Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 10-25
Aviation: Reciprocating Engine Operation
El funcionamiento del motor se controla desde la cabina o cabina de vuelo. Algunas instalaciones tienen numerosas manijas de control y palancas conectadas al motor mediante varillas, cables, palancas acodadas, poleas, etc.
En la mayoría de los casos, las manijas de control están convenientemente montadas en cuadrantes en la cabina de vuelo. Se colocan carteles o marcas en el cuadrante para indicar las funciones y posiciones de las palancas. En algunas instalaciones, se instalan embragues de fricción para mantener los controles en su lugar.
Instrumentos del motor - Engine Instruments
El término instrumentos del motor generalmente incluye todos los instrumentos necesarios para medir e indicar el funcionamiento del motor. Los instrumentos del motor generalmente se instalan en el panel de instrumentos para que todos puedan observarse fácilmente al mismo tiempo.
La presión del colector, las rpm, la temperatura del motor, la temperatura del aceite, el CAT y la relación aire-combustible se pueden controlar manipulando los controles de la cabina de vuelo.
La coordinación del movimiento de los controles con las lecturas del instrumento protege contra el exceso de los límites operativos.
El funcionamiento del motor suele estar limitado por los rangos de funcionamiento especificados de lo siguiente:
1. Velocidad del cigüeñal (rpm)
2. Presión del colector
3. Temperatura de la culata
4. CAT
5. Temperatura del aceite
6. Presión del aceite
7. Presión del combustible
8. Medidor de flujo de combustible
9. Ajuste de la mezcla de combustible/aire.
Los procedimientos, presiones, temperaturas y rpm que se utilizan en esta sección tienen únicamente el propósito de ilustrar y no tienen una aplicación general.
Los procedimientos y límites operativos utilizados en marcas y modelos individuales de motores de aeronaves varían considerablemente de los valores que se muestran aquí. Para obtener información exacta sobre un modelo de motor específico, consulte las instrucciones correspondientes.
Arranque del motor - Engine Starting
Antes de arrancar el motor, observe el indicador de presión del múltiple que debe indicar la presión atmosférica (barométrica) aproximada cuando el motor no está funcionando.
Al nivel del mar, esto es de aproximadamente 30 "Hg, y en los campos sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es menor, dependiendo de la altura sobre el nivel del mar. Además, observe todos los indicadores del motor para obtener la lectura correcta de los ajustes de apagado del motor.
La técnica de arranque correcta es una parte importante del funcionamiento del motor. A menudo se utilizan procedimientos inadecuados, porque se malinterpretan algunos de los principios básicos involucrados en la operación del motor.
Lea más sobre los procedimientos típicos para arrancar motores alternativos en el Manual general de mecánica de fuselajes y plantas motrices.
Prelubricación - Pre-Oiling
Los motores que se han sometido a revisión o mantenimiento mayor pueden tener aire atrapado en algunos de los conductos de aceite que se deben quitar antes del primer arranque.
Esto se hace engrasando previamente el motor arrancando, con las bujías quitadas, el motor con el motor de arranque o manualmente (girando) hasta que se indique la presión de aceite. Un segundo método es bombear aceite a presión a través del sistema de aceite usando una bomba externa hasta que el aceite salga por la salida de aceite del motor.
Cerradura hidráulica - Hydraulic Lock
Cada vez que un motor radial permanece apagado por un período de tiempo superior a unos pocos minutos, el aceite o el combustible pueden drenarse hacia las cámaras de combustión de los cilindros inferiores o acumularse en los tubos de admisión inferiores, listos para ingresar a los cilindros cuando el motor arranca.
A medida que el pistón se acerca al centro superior de la carrera de compresión (ambas válvulas cerradas), este líquido, al ser incompresible, detiene el movimiento del pistón. Si el cigüeñal continúa girando, algo debe ceder.
Por lo tanto, arrancar o intentar arrancar un motor con un bloqueo hidráulico de esta naturaleza puede hacer que el cilindro afectado explote o, más probablemente, que la biela se doble o se rompa.
Para eliminar un bloqueo, retire la bujía delantera o trasera de los cilindros inferiores y tire de la hélice en la dirección de rotación. El pistón expulsa cualquier líquido que pueda estar presente.
Si el bloqueo hidráulico se produce como resultado de un cebado excesivo antes del arranque inicial del motor, elimine el bloqueo de la misma manera (es decir, retire una de las bujías del cilindro y gire el cigüeñal dos vueltas).
