馃敶✈️ 149. Aviaci贸n 馃殎: Transmisi贸n Hidr谩ulica - Hydraulic Transmission
Transmisi贸n Hidr谩ulica - Hydraulic Transmission
La transmisi贸n est谩 montada entre el generador y el motor del avi贸n. Su nombre indica que se utiliza aceite hidr谩ulico, aunque algunas transmisiones pueden utilizar aceite de motor. Consulte la vista en corte de una transmisi贸n de este tipo en la figura. El eje de entrada D se acciona desde el eje de transmisi贸n de la secci贸n de accesorios del motor. La transmisi贸n de salida F, en el extremo opuesto de la transmisi贸n, se acopla al eje de transmisi贸n del generador.
El eje de entrada est谩 engranado con el engranaje del bloque de cilindros giratorio, al que acciona, as铆 como con las bombas de engranajes de reposici贸n y de barrido E. La bomba de reposici贸n (de carga) suministra aceite (300 psi) a la bomba y al bloque de cilindros del motor, al sistema de regulaci贸n y a la caja presurizada, mientras que la bomba de barrido devuelve el aceite al dep贸sito externo.
El conjunto de cilindros giratorios B est谩 formado por los bloques de cilindros de la bomba y del motor, que est谩n atornillados a lados opuestos de una placa de puerto. Las otras dos piezas principales son el balanc铆n del motor A y el balanc铆n de la bomba C.
El conjunto de cilindros tiene dos unidades primarias. El conjunto de bloques de una de las unidades, la bomba, contiene 14 cilindros, cada uno de los cuales tiene un pist贸n y una varilla de empuje. La presi贸n de carga de la bomba de reposici贸n se aplica a cada pist贸n para forzarlo hacia fuera contra la varilla de empuje. 脡sta, a su vez, es empujada contra la placa oscilante de la bomba.
Si la placa permaneciera como se muestra en la figura, cada uno de los 14 cilindros tendr铆a la misma presi贸n, y todos los pistones estar铆an en la misma posici贸n relativa en sus respectivos cilindros. Pero con la placa inclinada, la parte superior se mueve hacia afuera y la parte inferior hacia adentro. Como resultado, entra m谩s aceite en el interior del cilindro superior, pero el aceite es forzado desde el cilindro del pist贸n inferior.
Si el bloque de la bomba fuera girado mientras la placa permaneciera estacionaria, el pist贸n superior ser铆a forzado hacia adentro debido al 谩ngulo de la placa. Esta acci贸n provocar铆a que el aceite confinado en el cilindro se viera sometido a una presi贸n creciente lo suficientemente grande como para forzarlo a entrar en el conjunto del bloque de cilindros del motor.
Antes de explicar lo que hace el aceite a alta presi贸n en la unidad del motor, es necesario saber algo sobre esta parte del conjunto del bloque de cilindros giratorio. El conjunto del bloque del motor tiene 16 cilindros, cada uno con su pist贸n y su varilla de empuje.
Estos reciben constantemente una presi贸n de carga de 300 psi. La posici贸n del pist贸n depende del punto en el que cada varilla de empuje toca la placa oscilante del motor. Estas varillas hacen que la placa oscilante gire por la presi贸n que ejercen contra su superficie inclinada.
El pist贸n y la varilla de empuje del motor son empujados hacia afuera cuando el aceite es forzado a trav茅s de la placa de la v谩lvula del motor desde el cilindro de la bomba. Las varillas de empuje son forzadas contra el plato oscilante del motor, que es libre de girar pero no puede cambiar el 谩ngulo al que est谩 ajustado. Como las varillas de empuje no pueden moverse lateralmente, la presi贸n ejercida contra la cara inclinada del plato oscilante del motor hace que 茅ste gire.
En la transmisi贸n real, hay una placa oscilante ajustable. El conjunto de cilindros de control determina la inclinaci贸n de la placa oscilante de la bomba. Por ejemplo, se ajusta en un 谩ngulo, lo que hace que los cilindros del motor giren la placa oscilante del motor m谩s r谩pido que el conjunto del motor si la transmisi贸n est谩 en sobremarcha. La mayor presi贸n en la bomba y los cilindros del motor produce el resultado descrito.
