馃敶✈️ 362. Aviaci贸n: H茅lices Hidrom谩ticas Est谩ndar Hamilton - Hamilton Standard 馃殎
Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 7-35
(Recuerda que nuestra informacion esta basada en manuales certificados de la Federal Aviation Administration FAA)
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Aviation: Hamilton Standard Hydromatic Propellers
Muchas de las h茅lices hidrom谩ticas se utilizan con aviones de tipo m谩s antiguo que participan en operaciones de carga. Una h茅lice hidrom谩tica tiene un gobernador de doble acci贸n que usa presi贸n de aceite en ambos lados del pist贸n de la h茅lice.
Muchos sistemas turboh茅lice m谩s grandes tambi茅n usan este tipo de sistema. Los gobernadores son similares en construcci贸n y principio de operaci贸n en sistemas normales de velocidad constante. La principal diferencia est谩 en el mecanismo de cambio de tono.
En la h茅lice hidrom谩tica no se utilizan contrapesos y las partes m贸viles del mecanismo est谩n completamente encerradas. La presi贸n del aceite y el momento de torsi贸n centr铆fugo de las palas se utilizan juntos para girar las palas a un 谩ngulo m谩s bajo.
Las principales ventajas de la h茅lice hidrom谩tica son el amplio rango de 谩ngulos de las palas y las funciones de cambio de direcci贸n y marcha atr谩s.
Este sistema de h茅lice es un sistema de h茅lice hidr谩ulica de doble efecto en el que la presi贸n hidr谩ulica (presi贸n del aceite del motor) en la c煤pula de un pist贸n se usa contra la presi贸n del aceite del regulador en el otro lado del pist贸n.
Estas dos fuerzas hidr谩ulicas opuestas se utilizan para controlar y cambiar el 谩ngulo o el paso de la hoja.
Aunque los sistemas de h茅lices hidrom谩ticas son muy antiguos, algunos todav铆a se utilizan en motores radiales. Los nuevos sistemas turboh茅lice m谩s grandes tambi茅n utilizan esta fuerza hidr谩ulica opuesta y sistemas de gobernadores de doble efecto.
La v谩lvula distribuidora o conjunto de extensi贸n del eje del motor proporciona conductos de aceite para el regulador o aceite auxiliar al lado interior del pist贸n y para el aceite del motor al lado exterior.
Durante la operaci贸n de desplumado, el distribuidor cambia bajo la presi贸n auxiliar e invierte estos pasajes para que el aceite de la bomba auxiliar fluya hacia el lado exterior del pist贸n y el aceite del lado interior fluya de regreso al motor. El conjunto de extensi贸n del eje del motor se usa con h茅lices que no tienen capacidad de bandera.
La h茅lice hidrom谩tica se compone de cuatro componentes principales:
1. El conjunto del cubo (The hub assembly) ,
2. El conjunto del domo (The dome assembly),
3. El conjunto de la v谩lvula distribuidora (para banderas en h茅lices de acci贸n simple) o el conjunto de extensi贸n del eje del motor (para las h茅lices sin banderas o de doble efecto). h茅lices activas) - (The distributor valve assembly (for feathering on single-acting propellers) or engine-shaft-extension assembly (for nonfeathering or double-acting propellers), y
4. El conjunto antihielo (The anti-icing assembly).
El conjunto del cubo es el mecanismo b谩sico de la h茅lice. Contiene tanto las palas como los medios mec谩nicos para mantenerlas en posici贸n. Las cuchillas son sostenidas por la ara帽a y retenidas por el ca帽贸n. Cada pala es libre de girar sobre su eje bajo el control del conjunto de la c煤pula.
El conjunto de la c煤pula contiene el mecanismo de cambio de paso de las palas. Sus componentes principales son:
1. Leva giratoria (Rotating cam),
2. Leva fija (Fixed cam),
3. Pist贸n (Piston) y
4. C煤pula (Dome shell).
Cuando el conjunto de c煤pula est谩 instalado en el cubo de la h茅lice, la leva fija permanece estacionaria con respecto al cubo. La leva giratoria, que puede girar dentro de la leva fija, engrana con segmentos de engranajes en las palas.