Nunca intente despejar el bloqueo hidráulico tirando de la hélice en la dirección opuesta a la rotación normal. Esto tiende a inyectar el líquido del cilindro en el tubo de admisión con la posibilidad de que se produzca un bloqueo total o parcial en el arranque posterior.
Calentamiento del motor - Engine Warm-Up
El calentamiento adecuado del motor es importante, particularmente cuando se desconoce el estado del motor.
La mezcla de ralentí mal ajustada, las bujías encendidas intermitentemente y las válvulas del motor mal ajustadas tienen un efecto superpuesto en la estabilidad del motor. Por lo tanto, el calentamiento debe realizarse a la velocidad del motor en la que se obtiene la máxima estabilidad del motor.
La experiencia ha demostrado que la velocidad óptima de calentamiento es de 1000 a 1600 rpm. La velocidad real seleccionada debe ser la velocidad a la que la operación del motor sea más suave, ya que la operación más suave es una indicación de que todas las fases de la operación del motor son las más estables.
Algunos motores incorporan válvulas de alivio de presión de aceite con compensación de temperatura. Este tipo de válvula de alivio da como resultado altas presiones de aceite del motor inmediatamente después de que el motor arranca, si la temperatura del aceite es muy baja.
En consecuencia, comience el calentamiento de estos motores a aproximadamente 1000 rpm y luego pase a la velocidad más alta y estable del motor tan pronto como la temperatura del aceite alcance un nivel más cálido.
Durante el calentamiento, observe los instrumentos asociados con el funcionamiento del motor. Esto ayuda a asegurarse de que todas las fases de funcionamiento del motor sean normales. Por ejemplo, la presión del aceite del motor debe indicarse dentro de los 30 segundos posteriores al arranque.
Además, si la presión del aceite no es igual o superior a lo normal dentro de 1 minuto después de que arranque el motor, se debe apagar el motor. Las temperaturas de la culata o del refrigerante deben observarse continuamente para asegurarse de que no excedan el límite máximo permitido.
No se debe utilizar una mezcla pobre para acelerar el calentamiento. En realidad, a las rpm de calentamiento, hay muy poca diferencia en la mezcla suministrada al motor, ya sea que la mezcla esté en una posición rica o pobre, ya que la medición en este rango de potencia se rige por la posición del acelerador.
El calor del carburador se puede utilizar según sea necesario en condiciones que provoquen la formación de hielo. Para los motores equipados con un carburador tipo flotador, es conveniente elevar el CAT durante el calentamiento para evitar la formación de hielo y garantizar un funcionamiento suave.
La verificación de seguridad del magneto se puede realizar durante el calentamiento. Su propósito es garantizar que todas las conexiones de encendido estén seguras y que el sistema de encendido permita la operación en los ajustes de potencia más altos utilizados durante las fases posteriores de la verificación en tierra.
El tiempo necesario para un calentamiento adecuado brinda una amplia oportunidad para realizar esta simple verificación, que puede revelar una condición que haría desaconsejable continuar con la operación hasta que se hayan realizado las correcciones.
La verificación de seguridad del magneto se realiza con la hélice en la posición de altas rpm (paso bajo), a aproximadamente 1000 rpm. Mueva el interruptor de encendido de "ambos" a "derecho" y vuelva a "ambos"; de “ambos” a “izquierda” y volver a “ambos”; de “ambos” a “apagado” momentáneamente y vuelve a “ambos”.
Al cambiar de "ambos" a una sola posición de magneto, debe ocurrir una caída leve pero notable en las rpm. Esto indica que el magneto opuesto se ha puesto a tierra correctamente. El corte completo del motor cuando se cambia de "ambos" a "apagado" indica que ambos magnetos están conectados a tierra correctamente.
Mientras está en la posición de magneto simple, si no se obtiene una caída de rpm o si el motor no se apaga mientras se apaga, indica que una o ambas conexiones a tierra están defectuosas. Esto indica un problema de seguridad; los magnetos no están asegurados al apagarse y pueden dispararse si se gira la hélice.
Verificación en tierra - Ground Check
La verificación en tierra se realiza para evaluar el funcionamiento del motor comparando la potencia de entrada, medida por la presión del colector, con la potencia de salida, medida por rpm o torque.
El motor puede ser capaz de producir una potencia prescrita, incluso despegue nominal, y no estar funcionando correctamente. Solo comparando la presión del colector requerida durante la verificación con un estándar conocido se revela una condición inadecuada.
