馃敶✈️ 391. Aviaci贸n: Principios B谩sicos de Funcionamiento del Motor - Basic Engine 馃殎
Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 10-29
(Recuerda que nuestra informacion esta basada en manuales certificados de la Federal Aviation Administration FAA)
Recuerda que somos Aprendamos Aviacion A² con alianza de Sky Alpha A²
Aviation: Basic Engine Operating Principles
Proceso de combusti贸n - Combustion Process
La combusti贸n normal ocurre cuando la mezcla de aire y combustible se enciende en el cilindro y se quema progresivamente a un ritmo bastante uniforme en toda la c谩mara de combusti贸n. Cuando el encendido se sincroniza correctamente, la presi贸n m谩xima se acumula justo despu茅s de que el pist贸n haya pasado el punto muerto superior al final de la carrera de compresi贸n.
Los frentes de llama comienzan en cada buj铆a y se queman en formas m谩s o menos onduladas. La velocidad del viaje de la llama est谩 influenciada por el tipo de combustible, la proporci贸n de la mezcla de aire/combustible y la presi贸n y temperatura de la mezcla de combustible.
Con una combusti贸n normal, el recorrido de la llama es de unos 100 pies/segundo. La temperatura y la presi贸n dentro del cilindro aumentan a un ritmo normal a medida que se quema la mezcla de aire y combustible.
Detonaci贸n - Detonation
Sin embargo, existe un l铆mite en cuanto a la cantidad de compresi贸n y el grado de aumento de la temperatura que se puede tolerar dentro de un cilindro del motor y aun as铆 permitir una combusti贸n normal. Todos los combustibles tienen l铆mites cr铆ticos de temperatura y compresi贸n.
M谩s all谩 de este l铆mite, se encienden espont谩neamente y arden con violencia explosiva. Esta quema instant谩nea y explosiva de la mezcla aire/combustible o, m谩s exactamente, de la 煤ltima porci贸n de la carga se denomina detonaci贸n.
La detonaci贸n es la combusti贸n espont谩nea de la carga no quemada por delante de los frentes de llama despu茅s de la ignici贸n de la carga. Durante la combusti贸n normal, los frentes de llama avanzan desde el punto de ignici贸n a trav茅s del cilindro.
Estos frentes de llamas comprimen los gases delante de ellos. Al mismo tiempo, los gases est谩n siendo comprimidos por el movimiento ascendente del pist贸n. Si la compresi贸n total de los gases no quemados restantes supera el punto cr铆tico, se produce la detonaci贸n.
La quema explosiva durante la detonaci贸n da como resultado un aumento de presi贸n extremadamente r谩pido. Este r谩pido aumento de presi贸n y la alta temperatura instant谩nea, combinados con la alta turbulencia generada, provocan una acci贸n de fregado en el cilindro y el pist贸n. Esto puede quemar un agujero completamente a trav茅s del pist贸n.
El punto cr铆tico de detonaci贸n var铆a con la relaci贸n de combustible a aire en la mezcla. Por lo tanto, la caracter铆stica de detonaci贸n de la mezcla se puede controlar variando la relaci贸n aire/combustible. A alta potencia, las presiones y temperaturas de combusti贸n son m谩s altas que a baja o media potencia.
Por lo tanto, a alta potencia, la relaci贸n aire/combustible se enriquece m谩s de lo necesario para una buena combusti贸n a media o baja potencia. Esto se hace porque, en general, una mezcla rica no detona tan f谩cilmente como una mezcla pobre.
A menos que la detonaci贸n sea fuerte, no hay evidencia en la cabina de vuelo de su presencia. La detonaci贸n de ligera a media no provoca asperezas, aumentos de temperatura ni p茅rdidas de potencia notables. Como resultado, puede estar presente durante el despegue y el ascenso a gran potencia sin que la tripulaci贸n de vuelo lo sepa.
De hecho, los efectos de la detonaci贸n a menudo no se descubren hasta despu茅s del desmontaje del motor. Sin embargo, cuando se reacondiciona el motor, la presencia de una detonaci贸n severa durante su funcionamiento se indica mediante cabezas de pist贸n abombadas, cabezas de v谩lvulas colapsadas, superficies de anillos rotas o partes erosionadas de v谩lvulas, pistones o cabezas de cilindros.
La protecci贸n b谩sica contra la detonaci贸n se proporciona en el dise帽o de la configuraci贸n del carburador del motor, que suministra autom谩ticamente las mezclas ricas requeridas para la supresi贸n de la detonaci贸n a alta potencia; las limitaciones nominales, que incluyen las temperaturas m谩ximas de funcionamiento; y selecci贸n del grado correcto de combustible.
Los factores de dise帽o, enfriamiento del cilindro, sincronizaci贸n del magneto, distribuci贸n de la mezcla, grado de sobrealimentaci贸n y ajuste del carburador se tienen en cuenta en el dise帽o y desarrollo del motor y su m茅todo de instalaci贸n en la aeronave.
La responsabilidad restante para la prevenci贸n de la detonaci贸n recae directamente en manos de las tripulaciones de tierra y de vuelo. Son responsables de la observancia de las rpm y los l铆mites de presi贸n del colector. Se debe cumplir con el uso adecuado del sobrealimentador y la mezcla de combustible, y el mantenimiento de la culata de cilindros y la temperatura del aire del carburador (CAT) adecuados.