Con la transmisi贸n en marcha lenta, el 谩ngulo est谩 dispuesto de manera que se reduce la acci贸n de bombeo. El consiguiente deslizamiento entre las varillas de empuje y el plato oscilante del motor reduce la velocidad de salida de la transmisi贸n.
Cuando la placa oscilante de la bomba no est谩 en 谩ngulo, la acci贸n de bombeo es m铆nima y la transmisi贸n tiene lo que se conoce como bloqueo hidr谩ulico. En esta condici贸n, la velocidad de entrada y de salida es aproximadamente la misma, y se considera que la transmisi贸n est谩 en marcha recta.
Para evitar que la temperatura del aceite sea excesivamente alta dentro del bloque de cilindros, la bomba de presi贸n de reposici贸n fuerza el aceite a trav茅s del centro de este bloque y de la v谩lvula de alivio de presi贸n. Desde esta v谩lvula, el aceite fluye hacia el fondo de la caja de transmisi贸n.
Una bomba de barrido extrae el aceite de la caja de transmisi贸n y lo hace circular a trav茅s del enfriador de aceite y los filtros antes de devolverlo al dep贸sito. Al inicio del ciclo, el aceite se extrae del dep贸sito, pasa por un filtro y es introducido en el bloque de cilindros por la bomba de presi贸n de reposici贸n.
El embrague, situado en el conjunto del engranaje de salida y el embrague, es un dispositivo de un solo sentido, de tipo de arrastre. Su finalidad es la de hacer un trinquete si el alternador se motoriza; de lo contrario, el alternador podr铆a hacer girar el motor. Adem谩s, el embrague proporciona una conexi贸n positiva cuando la transmisi贸n acciona el alternador.
Hay otra unidad de la transmisi贸n que debe ser discutida: el sistema de gobernador. El sistema de regulaci贸n, que consiste en un cilindro hidr谩ulico con un pist贸n, est谩 controlado el茅ctricamente. Su funci贸n es regular la presi贸n del aceite que fluye hacia el conjunto de cilindros de control.
El centro del cilindro hidr谩ulico del sistema est谩 ranurado para que el brazo de la placa oscilante de la bomba pueda conectarse al pist贸n. A medida que la presi贸n de aceite mueve el pist贸n, la placa oscilante de la bomba se coloca en la posici贸n de sobrevelocidad, subvelocidad o accionamiento recto.
Al ser accionado por un engranaje de la transmisi贸n, el generador del tac贸metro (a menudo llamado tac贸metro), una unidad trif谩sica, tiene una tensi贸n proporcional a la velocidad del accionamiento de salida. El rectificador cambia su tensi贸n de CA a CC. Despu茅s de la rectificaci贸n, la corriente fluye a trav茅s de la resistencia, el re贸stato y la v谩lvula y el solenoide. Cada una de estas unidades est谩 conectada en serie.
En condiciones normales de funcionamiento, la salida del generador de tac贸metro hace que entre la corriente suficiente en la v谩lvula y en la bobina del solenoide para establecer un campo magn茅tico de fuerza suficiente para equilibrar la fuerza del muelle en la v谩lvula.
Cuando la velocidad del alternador aumenta como resultado de una disminuci贸n de la carga, la potencia del tacogenerador tambi茅n aumenta. Debido a la mayor potencia, la bobina del solenoide se fortalece lo suficiente como para superar la fuerza del muelle. As铆, la v谩lvula se mueve y, como resultado, la presi贸n del aceite entra en el lado de velocidad reducida del cilindro de control.
A su vez, la presi贸n mueve el pist贸n, haciendo que se reduzca el 谩ngulo de la placa oscilante de la bomba. El aceite del otro lado del pist贸n es forzado a volver a trav茅s de la v谩lvula al retorno del sistema. Como el 谩ngulo de la placa oscilante de la bomba es menor, hay menos acci贸n de bombeo en la transmisi贸n. El resultado es una disminuci贸n de la velocidad de salida. Para completar el ciclo, se invierte el procedimiento.
Con la reducci贸n de la velocidad de salida, la salida del generador de tac贸metro disminuye; en consecuencia, el flujo de corriente al solenoide disminuye. Por lo tanto, el campo magn茅tico del solenoide se vuelve tan d茅bil que el muelle es capaz de superarlo y reposicionar la v谩lvula.
