馃敶✈️ 408. Aviaci贸n: Motores Deportivos Ligeros, Experimentales y Certificados Opuestos 馃殎
Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 11-7
(Recuerda que nuestra informacion esta basada en manuales certificados de la Federal Aviation Administration FAA)
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Aviation: Opposed Light-Sport, Experimental, and Certified Engines
Muchos motores certificados se utilizan con aviones deportivos ligeros y experimentales. En general, el costo es un factor importante cuando se considera este tipo de motor. Los motores certificados tienden a ser mucho m谩s costosos que los motores no certificados y no est谩n aprobados por ASTM.
Rotax 912/914
La figura muestra un motor Rotax horizontal opuesto t铆pico de cuatro cilindros y cuatro tiempos. El motor de tipo opuesto tiene dos bancos de cilindros directamente opuestos entre s铆 con un cig眉e帽al en el centro.
Los pistones de ambos bancos de cilindros est谩n conectados al cig眉e帽al 煤nico. Las culatas de los cilindros del motor est谩n refrigeradas por l铆quido y por aire; la refrigeraci贸n por aire se utiliza principalmente en el cilindro. Generalmente se monta con los cilindros en posici贸n horizontal.
El motor de tipo opuesto tiene una relaci贸n peso/caballos de fuerza baja y su silueta estrecha lo hace ideal para la instalaci贸n horizontal en las alas de los aviones (aplicaciones de dos motores).
Otra ventaja son sus caracter铆sticas de baja vibraci贸n. Es un reemplazo ideal para el motor Rotax 582 de dos cilindros y dos tiempos, que impulsa muchos de los aviones ligeros existentes,
Descripci贸n de Sistemas
Sistema de refrigeraci贸n
El sistema de refrigeraci贸n del Rotax 914, que se muestra en la figura, est谩 dise帽ado para refrigeraci贸n l铆quida de las culatas de cilindros y refrigeraci贸n ram-air de los cilindros. El sistema de refrigeraci贸n de las culatas es un circuito cerrado con vaso de expansi贸n.
El flujo de refrigerante es forzado por una bomba de agua impulsada desde el 谩rbol de levas, desde el radiador, hasta las culatas. Desde la parte superior de las culatas, el refrigerante pasa al dep贸sito de expansi贸n (1). Dado que la ubicaci贸n est谩ndar del radiador (2) est谩 por debajo del nivel del motor, el tanque de expansi贸n ubicado en la parte superior del motor permite la expansi贸n del refrigerante.
El dep贸sito de expansi贸n est谩 cerrado por un tap贸n de presi贸n (3) (con v谩lvula de exceso de presi贸n y v谩lvula de retorno). A medida que aumenta la temperatura del refrigerante, la v谩lvula de exceso de presi贸n se abre y el refrigerante fluye a trav茅s de una manguera a presi贸n atmosf茅rica hacia la botella de rebose transparente (4).
Al enfriarse, el refrigerante se vuelve a aspirar al circuito de refrigeraci贸n. Las temperaturas del l铆quido refrigerante se miden mediante sondas de temperatura instaladas en las culatas 2 y 3. Las lecturas se toman midiendo el punto m谩s caliente de la culata seg煤n la instalaci贸n del motor.
Sistema de combustible
El combustible fluye desde el tanque (1) a trav茅s de un filtro grueso/sif贸n de agua (2) a las dos bombas el茅ctricas de combustible (3) conectadas en serie. Desde las bombas, el combustible pasa a trav茅s del control de presi贸n de combustible (4) a los dos carburadores (5).
Paralelamente a cada bomba de combustible hay una v谩lvula de retenci贸n separada (6) instalada a trav茅s de la l铆nea de retorno (7) que permite que el exceso de combustible regrese al tanque de combustible. Se debe realizar una inspecci贸n para detectar una posible constricci贸n de di谩metro u obstrucci贸n para evitar el desbordamiento de combustible de los carburadores.
La l铆nea de retorno no debe tener ninguna resistencia al flujo. El control de presi贸n de combustible asegura que la presi贸n de combustible se mantenga siempre aproximadamente 0,25 bar (3,63 libras por pulgada cuadrada (psi)) por encima de la presi贸n de sobrealimentaci贸n variable en la caja de aire y, por lo tanto, garantiza el funcionamiento adecuado de los carburadores.
Sistema de lubricaci贸n
El motor Rotax 914 est谩 provisto de un sistema de lubricaci贸n forzada por c谩rter seco con una bomba de aceite principal con regulador de presi贸n integrado y una bomba de succi贸n adicional.