El pist贸n opera dentro de la cubierta del domo y es el mecanismo que convierte la presi贸n del aceite del motor y del gobernador en fuerzas que act煤an a trav茅s de las levas para hacer girar las palas de la h茅lice.
Principios de Operaci贸n - Principles of Operation
El mecanismo de cambio de paso de las h茅lices hidrom谩ticas es un sistema mec谩nico-hidr谩ulico en el que las fuerzas hidr谩ulicas que act煤an sobre un pist贸n se transforman en fuerzas mec谩nicas de torsi贸n que act煤an sobre las palas.
El movimiento lineal del pist贸n se convierte en movimiento giratorio mediante una leva cil铆ndrica. Un engranaje c贸nico en la base de la leva se acopla con segmentos de engranajes c贸nicos unidos a los extremos traseros de las palas, girando as铆 las palas. Esta acci贸n de cambio de paso de pala puede entenderse estudiando el esquema de la figura.
La fuerza centr铆fuga que act煤a sobre un 谩labe giratorio incluye una fuerza componente que tiende a mover el 谩labe hacia un paso bajo. Como se muestra en la figura, se suministra una segunda fuerza, la presi贸n del aceite del motor, al lado exterior del pist贸n de la h茅lice para ayudar a mover las palas hacia un paso bajo.
El aceite del regulador de la h茅lice, tomado del suministro de aceite del motor y aumentado en presi贸n por el regulador de la h茅lice impulsado por el motor, se dirige contra el lado interior del pist贸n de la h茅lice. Act煤a como contrafuerza, que puede mover las palas hacia un paso m谩s alto.
Al dosificar este aceite a alta presi贸n o drenarlo desde el lado interior del pist贸n de la h茅lice por medio de la unidad de control de velocidad constante, la fuerza hacia el paso alto puede equilibrar y controlar las dos fuerzas hacia el paso bajo. De esta forma, el 谩ngulo de la pala de la h茅lice se regula para mantener las rpm seleccionadas.
Las fuerzas b谩sicas de control de la h茅lice que act煤an sobre la h茅lice Hamilton Standard son la fuerza de torsi贸n centr铆fuga y el aceite a alta presi贸n del gobernador.
La fuerza centr铆fuga que act煤a sobre cada pala de una h茅lice giratoria incluye una fuerza componente que da como resultado un momento de torsi贸n alrededor de la l铆nea central de la pala que tiende, en todo momento, a mover la pala hacia un paso bajo.
El aceite de salida de la bomba del gobernador es dirigido por el gobernador a cualquier lado del pist贸n de la h茅lice. El aceite del lado del pist贸n opuesto a este aceite de alta presi贸n regresa al lado de admisi贸n de la bomba del gobernador y se vuelve a usar.
El aceite del motor a la presi贸n de suministro del motor no ingresa directamente a la h茅lice, sino que se suministra solo al gobernador. Durante las operaciones a velocidad constante.
Operaci贸n de emplumado - Feathering Operation
En la figura se muestra una instalaci贸n t铆pica de puesta en bandera de una h茅lice hidrom谩tica. Cuando se presiona el interruptor de bot贸n pulsador, el circuito de baja corriente se establece desde la bater铆a a trav茅s de la bobina de retenci贸n del bot贸n pulsador y desde la bater铆a a trav茅s del rel茅 del solenoide.
Mientras el circuito permanezca cerrado, la bobina de retenci贸n mantiene el bot贸n pulsador en la posici贸n presionada. Al cerrar el solenoide, se establece el circuito de alta corriente desde la bater铆a hasta la unidad de bomba del motor de cambio de direcci贸n.
La bomba de bandera recoge aceite de motor del tanque de suministro de aceite, aumenta su presi贸n, si es necesario, hasta el ajuste de la v谩lvula de alivio de la bomba y lo suministra a la conexi贸n de la v谩lvula de transferencia de alta presi贸n del gobernador.
El aceite auxiliar que ingresa a la conexi贸n de la v谩lvula de transferencia de alta presi贸n cambia la v谩lvula de transferencia del gobernador, que desconecta hidr谩ulicamente el gobernador de la h茅lice y al mismo tiempo abre la l铆nea de aceite del gobernador de la h茅lice al aceite auxiliar.