Si se aplica una carga pesada al generador de CA, su velocidad disminuye. El generador no es accionado directamente por el motor; el accionamiento hidr谩ulico permite el deslizamiento.
Esta disminuci贸n hace que la salida del generador de tacos disminuya y, como resultado, debilita el campo magn茅tico de la bobina del solenoide. El muelle del solenoide mueve la v谩lvula y permite que la presi贸n del aceite entre en el lado de aumento del cilindro de control y la velocidad de salida de la transmisi贸n se eleva.
Todav铆a hay dos circuitos importantes que deben ser discutidos: el circuito de sobrevelocidad y el circuito de divisi贸n de carga.
El generador se evita la sobrevelocidad mediante un interruptor centr铆fugo (S) en la figura y la bobina del solenoide de sobrevelocidad (R), que se encuentra en el conjunto de solenoide y v谩lvula. El interruptor centr铆fugo est谩 en la transmisi贸n y se acciona a trav茅s de la misma disposici贸n de engranajes que el generador del tac贸metro.
El sistema de corriente continua de la aeronave suministra la energ铆a para operar la bobina de sobrevelocidad en el conjunto de solenoide y bobina. Si la velocidad de salida de la transmisi贸n alcanza una velocidad de 7.000 a 7.500 rpm, el interruptor centr铆fugo cierra el circuito de CC y energiza el solenoide de sobrevelocidad.
Este componente mueve entonces la v谩lvula y engancha el pestillo que mantiene la v谩lvula en la posici贸n de baja velocidad. Para liberar el pestillo, hay que energizar el solenoide de liberaci贸n de la baja velocidad.
La funci贸n del circuito de divisi贸n de la carga es igualar las cargas impuestas a cada uno de los alternadores, lo cual es necesario para garantizar que cada alternador asuma su parte; de lo contrario, un alternador podr铆a estar sobrecargado mientras que otro s贸lo soportar铆a una peque帽a carga.
En la figura, una fase del alternador alimenta el primario del transformador (G), cuyo secundario alimenta los primarios de otros dos transformadores (J1 y J2). Los rectificadores (K) cambian entonces la salida de los secundarios de los transformadores de CA a CC.
La funci贸n de los dos condensadores (L) es suavizar las pulsaciones de corriente continua.
La salida del transformador de corriente (F) depende de la cantidad de corriente que circula por la l铆nea de una fase. De este modo, mide la carga real del generador. La tensi贸n de salida del transformador de corriente se aplica a trav茅s de la resistencia (H).
Esta tensi贸n se a帽ade vectorialmente a la tensi贸n aplicada al devanado superior del transformador (J) por la salida del transformador (F). Al mismo tiempo que se a帽ade vectorialmente al devanado superior del transformador (J), se resta vectorialmente de la tensi贸n aplicada al devanado inferior de (J).
Esta suma y resta de tensi贸n depende de la carga real del generador. La cantidad de carga real determina el 谩ngulo de fase y la cantidad de tensi贸n impresa a trav茅s de la resistencia (H).
Cuanto mayor sea la carga real, mayor ser谩 la tensi贸n a trav茅s de (H) y, por tanto, mayor ser谩 la diferencia entre las tensiones aplicadas a los dos primarios del transformador (J). Las tensiones desiguales aplicadas a la resistencia (M) por los secundarios del transformador (J) provocan un flujo de corriente a trav茅s de la bobina de control (P).
La bobina de control se enrolla de manera que su tensi贸n complementa la tensi贸n de la bobina de control del conjunto de v谩lvula y solenoide. El aumento de tensi贸n resultante mueve la v谩lvula y disminuye la velocidad del generador.
¿Por qu茅 deber铆a disminuir la velocidad si la carga ha aumentado? En realidad, los sistemas que utilizan un solo generador no tendr铆an una velocidad disminuida, pero para los que tienen dos o m谩s generadores, es necesaria una disminuci贸n para igualar las cargas.
El circuito de divisi贸n de la carga se emplea s贸lo cuando dos o m谩s generadores suministran energ铆a. En estos sistemas, las bobinas de control est谩n conectadas en paralelo. Si la tensi贸n de la fuente de uno de ellos es mayor que la de los otros, determina la direcci贸n del flujo de corriente en todo el circuito de divisi贸n de la carga.