Las bombas de aceite son accionadas por el 谩rbol de levas. La bomba de aceite principal extrae aceite del dep贸sito de aceite (1) a trav茅s del enfriador de aceite (2) y lo fuerza a trav茅s del filtro de aceite hasta los puntos de lubricaci贸n.
Tambi茅n lubrica los cojinetes lisos del turbocargador y el gobernador de la h茅lice. El exceso de aceite que sale de los puntos de lubricaci贸n se acumula en el fondo del c谩rter y es forzado de regreso al tanque de aceite por los gases de escape. El turbocompresor se lubrica a trav茅s de una l铆nea de aceite separada (desde la bomba de aceite principal).
El aceite que sale del turbocompresor situado en la parte inferior se recoge en el sumidero de aceite mediante una bomba independiente y se bombea de vuelta al dep贸sito de aceite a trav茅s de la l铆nea de aceite (3). El circuito de aceite se purga a trav茅s del orificio (5) del dep贸sito de aceite. Hay un sensor de temperatura del aceite en la brida de la bomba de aceite para leer la temperatura de entrada del aceite.
Sistema electrico
El motor Rotax 914 est谩 equipado con una unidad de encendido dual que utiliza un dise帽o de descarga de capacitor sin interruptor con un generador integrado. La unidad de encendido est谩 completamente libre de mantenimiento y no necesita fuente de alimentaci贸n externa.
Dos bobinas de carga independientes (1) ubicadas en el estator del generador alimentan un circuito de encendido cada una. La energ铆a se almacena en condensadores de los m贸dulos electr贸nicos (2). En el momento del encendido, dos de las cuatro bobinas de activaci贸n externas (3) activan la descarga de los condensadores a trav茅s del circuito primario de las bobinas de encendido dobles (4).
El orden de disparo es el siguiente: 1-4-2-3. La quinta bobina de disparo (5) se utiliza para proporcionar la se帽al del contador de revoluciones.
Turbocompresor y sistema de control
El motor Rotax 914 est谩 equipado con un turbocompresor de gases de escape que utiliza la energ铆a de los gases de escape para comprimir el aire de admisi贸n o para proporcionar presi贸n de sobrealimentaci贸n al sistema de inducci贸n.
La presi贸n de sobrealimentaci贸n en el sistema de admisi贸n (caja de aire) se controla por medio de una v谩lvula controlada electr贸nicamente (wastegate) en la turbina de gases de escape.
La v谩lvula de descarga regula la velocidad del turbocompresor y, en consecuencia, la presi贸n de sobrealimentaci贸n en el sistema de inducci贸n. La presi贸n de refuerzo nominal requerida en el sistema de inducci贸n est谩 determinada por el sensor de posici贸n del acelerador montado en el carburador 2/4.
La posici贸n transmitida por el sensor es lineal de 0 a 115 por ciento, lo que corresponde a una posici贸n del acelerador desde el ralent铆 hasta la m谩xima potencia. Para conocer la correlaci贸n entre la posici贸n del acelerador y la presi贸n de sobrealimentaci贸n nominal en la inducci贸n, consulte la Figura.
Para evitar un impulso inestable, el acelerador se debe mover suavemente a trav茅s de esta 谩rea, ya sea a m谩xima potencia (115 por ciento) o con una configuraci贸n de potencia reducida a m谩xima potencia continua.
En este rango (108–110 por ciento de la posici贸n del acelerador), peque帽os cambios en la posici贸n del acelerador tienen un gran efecto en el rendimiento y la velocidad del motor.
Estos cambios no son evidentes para el piloto desde la posici贸n de la palanca del acelerador. La configuraci贸n exacta para un rendimiento espec铆fico es pr谩cticamente imposible en este rango y debe evitarse, ya que podr铆a causar fluctuaciones o sobretensiones en el control.
Adem谩s de la posici贸n del acelerador, el exceso de velocidad del motor y la temperatura del aire de admisi贸n demasiado alta tienen un efecto sobre la presi贸n de sobrealimentaci贸n nominal.
Si uno de los factores indicados excede los l铆mites especificados, la presi贸n de sobrealimentaci贸n se reduce autom谩ticamente, protegiendo as铆 al motor contra sobrealimentaci贸n y detonaci贸n.
La unidad de control turbo (TCU) est谩 provista de conexiones de salida para una luz de refuerzo roja externa y una luz de precauci贸n naranja para indicaciones del funcionamiento de la TCU. Al conectar el suministro de tensi贸n, las dos l谩mparas se someten autom谩ticamente a una prueba de funcionamiento.