El aceite fluye a trav茅s de los anillos de transferencia del motor, a trav茅s del conducto de aceite del gobernador del eje de la h茅lice, a trav茅s del puerto de la v谩lvula del distribuidor, entre las zonas planas y, finalmente, al extremo interior del pist贸n a trav茅s de la salida interior de la v谩lvula.
La v谩lvula distribuidora no cambia durante la operaci贸n de puesta en bandera. Simplemente proporciona un pasaje de aceite al extremo interior del pist贸n para el aceite auxiliar y al extremo del pist贸n exterior para el aceite del motor.
Las mismas condiciones descritas para la operaci贸n a baja velocidad existen en la v谩lvula distribuidora, excepto que el aceite a la presi贸n auxiliar reemplaza al aceite de drenaje en el extremo interior de la zona y entre las zonas.
El resorte de la v谩lvula distribuidora est谩 respaldado por la presi贸n del aceite del motor, lo que significa que en todo momento el diferencial de presi贸n requerido para mover el pist贸n es id茅ntico al que se aplica a la v谩lvula distribuidora.
El pist贸n de la h茅lice se mueve fuera de borda bajo la presi贸n de aceite auxiliar a una velocidad proporcional a la tasa de suministro de aceite.
Este movimiento del pist贸n se transmite a trav茅s de los rodillos del pist贸n que operan en las pistas de leva inclinadas opuestas de la leva fija y la leva giratoria y se convierte mediante los engranajes c贸nicos en el momento de torsi贸n de la hoja.
Solo durante el emplumado o el desplumado se utiliza la porci贸n de baja ventaja mec谩nica de las pistas de levas. (La porci贸n de ventaja mec谩nica baja se encuentra entre el freno y el extremo exterior del perfil de la pista).
El aceite a la presi贸n del motor, desplazado desde el extremo del pist贸n exterior, fluye a trav茅s de la entrada exterior de la v谩lvula distribuidora, pasa el extremo exterior de la superficie de la v谩lvula, a trav茅s de el puerto de la v谩lvula, en el conducto de aceite del motor del eje de la h茅lice, y finalmente se env铆a al sistema de lubricaci贸n del motor.
Por lo tanto, una vez alcanzada la posici贸n de pluma completa, el movimiento adicional del mecanismo se evita mediante el contacto entre el anillo de tope de 谩ngulo alto en la base de la leva fija y las orejetas de tope colocadas en los dientes de la leva giratoria.
La presi贸n en el extremo interior del pist贸n ahora aumenta r谩pidamente y, al alcanzar la presi贸n establecida, el interruptor de corte el茅ctrico se abre autom谩ticamente. Esta presi贸n de corte es menor que la requerida para cambiar la v谩lvula distribuidora.
Al abrir el interruptor, se desactiva la bobina de retenci贸n y se libera el interruptor de control del bot贸n pulsador de cambio de direcci贸n. La liberaci贸n de este interruptor interrumpe el circuito del rel茅 del solenoide, lo que apaga el motor de la bomba de bandera.
Las presiones en los extremos interior y exterior del pist贸n caen a cero y, dado que todas las fuerzas est谩n equilibradas, las palas de la h茅lice permanecen en posici贸n de bandera.
Mientras tanto, la v谩lvula de transferencia de alta presi贸n del gobernador ha cambiado a su posici贸n normal tan pronto como la presi贸n en la l铆nea del gobernador de la h茅lice cae por debajo de la requerida para mantener abierta la v谩lvula.
Operaci贸n Desplume - Unfeathering Operation
Para desbandar una h茅lice hidrom谩tica, presione y mantenga presionado el interruptor de control del bot贸n pulsador del interruptor de bandera.
Como en el caso de poner en bandera una h茅lice, los circuitos de control de baja corriente de la bater铆a a trav茅s de la bobina de retenci贸n y de la bater铆a a trav茅s del solenoide se completan cuando el solenoide se cierra.
El circuito de alta corriente de la bater铆a arranca la unidad de motor-bomba y se suministra aceite a alta presi贸n a la v谩lvula de transferencia del gobernador.
