciclo práctico mejor.

Figura 26. Ciclo práctico ó real Otto

Ciclo del Diesel para motores recíprocos

Existe otro tipo de ciclo utilizado para motores recíprocos, cuya diferencia radica en

el modo de encendido. Este tipo de motores en vez de utilizar el encendido por

chispa utiliza un encendido por compresión el cual se realiza comprimiendo la

mezcla aire-combustible hasta generar un encendido.

Desde un punto de vista mecánico, el ciclo del motor Diesel de cuatro tiempos consta de las siguientes fases:

1. Admisión: con el pistón posicionado en el PMS (punto muerto superior) comienza la carrera descendente y al mismo tiempo se abre la válvula de admisión para llenar de aire limpio aspirado o forzado por un turbocompresor el cilindro, terminando este ciclo cuando el pistón llega al (PMI) y la válvula de admisión se cierra nuevamente.

2. Compresión: el pistón está en el punto muerto inferior (PMI) y empieza su carrera de ascenso, comprimiendo el aire contenido en el cilindro y logrando de esa forma un núcleo de aire caliente en la cámara de combustión por el efecto adiabático.

3. Trabajo: cuando el pistón está a punto de llegar al punto muerto superior (PMS) se inicia la inyección de combustible a alta presión. En este momento se mezclan las partículas de gasóleo pulverizado con el núcleo de aire caliente y se produce el encendido y la consiguiente expansión de gases por la combustión del gasóleo, moviendo el pistón desde el PMS hacia el PMI y generando trabajo.

4. Escape: concluida la fase de trabajo y habiendo llegado el pistón al (PMI), se abre la válvula de escape al mismo tiempo que el pistón empieza su carrera hacia el PMS y elimina hacia el conducto de escape los gases producidos por la combustión en el cilindro.

La figura muestra el ciclo termodinámico y los procesos donde se suministra calor

por medio de una compresión constante (isobárica) y una pérdida de calor a

volumen constante (isométrica).

Figura 27. Ciclo Diesel en función de la

presión y el volumen.

1.6 ENSAMBLADO, FUNCIONAMIENTO Y OPERACIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOTOR RECIPROCO

OPERACIONES DE LOS ELEMENTOS INTERNOS

La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por un eje al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón.

En los motores de varios cilindros el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor puede tener de 1 a 28 cilindros.

El sistema de bombeo de combustible de un motor de combustión interna consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo que vaporiza o atomiza el combustible líquido. Se llama carburador al dispositivo utilizado con este fin en los motores Otto. En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se conduce a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión.

Muchos motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta

los gases producidos en la combustión. Cada cilindro toma el combustible y expulsa

los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle

mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al

actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal.

Para el buen funcionamiento de los motores recíprocos, se necesitan los elementos adecuados, que trabajen con la precisión de un reloj, tales como los sistemas;

definidos como un conjunto de elementos o piezas que trabajan interconectada mente para realizar una función específica; de los cuales los principales son:

• Sistema de enfriamiento

• Sistema de lubricación

• Sistema de encendido

• Sistema de combustible

• Sistema eléctrico

Sistema de enfriamiento

En los sistemas de aviación usados inicialmente, era necesario el uso de un sistema de refrigeración por líquidos, para mantener la temperatura estable de dichos motores motivo por el cual afectaba la relación de peso y balance de una aeronave e independientemente de que la construcción de dichos motores era de acero trayendo por consecuencia un peso excesivo.

En la actualidad los motores de aviación únicamente son fabricados por dos compañías principalmente:

Texton lyconing y La Compañía Continental, que fabrican motores únicamente de

tipo opuesto de cuatro y seis cilindros que son enfriados solo por aire de impacto

eliminando totalmente el sistema de líquidos refrigerantes para tal efecto.

Figura 30. Refrigeración del motor de aviación

Sistemas de lubricación

Los motores de aviación por su sistema de lubricación se clasifican en 2 tipos.

Los motores de colector seco son aquellos que cuentan con un deposito alterno e

independiente del motor y era usado en los motores de alto rendimiento como eran

los motores radiales.

Los motores de colector húmedo son aquellos que están siendo fabricados en la actualidad fabricados únicamente en 4 y 6 cilindros de forma opuesta y donde el aceite lubricante es parte integral del motor o sea que se encuentra en todo momento dentro del mismo.