La verificación del magneto también puede fallar en mostrar deficiencias, ya que la caída de rpm permitida es solo una medida de un sistema de encendido que no funciona correctamente y no se ve afectada necesariamente por otros factores.
Por el contrario, es posible que la verificación del magneto resulte satisfactoria cuando existe una condición insatisfactoria en otra parte del motor.
La verificación en tierra se realiza después de que el motor esté completamente caliente. Consiste en comprobar el funcionamiento del grupo motopropulsor y los equipos accesorios de oído, mediante inspección visual y mediante la interpretación adecuada de las lecturas de los instrumentos, los movimientos de control y las reacciones de los interruptores.
Durante la verificación en tierra, la aeronave debe dirigirse contra el viento, si es posible, para aprovechar el flujo de aire de enfriamiento. A continuación se describe un procedimiento de verificación en tierra:
1. Verificación de la posición del control
2. Aletas del capó (si las tiene)—abiertas
3. Mezcla—rica
4. Hélice—rpm altas
5. Calor del carburador—frío
6. Verifique la hélice de acuerdo con las instrucciones del fabricante de la hélice.
7. Abra el acelerador a la configuración de rpm de aceleración según las instrucciones del fabricante (RPM especificadas y presión del colector).
8. Comprobación del funcionamiento del sistema de encendido.
Al realizar la verificación del funcionamiento del sistema de encendido (verificación del magneto), se utilizan las características de absorción de energía de la hélice en la posición de paso fijo bajo.
Al cambiar a magnetos individuales, cortar las bujías opuestas da como resultado una combustión más lenta, lo que da el mismo efecto que retardar el avance de la chispa. La caída en la velocidad del motor es una medida de la pérdida de potencia a esta velocidad de combustión más lenta.
Cuando se realiza la verificación del magneto, una caída en la indicación de presión del torquímetro es un buen complemento para la variación de rpm.
En los casos en que la escala del tacómetro esté graduada de manera aproximada, la variación del torquímetro puede brindar una evidencia más positiva del cambio de potencia cuando se cambia a la condición de magneto individual. Se puede esperar una pérdida en la presión del torquímetro que no exceda el 10 por ciento cuando se opera con un solo magneto.
Al comparar la caída de rpm con un estándar conocido, se determina lo siguiente:
1. La sincronización adecuada de cada magneto.
2. Rendimiento general del motor evidenciado por un funcionamiento suave.
3. Comprobación adicional de la correcta conexión de los cables de encendido.
Cualquier aspereza inusual en cualquiera de los magnetos es una indicación de un encendido defectuoso causado por una obstrucción en la bujía o por un mal funcionamiento del sistema de encendido. El operador debe ser muy sensible a la aspereza del motor durante esta revisión.
La falta de caída en las rpm puede ser una indicación de conexión a tierra defectuosa de un lado del sistema de encendido. El corte completo al cambiar a un magneto es una evidencia definitiva de que su lado del sistema de encendido no está funcionando.
Una diferencia excesiva en la caída de rpm entre las posiciones del interruptor izquierdo y derecho puede indicar una diferencia de tiempo entre los magnetos izquierdo y derecho.
Se debe dar tiempo suficiente a la verificación de cada posición individual del interruptor para permitir la estabilización completa de la velocidad del motor y la presión del múltiple.
Existe una tendencia a realizar esta comprobación demasiado rápido con las consiguientes indicaciones erróneas. La operación de hasta 1 minuto en un solo sistema de encendido no es excesiva.
Otro punto que debe enfatizarse es el peligro de pegarse el tacómetro. El tacómetro debe golpearse ligeramente para asegurarse de que la aguja indicadora se mueva libremente. En algunos casos, al usar tacómetros mecánicos más antiguos, el atascamiento ha causado errores en la indicación en la medida de 100 rpm.
En tales condiciones, el sistema de encendido podría haber tenido una caída de hasta 200 rpm con solo una caída de 100 rpm indicada en el instrumento. En la mayoría de los casos, tocar el instrumento elimina la adherencia y da como resultado lecturas precisas.
Al registrar los resultados de la revisión del sistema de encendido por tiempo, registre la cantidad de caída total de rpm que ocurre rápidamente y la cantidad que ocurre lentamente. Este desglose en la caída de rpm proporciona un medio para identificar ciertos problemas en el sistema de encendido.
Esto puede reducir el trabajo innecesario al limitar el mantenimiento a la parte específica del sistema de encendido que es responsable del problema.