Ambas l谩mparas se encienden durante uno o dos segundos y luego se apagan. Si no es as铆, es necesaria una verificaci贸n seg煤n el manual de mantenimiento del motor.
Si la l谩mpara naranja de precauci贸n no est谩 iluminada, esto indica que la TCU est谩 lista para funcionar. Si la l谩mpara parpadea, esto indica un mal funcionamiento de la TCU o sus sistemas perif茅ricos.
La superaci贸n de la presi贸n de sobrealimentaci贸n admisible activa y enciende la l谩mpara de sobrealimentaci贸n roja de forma continua. La TCU registra el tiempo de funcionamiento a m谩xima aceleraci贸n (presi贸n de sobrealimentaci贸n).
Funcionamiento a toda velocidad durante m谩s de 5 minutos, con la luz roja de refuerzo iluminada, hace que la luz de impulso roja comience a parpadear. La luz roja de refuerzo ayuda al piloto a evitar el funcionamiento a plena potencia durante m谩s de 5 minutos o el motor podr铆a estar sujeto a sobrecarga t茅rmica y mec谩nica.
Motor HKS 700T
El motor HKS 700T es un motor turboalimentado de dos cilindros y cuatro tiempos equipado con un intercooler. Los cilindros opuestos horizontalmente albergan cuatro v谩lvulas por cilindro, con una cilindrada de 709 cc. Utiliza un sistema de inyecci贸n de combustible de control electr贸nico.
Se utiliza una caja de cambios de reducci贸n para impulsar la brida de la h茅lice a una relaci贸n de reducci贸n de velocidad de 2,13 a 1. El motor tiene una potencia nominal de 77 caballos de fuerza continua y 80 caballos de fuerza al despegue (3 minutos) a 4900 rpm y 5300 rpm, respectivamente.
Un peso total del motor de 126 libras proporciona una buena relaci贸n potencia-peso. El 700T tiene un TBO de 500 horas.
Motores deportivos ligeros Jabiru
Los motores Jabiru est谩n dise帽ados para ser fabricados utilizando las 煤ltimas t茅cnicas de fabricaci贸n. Todos los motores Jabiru se fabrican, ensamblan y ejecutan en un din贸metro, luego se calibran antes de la entrega.
Las mitades del c谩rter, las culatas, el cig眉e帽al, las carcasas del motor de arranque, la tapa de la caja de cambios (la caja de cambios alimenta los rotores del distribuidor), junto con muchos componentes m谩s peque帽os, est谩n mecanizados a partir de material s贸lido.
El sumidero (c谩rter de aceite) es el 煤nico fundido. Los cilindros est谩n mecanizados a partir de una barra de acero de aleaci贸n de cromo molibdeno 4140, con los pistones corriendo directamente en los orificios de acero.
El cig眉e帽al tambi茅n est谩 mecanizado con acero de aleaci贸n de cromo molibdeno 4140, cuyos mu帽ones se rectifican con precisi贸n antes de ser inspeccionados por Magnaflux. El 谩rbol de levas est谩 fabricado con acero de aleaci贸n de cromo molibdeno 4140 con mu帽ones y levas nitrurados.
La h茅lice es accionada directamente por el cig眉e帽al y no utiliza una caja de cambios reductora. Esto facilita su dise帽o liviano y mantiene los costos de mantenimiento al m铆nimo. El cig眉e帽al cuenta con una brida de h茅lice extra铆ble que permite reemplazar f谩cilmente el sello delantero del cig眉e帽al y permite instalar una extensi贸n del eje de la h茅lice, en caso de que sea necesario para aplicaciones particulares.
Las culatas de los cilindros se mecanizan a partir de un tocho de aluminio s贸lido que se compra directamente a una empresa, lo que proporciona un seguimiento de control de calidad sustancial hasta la fuente del material.
Las bielas est谩n mecanizadas con acero de aleaci贸n 4140 y los cojinetes de cabeza de biela de 45 mil铆metros son del tipo de zapatilla automotriz. Las bobinas de encendido provienen de proveedores externos y Jabiru las modifica para su aplicaci贸n particular.
Un alternador integral proporciona rectificaci贸n de CA para cargar la bater铆a y los accesorios el茅ctricos. El alternador est谩 unido al volante y es accionado directamente por el cig眉e帽al. El sistema de encendido es un sistema electr贸nico transistorizado; dos bobinas fijas montadas junto al volante son energizadas por imanes adheridos al volante.
El paso de las bobinas por los imanes crea la corriente de alto voltaje, que es transmitida por cables de alta tensi贸n al poste central de dos distribuidores tipo automotriz, que son simplemente rotores y tapas, antes de distribuirse a las buj铆as automotrices (dos en la parte superior de cada culata).