El aceite auxiliar que ingresa a trav茅s de la conexi贸n de la v谩lvula de transferencia de alta presi贸n cambia la v谩lvula de transferencia del gobernador y desconecta el gobernador de la l铆nea de la h茅lice; en la misma operaci贸n se admite aceite auxiliar.
El aceite fluye a trav茅s de los anillos de transferencia de aceite del motor, a trav茅s del conducto de aceite del gobernador del eje de la h茅lice y hacia el conjunto de la v谩lvula del distribuidor.
Cuando comienza la operaci贸n de desplumado, el pist贸n est谩 en la posici贸n extrema exterior. El aceite entra en el extremo interior del pist贸n del cilindro a trav茅s de la salida interior de la v谩lvula distribuidora.
A medida que aumenta la presi贸n en el extremo interior del pist贸n, se acumula la presi贸n contra la tierra de la v谩lvula del distribuidor.
Cuando la presi贸n se vuelve mayor que la fuerza opuesta combinada del resorte de la v谩lvula distribuidora y la presi贸n de aceite detr谩s de este resorte, la v谩lvula se desplaza.
Una vez que la v谩lvula se desplaza, se invierten los pasajes a trav茅s del conjunto de la v谩lvula distribuidora hacia la h茅lice. Se abre un paso entre las zonas planas ya trav茅s de un puerto hasta el extremo exterior del pist贸n a trav茅s de la salida de la v谩lvula distribuidora.
A medida que el pist贸n se mueve hacia adentro bajo la presi贸n de aceite de la bomba auxiliar, el aceite se desplaza desde el extremo interior del pist贸n a trav茅s de los puertos de entrada entre las superficies de v谩lvulas, en las tomas de aceite del motor del eje de la h茅lice y en el conducto de aceite del motor del eje de la h茅lice donde se descarga al sistema de lubricaci贸n del motor.
Al mismo tiempo, la presi贸n en el interruptor de corte aumenta y el interruptor se abre. Sin embargo, el circuito a la bomba de bandera y la unidad de motor permanece completo mientras se mantenga presionado el interruptor de bandera.
Con el extremo interior del pist贸n de la h茅lice conectado al drenaje y la presi贸n auxiliar fluyendo hacia el extremo exterior del pist贸n, el pist贸n se mueve hacia el interior, desbandando las palas.
A medida que las palas est谩n desplumadas, comienzan a moverse como un molino de viento y ayudan a la operaci贸n de desplumado mediante la fuerza a帽adida hacia el paso bajo provocada por el momento de torsi贸n centr铆fugo.
Cuando la velocidad del motor ha aumentado a aproximadamente 1000 rpm, el operador apaga el motor de la bomba de bandera. La presi贸n en la v谩lvula del distribuidor y en la v谩lvula de transferencia del gobernador disminuye, lo que permite que la v谩lvula del distribuidor se desplace bajo la acci贸n del resorte de la v谩lvula de transferencia de alta presi贸n del gobernador.
Esta acci贸n vuelve a conectar el gobernador con la h茅lice y establece los mismos pasajes de aceite a trav茅s de la v谩lvula distribuidora que se usan durante las operaciones de velocidad constante y puesta en bandera.
Configuraci贸n del gobernador de la h茅lice - Setting the Propeller Governor
El gobernador de la h茅lice incorpora un tope ajustable que limita la velocidad m谩xima a la que puede funcionar el motor. Tan pronto como se alcanzan las rpm de despegue, la h茅lice sale del tope de paso bajo. El mayor 谩ngulo de pala de la h茅lice aumenta la carga sobre el motor, manteniendo as铆 la velocidad m谩xima prescrita del motor.
En el momento de la instalaci贸n de la h茅lice, el regulador de la h茅lice o el motor, normalmente se toman los siguientes pasos para garantizar que el motor obtenga rpm de despegue.
Durante la aceleraci贸n en tierra, mueva el acelerador a la posici贸n de despegue y observe las rpm resultantes y la presi贸n del m煤ltiple.
Si las rpm obtenidas son mayores o menores que las rpm de despegue prescritas en las instrucciones del fabricante, reposicionar el tope regulable del gobernador hasta obtener las rpm prescritas.