Figura 32.

Las partes principales del sistema de lubricación son:

• Carter o contenedor

• Venas de lubricación

• Bomba de aceite

• Filtros de aceite

• Tuberías o ductos

Sistema de encendido

Los motores de aviación en la actualidad trabajan por medio de magnetos y estos

pueden ser de alta o baja tensión. Los magnetos son dispositivos que actúan como

transformadores elevando el voltaje y enviando a la descarga a través de bujías.

Los magnetos de alta tensión eran usados en motores de alto rendimiento como lo fueron los motores radiales ya que estaban compuestos en algunos casos de 14 y hasta 18 cilindros cada uno.

En la actualidad los motores que generan el voltaje para el sistema de encendido de los motores son del tipo sencillo ya que solo cumplen con la función de proveer de energía a cuatro o seis cilindros.

Las partes que componen al sistema de encendido para un motor reciproco son:

• Distribuidor

• Generador

• Batería

• Bujías

• Condensador

• Magnetos

• Interruptor de encendido

Figura33

El sistema de combustible tiene como finalidad suministrar de manera adecuada la cantidad exacta de aire y combustible hacia la cámara de combustión para realizar el proceso de encendido de la mezcla, esto se logra por medio de un carburador que al enviar el combustible por gravedad, dado que el combustible es suministrado por su propio peso a los componentes del sistema o por presión que generalmente usa una bomba o dos para enviar el combustible a través de las líneas, hasta llegar al último punto, utilizando inyectores en la cámara de combustión.

Las partes principales del sistema de combustible son:

• Filtros

• Tanques

• Válvulas

• Líneas o ductos

• Bombas

• Inyectores

• Carburador

Figura 34.

Figura 35.

Sistema eléctrico

Tiene como función alimentar de energía eléctrica a la aeronave para la operación

de los sistemas de encendido y de instrumentos o indicación. Este sistema utiliza

una serie de cables interconectados desde una fuente ya sea una batería o bien el

generador conocido como alternador, así como una serie de relevadores y

elementos de protección. La siguiente figura muestra la colocación y las partes

principales del sistema eléctrico.

Figura 36.

SECCIONES DE UN MOTOR RECÍPROCO

Las principales secciones de un motor reciproco son:

• sección de nariz

• sección de potencia

• sección de accesorios

• sección del súper cargador

Figura 37. Secciones del motor reciproco

Sección de nariz

La sección de nariz es la parte donde se encuentra el control de la hélice y los engranes acopladores de la flecha del motor y el gobernador.

Sección de potencia

Esta sección realiza todo el trabajo es el movimiento del cigüeñal que este a su vez hace mover a todo el motor. El cigüeñal provee movimiento a la biela y este mueve el pistón para efectuar los cuatro tiempos dentro del cilindro generando la mezcla de aire combustible.

El trabajo del cigüeñal le va a dar movimiento a la flecha impulsor de la hélice pasando por su respectivo gobernador y se sección reductora

Sección de accesorios

Es la sección donde se encuentra la gear box o caja de engranes que y sirve como

elemento acoplador para transmitir movimiento acopla a todos los accesorios.

Los accesorios son los componentes que auxilian al funcionamiento del motor tales como: bombas, alternador o generador, marcha, turbocompresor, magnetos etc.

Sección del súper cargador

Es la sección en donde se encuentra colocada una turbina y un compresor para la alimentación del motor; sirve para elevar la potencia, al enviar mayor aire a la cámara de combustión.

ACCESORIOS DEL MOTOR RECIPROCO

Engranes y accesorios

Se les llama accesorios de motor a todos aquellos dispositivos mecánicos que van montados en el motor y que son movidos por el mismo para trabajar en diferentes sistemas. Al decir accesorios es una costumbre excluir los magnetos, aunque estos también toman movimiento del motor. Entre los accesorios se encuentran: la marcha, el generador, las bombas de combustible, bombas del sistema hidráulico y bombas de vació, generador de tacómetro y otros dispositivos menos comunes.