El sistema de encendido tiene sincronizaci贸n fija y, por lo tanto, elimina la necesidad de ajustar la sincronizaci贸n. Se suprime para evitar interferencias de radio.
El sistema de encendido es totalmente redundante, autogenerado y no depende de la energ铆a de la bater铆a. El cig眉e帽al est谩 dise帽ado con un cojinete doble en el extremo de la brida de la h茅lice y un cojinete principal entre cada cabeza de biela.
Los cojinetes de empuje est谩n ubicados hacia adelante y hacia atr谩s del cojinete doble delantero, lo que permite la instalaci贸n del tractor o del empujador. Los pistones se vuelven a mecanizar para incluir un pasador de pist贸n, un circlip y una ranura.
Todos est谩n equipados con tres anillos, los anillos superiores son de hierro fundido para complementar los orificios de los cilindros de cromo molibdeno. Las v谩lvulas son de 7 mm (di谩metro del v谩stago) y se fabrican espec铆ficamente para el motor Jabiru.
El tren impulsor de v谩lvulas incluye varillas de empuje desde el 谩rbol de levas desde los seguidores del 谩rbol de levas hasta los balancines de las v谩lvulas. Las v谩lvulas son de control num茅rico por computadora (CNC) mecanizadas a partir de palanquilla de acero, endurecidas por inducci贸n, pulidas en las superficies de contacto, y montado en un eje a trav茅s de casquillo de bronce-acero recubierto de tefl贸n.
Las gu铆as de v谩lvula est谩n fabricadas en aluminio/bronce. Los asientos de v谩lvula reemplazables son de acero al n铆quel y se encogen en las culatas de aluminio. El tren de v谩lvulas se lubrica desde la galer铆a de aceite. Los motores utilizan elevadores hidr谩ulicos que ajustan autom谩ticamente la holgura de las v谩lvulas.
Una bomba de engranajes interna es impulsada directamente por el 谩rbol de levas y proporciona la lubricaci贸n del motor a trav茅s de un circuito de aceite que incluye un filtro giratorio automotriz, un enfriador de aceite y una v谩lvula de alivio incorporada.
Los motores est谩ndar se suministran con dos conductos de refrigeraci贸n ram-air, que han sido desarrollados por Jabiru para facilitar la refrigeraci贸n del motor dirigiendo el aire desde la h茅lice a las 谩reas cr铆ticas del motor, en particular las culatas y los cilindros.
El uso de estos conductos elimina la necesidad de dise帽ar y fabricar deflectores y el establecimiento de una c谩mara impelente, que es el m茅todo tradicional de refrigeraci贸n de motores de aeronaves refrigerados por aire.
El hecho de que estos deflectores y la c谩mara impelente no sean necesarios tambi茅n garantiza una instalaci贸n del motor m谩s limpia, lo que a su vez facilita el mantenimiento y la inspecci贸n del motor y los componentes del motor.
El motor est谩 equipado con un motor de arranque de 1,5 kilovatios tambi茅n fabricado por Jabiru y proporciona un arranque muy eficaz. El motor tiene un nivel de vibraci贸n muy bajo; sin embargo, tambi茅n cuenta con el apoyo de cuatro grandes amortiguadores de goma unidos a los soportes del motor en la parte trasera del motor.
El sistema de inducci贸n de combustible utiliza un carburador compensador de presi贸n. Despu茅s del carburador, la mezcla de aire y combustible pasa a trav茅s de una c谩mara impelente de barrido atornillada a la fundici贸n del sumidero, en la que la mezcla se calienta antes de entrar en los tubos de inducci贸n cortos conectados a las culatas de los cilindros.
Un eficaz sistema de escape y silenciador de acero inoxidable est谩 instalado como equipo est谩ndar, lo que garantiza un funcionamiento muy silencioso. Para los propietarios que deseen instalar instrumentos de vac铆o en sus aeronaves, los motores Jabiru est谩n dise帽ados con una bomba de vac铆o montada directamente a trav茅s de un acoplamiento en la parte trasera del cig眉e帽al.
Motor de avi贸n Jabiru 2200
El motor de avi贸n Jabiru de 2200 cc es un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos opuestos horizontalmente enfriado por aire. Con un peso instalado de 132 libras (60 kg), es uno de los motores aeron谩uticos de cuatro cilindros y cuatro tiempos m谩s livianos.
Las peque帽as dimensiones generales le dan un ancho de 谩rea frontal peque帽o (23,46 in, 596 mm) que lo convierte en un buen motor para aplicaciones de tractor. El motor Jabiru est谩 dise帽ado para instalaci贸n en tractor o empujador. Las especificaciones del motor Jabiru se enumeran en la figura.