La caída rápida de rpm generalmente es el resultado de bujías defectuosas o arnés de encendido defectuoso. Esto es así porque los enchufes o cables defectuosos surten efecto de inmediato. El cilindro se apaga o comienza a disparar intermitentemente en el instante en que el interruptor se mueve de "ambos" a la posición "derecha" o "izquierda".
La caída lenta de rpm generalmente es causada por un tiempo de encendido incorrecto o un ajuste defectuoso de la válvula. Con el tiempo de encendido tardío, la carga se dispara demasiado tarde (en relación con el recorrido del pistón) para que las presiones de combustión se acumulen al máximo en el momento adecuado.
El resultado es una pérdida de potencia superior a la normal para un solo encendido debido a las menores presiones máximas que se obtienen en el cilindro. Sin embargo, esta pérdida de potencia no ocurre tan rápidamente como la que acompaña a una bujía muerta.
Esto explica la caída lenta de las revoluciones en comparación con la caída instantánea con una bujía muerta o un cable defectuoso. Las holguras de válvula incorrectas, a través de su efecto en la superposición de válvulas, pueden hacer que la mezcla sea demasiado rica o demasiado pobre.
La mezcla demasiado rica o demasiado pobre puede afectar una bujía más que otra, debido a la ubicación de la bujía y mostrarse como una caída lenta de las rpm en la verificación de encendido. Cambie de "ambos" a "derecho" y vuelva a "ambos".
Cambie de "ambos" a "izquierda" y regrese a "ambos". Observe la caída de rpm mientras opera en las posiciones derecha e izquierda. La caída máxima no debe exceder la especificada por el fabricante del motor.
Comprobación de presión de combustible y presión de aceite - Fuel Pressure and Oil Pressure Check
La presión de combustible y la presión de aceite deben estar dentro de la tolerancia establecida (arco verde) para el motor.
Comprobación del paso de la hélice - Propeller Pitch Check
La hélice se revisa para garantizar el funcionamiento correcto del control de paso y el mecanismo de cambio de paso. El funcionamiento de una hélice de paso controlable se comprueba mediante las indicaciones del tacómetro y el manómetro del colector cuando el control del regulador de la hélice se mueve de una posición a otra.
Debido a que cada tipo de hélice requiere un procedimiento diferente, se deben seguir las instrucciones del fabricante correspondiente.
Comprobación de energía - Power Check
Las rpm específicas y la relación de presión del múltiple deben verificarse durante cada verificación en tierra. Esto se puede hacer en el momento en que se enciende el motor para realizar la verificación del magneto.
El propósito de esta verificación es medir el desempeño del motor contra un estándar establecido. Las pruebas de calibración han determinado que el motor es capaz de entregar una potencia determinada a unas rpm y una presión del colector determinadas.
La calibración original, o medida de potencia, se hace por medio de un dinamómetro en una celda de prueba. Durante la verificación en tierra, la potencia se mide con la hélice.
Con condiciones constantes de densidad del aire, la hélice, en cualquier posición de paso fijo, siempre requiere las mismas rpm para absorber la misma potencia del motor. Esta característica se utiliza para determinar el estado del motor.
Con el control del gobernador configurado para paso bajo completo, la hélice funciona como una hélice de paso fijo, porque el motor está estático.
En estas condiciones, la presión del múltiple para cualquier motor específico, con el control de mezcla en rico, indica si todos los cilindros están funcionando correctamente. Con uno o más cilindros apagados o encendidos intermitentemente, los cilindros operativos deben proporcionar más potencia para unas rpm dadas.
En consecuencia, el acelerador del carburador debe abrirse más, lo que da como resultado una mayor presión en el múltiple. Los diferentes motores del mismo modelo que utilizan la misma instalación de hélice, y con las mismas lecturas de barómetro y temperatura, deben requerir la misma presión del múltiple con una precisión de 1 "Hg.
Una presión del múltiple superior a la normal generalmente indica un cilindro muerto o un tiempo de encendido tardío.
Una presión del múltiple excesivamente baja para unas rpm en particular generalmente indica que el tiempo de encendido está adelantado. El encendido temprano puede causar detonación y pérdida de potencia en los ajustes de potencia de despegue.
La precisión de la verificación de energía puede verse afectada por las siguientes variables:
1. Viento: cualquier movimiento de aire apreciable (5 mph o más) cambia la carga de aire en la pala de la hélice cuando está en la posición de paso fijo. Un viento de frente aumenta las rpm que se pueden obtener con una presión de colector determinada. Un viento de cola disminuye las rpm.