Figura 38. Bombas hidráulicas

Figura 39. Marchas

Múltiples de admisión y escape

Debe observarse que los gases de escape van de los tubos de escape de los cilindros al múltiple de escape y luego a través del tubo de escape a la caja de toberas o distribuidor. Las toberas dirigen los gases de escape contra las aletas de la turbina

Turbocompresor

El propósito primordial del turbocompresor es suministrar el aire bajo presión al carburador. Sin embargo, puede desempeñar otros papeles también hay sistemas con un turbocompresor controlado por los gases de escape que están colocados en el cigüeñal del motor reciproco por un tren de engranes. Por lo tanto, el sobrealimentador comprime el aire suministrado al carburador, y su tubería proporciona fuerza motriz.

El regulador de este tipo se usa para determinar automáticamente la presión en el

múltiple de admisión de los motores con sobrealimentador impulsador por un tren

de engranes

Figura 40. Turbocompresor

Caja de engranes de la hélice

La potencia necesaria para hacer girar la hélice es proporcionada por el motor. La hélice está fijada directamente al cigüeñal en motores de poca potencia; pero en motores de alta potencia, está fijada al árbol de la hélice el cual por lo regular es engranado al cigüeñal a través del sistema de reducción. En cualquier caso, el motor hace girar a la hélice a gran velocidad y ésta a su vez, transforma la fuerza rotativa del motor en fuerza de propulsión o empuje Que es necesaria para transportar el avión. por el aire.

En esta caja de engranes se van a encontrar todos los accesorios para hacer girar a la flecha impulsora y está a su vez hacer girar la hélice

Sistema de ignición

El objeto de este sistema de encendido es producir a su debido tiempo una chispa que inflama en los cilindros la mezcla de aire combustible de cuya inflamación depende el arranque y funcionamiento del motor

Los sistemas de encendido se dividen en dos clases:

a) Encendido por batería

b) Encendido por magneto

Figura 41. Sistema de encendido por batería

Figura 42. Sistema de encendido por magneto.

Los sistemas de encendido son:

a) Encendido sencillo b) Encendido doble

Encendido sencillo: que, por lo común costa de un magneto y los conductores

necesarios, se usaban en casi todos los motores aéreos de los primeros aviones

se hizo sentir la necesidad de proveer de dos bujías las cámaras de combustión, a fin de mejorar la propagación de la llama y el proceso de combustión dentro de los cilindros

Figura 43. Sistema de ignición

Procedimiento de arranque

En el sistema de encendido por batería, la fuente de abastecimiento de energía eléctrica es la batería del avión. Como la energía eléctrica suministrada por la batería es más o menos constante, no se necesita mecanismo auxiliar.

Para producir una chispa intensa durante el arranque y hay que emplear algún medio para retardar el encendido durante esta operación a fin de que el motor no trate de girar en sentido contrario.

Cuando la válvula de mariposa es abierta para que el motor desarrolle más potencia

tendrá que pasar más aire a través del carburador. El sistema principal de

alimentación suministra más combustible. Sin embargo, durante una aceleración repentina, el paso de aire aumenta tan rápidamente que transcurre cierto tiempo antes de que salga a la nariz de descarga una cantidad suficiente de combustible para obtener una relación correcta de mezcla. El sistema de aceleración evita el empobrecimiento temporal de la mezcla y permite una aceleración suave al suministrar la cantidad adicional y necesaria de combustible en el momento preciso.

El circuito de control de mezcla determina proporción de combustible y aire en la mezcla. Por medio de un control en la cabina, el mecánico o el piloto pueden Accionar la mezcla más conveniente a las condiciones de funcionamiento. Además de los controles manuales, la mayoría de los carburadores tienen un dispositivo automático de regulación que hace que la proporción de combustible y el aire (a su vez que ha sido seleccionada) no cambie con las variaciones de la densidad del aire. Esto es necesario, ya que al ascender el avión y bajar le presión atmosférica.

Tipos y finalidad de los magnetos

Los magnetos son elementos que funcionan por medio de bobinas y un engrane sincronizado, para generar una chispa por medio de una bujía en la cámara de combustión; se construyen de diferentes tipos. El diseño de cada tipo depende en particular de los requerimientos del aeroplano en que van a usarse.

Se construyen magnetos de tipo sencillo y del tipo doble. El de tipo doble tiene dos juegos de platinos, por lo tanto, cada juego de bobina producirá un número igual de chispa por revolución de la flecha del magneto el alto voltaje es distribuido por dos distribuidores montados en cualquier parte del motor. El magneto de tipo doble se usa por lo general en motores en línea. Hay magnetos dobles para usarse también en motores radiales.