El motor Jabiru 3300 (120 hp) cuenta con: • 4 tiempos • Motor de 3300 cc (200 pulgadas c煤bicas) • 6 cilindros opuestos horizontalmente • 1 谩rbol de levas central • C谩rter de aleaci贸n de aluminio completamente maquinado • V谩lvulas en cabeza (OHV) - accionadas por varilla de empuje • Pist贸n -refrigerado por aire • Lubricaci贸n por c谩rter h煤medo - Capacidad de 4 litros • Accionamiento directo de la h茅lice • Encendido por magneto transistorizado dual • Generador de CA integrado • Arranque el茅ctrico • Bomba de combustible mec谩nica • Aspiraci贸n natural - 1 carburador de compensaci贸n de presi贸n.
Motor de avi贸n Aeromax Aviation 100 (IFB)
Aeromax Aviation produce una versi贸n de un motor de 100 hp llamado Integral Front Bearing. El motor cuenta con un cojinete delantero integral hecho especialmente. El motor utiliza un alternador integral de imanes permanentes de 35 amperios, un motor de arranque liviano y doble encendido.
El alternador y el arrancador compactos permiten una cubierta aerodin谩mica y aerodin谩mica que mejora la eficiencia de combustible de un avi贸n experimental. El motor de avi贸n Aeromax es de seis cilindros opuestos, refrigerado por aire y de transmisi贸n directa.
Al ser un motor de seis cilindros, tiene un funcionamiento suave. Los motores Aeromax son conocidos por sus cualidades de disipaci贸n de calor, siempre que se proporcione la cantidad adecuada de aire de refrigeraci贸n.
Cuenta con una extensi贸n del cig眉e帽al soportada por un cojinete frontal integral masivo (IFB) y una carcasa de cojinete. Estos motores comienzan como un motor central de autom贸vil GM Corvair. Estos motores b谩sicos b谩sicos se desmontan y cada componente que se reutiliza se reacondiciona y refabrica.
El cig眉e帽al del motor de avi贸n Areomax 100 IFB se inspecciona minuciosamente, incluida una inspecci贸n magnaflux. Despu茅s de asegurarse de que la manivela no tenga ning煤n defecto, se extiende montando el cubo de extensi贸n de manivela en su parte delantera.
Luego, el cig眉e帽al se rectifica, con las cinco superficies de los cojinetes (cuatro originales y el cojinete delantero del nuevo cig眉e帽al extendido), siendo iguales entre s铆 y perpendiculares a la brida de apoyo del cig眉e帽al.
Todos los radios son suaves, sin esquinas afiladas donde se pueda concentrar la tensi贸n. Cada cig眉e帽al est谩 nitrado, que es un proceso t茅rmico/qu铆mico que endurece las superficies del cig眉e帽al.
Se requiere el refuerzo del cig眉e帽al junto con el IFB para contrarrestar las cargas din谩micas y de flexi贸n adicionales introducidas en el cig眉e帽al en una aplicaci贸n aeron谩utica.
La carcasa del motor est谩 totalmente reacondicionada y revisada por desgaste. Cualquier esp谩rrago o perno que muestre desgaste se reemplaza.
Las cabezas de los motores se mecanizan seg煤n las especificaciones adecuadas y se instalan todas las v谩lvulas, gu铆as y componentes del tren de v谩lvulas nuevos. El rectificado y lapeado de la v谩lvula en tres 谩ngulos garantizan un buen sellado de la v谩lvula.
Una vez que el motor est谩 ensamblado, se instala en un banco de pruebas, se lubrica previamente y se inspecciona. A continuaci贸n, se hace funcionar el motor varias veces durante un total de dos horas.
El motor se inspecciona cuidadosamente despu茅s de cada funcionamiento para garantizar que est茅 en excelentes condiciones de funcionamiento. Al final de la prueba de funcionamiento del motor, se quita el filtro de aceite y se corta para su inspecci贸n. Se registra su estado interno. Este proceso est谩 documentado y archivado para cada motor individual.
Una vez que se asegura el rendimiento adecuado del motor, se retira y empaqueta en una caja hecha a la medida para su env铆o. Cada motor se env铆a con su manual de operaciones y servicio del motor.
Este manual contiene informaci贸n relacionada con los procedimientos de instalaci贸n, rodaje, prueba, puesta a punto, soluci贸n de problemas, reparaci贸n e inspecci贸n. Las especificaciones para el motor Aeromax 100 se describen en la figura.