2. Temperaturas atmosféricas: los efectos de las variaciones de la temperatura atmosférica tienden a anularse entre sí. Las temperaturas más altas de la admisión del carburador y del cilindro tienden a reducir las rpm, pero la carga de la hélice se aligera debido a que el aire es menos denso.
3. Temperatura del motor y del sistema de inducción: si las temperaturas del cilindro y del carburador son altas debido a factores distintos a la temperatura atmosférica, se produce un régimen de revoluciones bajo, ya que se reduce la potencia sin una reducción compensatoria de la carga de la hélice.
4. Temperatura del aceite: el aceite frío tiende a mantener bajas las rpm, ya que la mayor viscosidad da como resultado una mayor pérdida de potencia por fricción.
Comprobaciones de velocidad de ralentí y mezcla de ralentí - Idle Speed and Idle Mixture Checks
La dificultad de ensuciamiento de las bujías es el resultado inevitable de no proporcionar un ajuste adecuado de la mezcla en vacío. La tendencia parece ser ajustar la mezcla de ralentí en el lado extremadamente rico y compensar esto ajustando el tope del acelerador a rpm relativamente altas para un ralentí mínimo.
Con una configuración de mezcla de ralentí correctamente ajustada, es posible hacer funcionar el motor a rpm de ralentí durante períodos prolongados. Tal configuración resulta en un mínimo de obstrucción de bujías y humo de escape, y paga dividendos de los ahorros en los frenos de la aeronave después del aterrizaje y durante el rodaje.
Si el viento no es demasiado fuerte, la configuración de la mezcla en vacío se puede verificar fácilmente durante la verificación en tierra de la siguiente manera:
1. Cierre el acelerador.
2. Mueva el control de mezcla a la posición de corte de ralentí y observe el cambio en las rpm. Regrese el control de mezcla a la posición rica antes de apagar el motor.
A medida que la palanca de control de mezcla se mueve al corte de ralentí, y antes de la caída normal, puede ocurrir una de dos cosas momentáneamente: 1. La velocidad del motor puede aumentar. Un aumento en las rpm, pero menor que el recomendado por el fabricante (generalmente 20 rpm), indica la fuerza adecuada de la mezcla.
Un aumento mayor indica que la mezcla es demasiado rica. 2. Es posible que la velocidad del motor no aumente o disminuya inmediatamente. Esto indica que la mezcla inactiva es demasiado pobre. La mezcla inactiva debe configurarse para dar una mezcla ligeramente más rica que la mejor potencia, lo que resulta en un aumento de 10 a 20 rpm después del corte inactivo.
Parada del motor - Engine Stopping
Con cada tipo de instalación de motor, se utilizan procedimientos específicos para detener el motor. El procedimiento general, descrito en los siguientes párrafos, reduce el tiempo requerido para detenerse, minimiza las tendencias de petardeo y evita el sobrecalentamiento del motor enfriado por aire con deflector hermético durante la operación en tierra.
Al detener cualquier motor de aeronave, los controles se ajustan de la siguiente manera, independientemente del tipo o instalación del sistema de combustible.
1. Las aletas del capó y cualquier otra persiana o puerta siempre se colocan en la posición completamente abierta para evitar el sobrecalentamiento del motor y se dejan en esa posición después de parar el motor para evitar que el calor residual del motor deteriore el sistema de encendido.
2. El control del calentador de aire del carburador se deja en la posición fría para evitar daños que puedan ocurrir por petardeo.
3. La hélice de velocidad constante generalmente se detiene con el control en la posición de paso alto (disminución de rpm).
No se hace mención del acelerador, el control de mezcla, la válvula selectora de combustible y los interruptores de encendido en el conjunto de direcciones anterior porque la operación de estos controles varía con el tipo de carburador usado con el motor.
Un motor equipado con un carburador que incorpore un control de mezcla de corte de ralentí se detiene de la siguiente manera:
1. Ponga el motor en ralentí ajustando el acelerador de 800 a 1000 rpm.
2. Mueva el control de mezcla a la posición de corte de ralentí. En un carburador tipo flotador, iguala la presión en la cámara del flotador y en la boquilla de descarga.
3. Después de que la hélice haya dejado de girar, coloque el interruptor de encendido en la posición de apagado.
Además de las operaciones descritas anteriormente, comprobar el funcionamiento de varios elementos del equipo de la aeronave, como sistemas de generadores, sistemas hidráulicos, etc.