Este magneto es básicamente el mismo diseño que usado en los motores en línea,

excepto que en algunas instalaciones se usan dos leves compensadas.

Figura 44. Diagrama de magnetos.

Principios de operación de los magnetos

Cuando los platinos del ruptor están cerrados y el imán giratorio está en la posición de formación de campo magnético, pasa corriente por el enrollado y circuitos primarios, Incluyendo los platinos. Esta corriente crea un campo magnético, que induce en el secundario una corriente de baja tensión. Cuando un polo cualquiera llega a la posición de cero magnético o de espacio "E” (E-Gap), la leva abre los platinos del ruptor, interrumpiendo así la corriente del primario. El flujo de corrientes es absorbido por el condensador, lo cual causa una contracción instantánea del campo magnético, cuyas-líneas de fuerza cruzan las numerosas espirales de enrollado secundario a grandísima velocidad, induciendo de está manera en él una corriente de entre 20,000 y 25,000 voltios, la cual va a la bujía del cilindro que esta en posición de encender, donde se produce la chispa y la inflamación de mezcla consiguiente. La corriente retorna por la armazón del motor al lado de la bobina.

Conectado a tierra.

Figura 45. Diagrama de conexión de los magnetos

Figura 46. Campo magnético en los magnetos.

Puesta a tiempo del magneto.

El fabricante determina para cada modelo de magneto cuantos grados más allá de

la Posición neutral del imán rotativo deben abrir los platinos para obtener la máxima

intensidad la chispa. Este desplazamiento angular desde la posición neutral se

conoce como Angulo E= Gap y varía de 5º a 17º según el modelo. El imán rotativo

estará en la posición E-Gay tantas veces por revolución como polos haya. Al

extremo de la leva hay un corte para el tiempo interno del magneto cuando se coloca

una regla que alinee el escalón de las marcas en 1 circunferencia de la caja, el imán

En una leva compensada, también la debe colocarse de tal manera que el escalón y las marcas de tiempo coincidan por medio de una regla.

Figura 47. Puesta a tiempo del magneto.

Puesta a tiempo de motor

La puesta a tiempo de magneto con el motor consiste en poner el codo del cigüeñal en el número de grados antes del punto muerto superior de compresión prescrito e instalar los magnetos con las marcas de reglaje alineadas y los platinos del ruptor empezando a abrirse. El conjunto debe estar en la posición de avance completo, si es movible. Luego la abertura de los platinos se ajusta para encendido de acuerdo con las lecturas dadas por el disco de tiempo.

En el sistema de encendido por batería, el reglaje cosiste en arreglar la abertura de

los platinos del ruptor a la especificada, que es aproximadamente 0.025". y poner el

tiempo de la abertura de los platinos en la relación debida con la posición del

cigüeñal en la carrera de compresión. Deben tenerse en cuenta el juego del

regulador y el avance del ruptor.

En la puesta a tiempo de ambos sistemas la posición número uno en el distribuidor se arregla de modo que corresponda a la posición del pistón del cilindro número 1.

Como el sistema de encendido por magneto es hoy el más usado se dan las reglas principales para la puesta a tiempo del magneto con el motor:

Cables de distribución

En casi todos los motores que se emplean en aviones provistos de radio, es necesario cubrir con una envoltura metálica de protección las unidades y conductores eléctricos, a fin de aminorar las interferencias que producen en el sistema de radió y comunicación. La envoltura protectora o "Blindaje" de los cables de alta tensión que van de la caja del distribuidor del magneto a las bujías es un tubo de aluminio relleno de amianto, cubierto con una capa de malla de alambre de cobre y estaño, sobre la cual va enrollada una cinta de bronce fosforado.

Hoy en día se estudia el problema de impedir la formación de humedad entre el blindaje y el cable, la cual es muy perjudicial.

Como el magneto es un generador de alta frecuencia, las Radiaciones que emite durante su funcionamiento causan perturbaciones en los aparatos de radio, si el sistema de encendido no está provisto del blindaje apropiado. En realidad, el magneto produce ondas semejantes a las de una estación radio transmisora de la cual se transmiten ondas de determinado rango por medio de una antena tendida entre dos torres. En el magneto, los cables de alta tensión desempeñan el papel de las antenas que producen radiaciones de ondas de longitud no regulada.