Como se ha explicado anteriormente, la carga real del generador determina la cantidad de tensi贸n en la bobina de control; por lo tanto, el generador con la mayor carga real tiene la mayor tensi贸n.
Como se muestra en la figura, la corriente a trav茅s de la bobina de control n潞 1, donde existe la mayor carga, ayuda a la bobina de control de la v谩lvula y el solenoide, frenando as铆 el generador. La corriente en las restantes bobinas de control se opone a la bobina de control de la v谩lvula y el solenoide, para aumentar la velocidad de los otros generadores, de modo que la carga se distribuye m谩s uniformemente.
En algunos accionamientos, en lugar de un regulador controlado el茅ctricamente, se emplea un regulador de tipo contrapeso, que consiste en una v谩lvula giratoria de tipo receso accionada por el eje de salida del accionamiento, contrapesos, dos muelles helicoidales y un v谩stago de v谩lvula no giratorio.
La fuerza centr铆fuga, que act煤a sobre los contrapesos del regulador, hace que se muevan hacia fuera, levantando el v谩stago de la v谩lvula contra la oposici贸n de un muelle helicoidal.
La posici贸n del v谩stago de la v谩lvula controla la direcci贸n del aceite a los dos contornos del aceite. Si la velocidad de salida tiende a superar las 6.000 rpm, los contrapesos levantan el v谩stago de la v谩lvula para dirigir m谩s aceite al lado del pist贸n de control, haciendo que el pist贸n se mueva en una direcci贸n para reducir el 谩ngulo de la placa oscilante de la bomba.
Si la velocidad cae por debajo de las 6.000 rpm, el aceite se dirige al pist贸n de control para que se mueva y aumente el 谩ngulo del plato oscilante.
La protecci贸n contra el exceso de velocidad est谩 instalada en el regulador. El regulador arranca en la posici贸n de subvelocidad. Los muelles helicoidales del regulador est谩n totalmente extendidos y el v谩stago de la v谩lvula se mantiene en el l铆mite de su recorrido hacia abajo. En esta condici贸n, la presi贸n se dirige al lado del pist贸n de control que da el 谩ngulo m铆nimo de la placa de bamboleo.
El lado del 谩ngulo m谩ximo del pist贸n de control est谩 abierto al v谩stago hueco. A medida que aumenta la velocidad de entrada, los contrapesos comienzan a moverse hacia fuera para superar la desviaci贸n del muelle. Esta acci贸n levanta el v谩stago de la v谩lvula y comienza a dirigir el aceite hacia el lado de m谩ximo del pist贸n de control, mientras que el lado de m铆nimo est谩 abierto al v谩stago hueco.
A unas 6.000 rpm, el v谩stago se posiciona para detener el drenaje de cualquiera de los dos lados, y las dos presiones buscan un punto de equilibrio a medida que la fuerza del peso volante se equilibra con el sesgo del muelle. De este modo, un fallo mec谩nico en el regulador provoca una condici贸n de subimpulso.
La fuerza del contrapeso siempre tiende a mover el v谩stago de la v谩lvula hacia la posici贸n de disminuci贸n de la velocidad, de modo que, si el muelle helicoidal se rompe y el v谩stago se mueve a la posici贸n extrema en esa direcci贸n, la velocidad de salida se reduce. Si la entrada del regulador falla, el muelle fuerza el v谩stago hasta la posici贸n de arranque para obtener la velocidad de salida m铆nima.
Un tornillo de ajuste en el extremo del regulador regula la velocidad de salida del accionamiento de velocidad constante. Este ajuste aumenta o disminuye la compresi贸n de un muelle helicoidal, oponi茅ndose a la acci贸n de los contrapesos.
Los tornillos de ajuste giran en un collar铆n indentado, que proporciona un medio para realizar ajustes de velocidad en incrementos conocidos. Cada "clic" proporciona un peque帽o cambio en la frecuencia del generador.
El variador de velocidad constante (CSD) puede ser una unidad independiente o estar montado dentro de la carcasa del alternador. Cuando el CSD y el alternador est谩n contenidos en una sola unidad, el conjunto se conoce como generador de accionamiento integrado (IDG).
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