Como la antena del radio del avión está muy cerca del magneto, recogerá las radiaciones perturbadoras emitidas Por éste, lo cual interferirá la comunicación.

Para impedir esto, todo el Sistema de encendido se encierra dentro del blindaje

metálico. Este blindaje se conecta con el motor a tierra y recoge o intercepta las

ondas de longitud no regulada que vienen del magneto y las disipa, impidiendo así

que afecten la antena e interfieran el funcionamiento

Figura 48.

Tipos de bujías

La buja es la parte del sistema de encendido que convierte la energía eléctrica de alto voltaje producida por el magneto o un dispositivo similar en la energía calorífica necesaria para encender la mezcla de combustible en el interior del cilindro. Están compuestas esencialmente por un conductor de alta tensión para introducir la energía eléctrica

En la cámara de combustión y un claro a través del cual brinca la chispa cuando la presión eléctrica (voltaje) es suficientemente alta para vencer la resistencia de los gases en el claro entre los electrodos.

Debido a la simplicidad del diseño y a la monotonía de su mantenimiento cuando se trata de un gran número de bujías algunas personas se figuran que la bujía es poco importante y tienen tendencia a descuidar su mantenimiento y reacondicionamiento.

Es verdad que los tipos actuales de bujías son de diseño simple, y que en algunas

organizaciones su mantenimiento es monótono debido a los métodos que siguen,

sin; embargo no hay parte del equipo de un aeroplano que sea de más importancia

para su operación y vuelo continuo que las bujías.

Cuando se considera que el mantenimiento inadecuado de un pequeño número de bujías puede dar por resultado la pérdida de varias vidas y de un aeroplano que cuesta mucho dinero es cuando se ve la necesidad de que las bujías sean manejadas exclusivamente por personal experimentado y se les dé el mismo cuidado que a otras partes más intrincadas del aeroplano.

Características estructurales.

El tipo de bujía universalmente usada para motores de gran potencia tiene aislamiento de cerámica y consta de tres partes principales: el conjunto del núcleo.

La cubierta y el blindaje o sea él barril

El electrodo central es un conductor metálico que lleva el alto voltaje desde el contacto superior al electrodo del, extremo inferior de la bujía. El extremo superior del electrodo hace contacto con un resorte conductor que es parte de la terminal del cable que viene del arnés. El electrodo central está aislado de las partes metálicas adyacentes por un aislador de cerámica y la hermeticidad se logra por medio del incremento resistente al calor.

Figura 49. Bujías

Bobinas

Componente de un circuito eléctrico formado por un alambre aislado que se arrolla

en forma de hélice con un paso igual al diámetro del alambre.

La bobina consta de un núcleo de hierro laminado alrededor del cual se enrollan los devanados primario y Secundario. La bobina se cubre con una capa de hule, baquelita o tela barnizada. El condensador primario puede integrarse en la bobina misma. Los extremos del núcleo sobresalen a ambos

Lados de la bobina y se aseguran a la parte superior de las extensiones de las piezas polares con tornillos. Un extremo del primario generalmente se conecta a una terminal en un lado de la bobina; desde esta terminal se lleva una conexión que va a un contacto del muelle, al platino aislado y al condensador.

En caso de necesitarse sacar el cable que viene del interruptor de encendido al magneto, la muelle automáticamente conecta a tierra y deja al magneto en situación de “cortado". El otro extremo del primario, así como uno del secundario, se conectan a tierra interiormente en el núcleo de la bobina

El extremo restante del secundario hace contacto eléctrico con el rotor del distribuidor.

Bobinas de inducción.

Una bobina de inducción o transformador es un dispositivo empleado en los motores de explosión. Para transformar por inducción. Corriente de baja tensión o bajo voltaje. En corriente de mayor voltaje. Consiste en un núcleo de hierro dulce con un enrollado primario y uno secundario; contando el primero con un dispositivo que sirve para abrir y cerrar el circuito. Cuando se cierra el circuito primario. La corriente que circula en él produce Líneas de fuerzas magnéticas que cortan el enrollado secundario y producen en él fuerza electromotriz por inducción.

Si el circuito secundario está cerrado. En el circulara corriente mientras en el

primario aumenta la corriente desde cero a su máxima intensidad. Cuando se abre

el circuito primario. En el campo magnético que rodea al enrollado se contrae Y las

Líneas de fuerza cortan otra vez el enrollado secundario. Induciendo en él fuerza

electromotriz Y una corriente de sentido contrario al de la corriente anterior.

En el enrollado secundario hay inducción siempre que cambia la intensidad de la corriente del primario. En igualdad de circunstancias. La fuerza electromotriz producida en el enrollado secundario depende del número de espiras. Para el encendido del motor de explosión se emplea una fuerza electromotriz suficientemente alta para ver que la corriente pase por los electrodos de la bujía y produzca la chispa

Figura 50. Bobinas

Tapa fuegos

Esta es una cubierta que se encuentra en la parte trasera del motor que en caso de que haya fuego en el motor no se valla hacia los parabrisas del piloto y se llegue a quemar la cabina

Paneles acústicos (cubiertas del motor)

ruido del motor para que no salga.

Montantes

Estos son los que soportan todo el motor y aquí permanece el motor en estático, estos están fijados en las paredes de las cubiertas del motor

Amortiguadores de vibración

Este Dispositivo que sirve para compensar y disminuir el efecto de choques, sacudidas o movimientos bruscos en accesorios del avión, así como evitar las vibraciones del motor a la hora de estar trabajando y provocar que se salga algún componente.

SISTEMAS DE INDICACIÓN

En el tablero de un avión moderno existe gran cantidad de instrumentos de diferentes formas y tamaños, que ofrecen un aspecto alarmante que puede sentir desaliento al pensar que ha de aprender el funcionamiento de cada uno de los aparatos de esa misteriosa colección. En realidad, la situación no es tan grave como parece, pues por una parte los aviones actuales tienen dos o más motores y cada uno requiere de un juego de instrumentos por separado y por otra parte un avión de adiestramiento requiere solo unos cuantos instrumentos relativamente sencillos.

Cuando llega la necesidad de usar otros, la familiaridad con su uso se adquiere

automáticamente.

El uso de los instrumentos en aviación y las 1 imitaciones del cuerpo humano hacen imposible al piloto abarcar con solamente sus sentidos, todas las condiciones climáticas y todos los dispositivos mecánicos que tienen que ver con el vuelo del avión. Los instrumentos de aviación le dan una gran ayuda indicando estas condiciones y así como las reacciones de los muchos mecanismos que hay. Las carátulas de los diferentes instrumentos localizados frente a él en la mejor forma le registran en todo momento variaciones en temperaturas, presión, velocidad, altitud, dirección. Deriva y actitud; así como la condición mecánica del motor. Aún cuando el piloto pueda tener la referencia de la tierra, puede con los instrumentos mantener el vuelo, en forma correcta.

Estos instrumentos están formados por tres elementos:

A. Elementos sensitivos.

B. Elemento transmisor.

C. Acoplador.

C. Elemento indicador.

De acuerdo con la ubicación de ellos reciben el nombre de instrumentos de indicación remoto. Instrumentos de indicación directa e instrumentos de indicación indirecta.

Figura 51. Tablero de instrumentos en cabina de pilotos

Este mando, que normalmente se parece mucho al mando de gases, sólo existe en los aviones equipados con hélices de revoluciones constantes y casi siempre está situado a la derecha del mando de gases. Adelantar el mando aumentará las RPM y retrasar el mando las reducirá. Las RPM del motor y la hélice en cada momento, se indican en un instrumento de la cabina, el tacómetro, que suele estar marcado con las letras RPM y calibrado en cientos de RPM, es decir, que cada raya del dial representa 100 RPM. Por tanto, una indicación de 25 significa que el motor y la hélice están girando a 2.500 RPM.

Indicador de RPM

Proporciona las revoluciones por minuto del árbol del cigüeñal. La indicación de RPM, junto con la de presión de admisión, proporciona la potencia desarrollada por el motor, haciendo uso de las curvas de potencia para las condiciones de densidad de altitud obtenida de las lecturas del altímetro barométrico y termómetro de temperatura exterior.

Figura 52. Revoluciones por minuto del motor (RPM)

Operación del tacómetro