Pre encendido - Pre-Ignition
El preencendido, como su nombre lo indica, significa que la combusti贸n tiene lugar dentro del cilindro antes de que la chispa sincronizada salte a trav茅s de los terminales de la buj铆a. Esta condici贸n a menudo se puede atribuir a un exceso de carbono u otros dep贸sitos que causan puntos calientes locales.
La detonaci贸n a menudo conduce a la preignici贸n. Sin embargo, el preencendido tambi茅n puede ser causado por una operaci贸n de alta potencia en mezclas excesivamente pobres. La preignici贸n generalmente se indica en la cabina de vuelo por la aspereza del motor, el petardeo y por un aumento repentino en la temperatura de la culata.
Cualquier 谩rea dentro de la c谩mara de combusti贸n que se vuelva incandescente sirve como un encendedor antes del encendido programado normal y provoca la combusti贸n antes de lo deseado. La preignici贸n puede ser causada por un 谩rea rugosa y calentada por la erosi贸n de la detonaci贸n.
Una v谩lvula o pist贸n agrietado, o un aislante de buj铆a roto, pueden proporcionar un punto caliente que sirve como buj铆a incandescente.
El punto caliente puede ser causado por dep贸sitos en las superficies de la c谩mara como resultado del uso de combustibles con plomo. Los dep贸sitos de carb贸n normales tambi茅n pueden causar una preignici贸n. Espec铆ficamente, el preencendido es una condici贸n similar a la sincronizaci贸n temprana de la chispa.
La carga en el cilindro se enciende antes del tiempo requerido para el encendido normal del motor. Sin embargo, no confunda el preencendido con la chispa que ocurre demasiado temprano en el ciclo.
El preencendido es causado por un punto caliente en la c谩mara de combusti贸n, no por un tiempo de encendido incorrecto. El punto caliente puede deberse a un cilindro sobrecalentado o a un defecto dentro del cilindro.
El m茅todo m谩s obvio para corregir el preencendido es reducir la temperatura del cilindro. El paso inmediato es retardar el acelerador. Esto reduce la cantidad de carga de combustible y la cantidad de calor generado.
Si se utiliza un sobrealimentador, reduzca la presi贸n del colector tanto como sea posible para reducir la temperatura de carga. A continuaci贸n, se debe enriquecer la mezcla, si es posible, para bajar la temperatura de combusti贸n.
Si el motor est谩 a alta potencia cuando se produce el preencendido, retrasar el acelerador durante unos segundos puede proporcionar suficiente enfriamiento para quitar parte del plomo u otros dep贸sitos dentro de la c谩mara de combusti贸n. Estas part铆culas astilladas salen por el escape.
Backfiring
Cuando una mezcla de combustible y aire no contiene suficiente combustible para consumir todo el ox铆geno, se denomina mezcla pobre. Por el contrario, una carga que contiene m谩s combustible del necesario se denomina mezcla rica. Una mezcla extremadamente pobre no se quema en absoluto o se quema tan lentamente que la combusti贸n no se completa al final de la carrera de escape.
La llama permanece en el cilindro y luego enciende el contenido en el colector de admisi贸n o el sistema de inducci贸n cuando se abre la v谩lvula de admisi贸n. Esto provoca una explosi贸n conocida como petardeo, que puede da帽ar el carburador y otras partes del sistema de inducci贸n.
El tiempo de encendido incorrecto o los cables de encendido defectuosos pueden hacer que el cilindro se encienda en el momento equivocado, lo que permite que el cilindro se encienda cuando la v谩lvula de admisi贸n est谩 abierta, lo que puede provocar una explosi贸n.
Un punto que vale la pena enfatizar es que las fallas rara vez involucran todo el motor. Por lo tanto, rara vez es culpa del carburador. En pr谩cticamente todos los casos, el petardeo se limita a uno o dos cilindros.
Por lo general, es el resultado de un ajuste incorrecto de la holgura de las v谩lvulas, boquillas de los inyectores de combustible defectuosas u otras condiciones que hacen que estos cilindros funcionen de forma m谩s pobre que el motor en su conjunto.
No puede haber cura permanente hasta que estos defectos sean descubiertos y corregidos. Debido a que estos cilindros de petardeo disparan intermitentemente y, por lo tanto, se enfr铆an, pueden ser detectados por la verificaci贸n del cilindro fr铆o.
En algunos casos, un motor falla en el rango de ralent铆 pero funciona satisfactoriamente en configuraciones de potencia media y alta. La causa m谩s probable, en este caso, es una mezcla inactiva excesivamente pobre. El ajuste adecuado de la mezcla de aire/combustible al ralent铆 generalmente corrige esta dificultad.
Afterfiring
La postcombusti贸n, a veces llamada postcombusti贸n, a menudo se produce cuando la mezcla de aire y combustible es demasiado rica. Las mezclas demasiado ricas tambi茅n se queman lentamente; por lo tanto, las cargas de combustible no quemado est谩n presentes en los gases de escape.
El aire del exterior de las chimeneas de escape se mezcla con este combustible no quemado que se enciende. Esto provoca una explosi贸n en el sistema de escape.
La postcombusti贸n es quiz谩s m谩s com煤n donde los conductos de escape largos retienen una mayor cantidad de cargas sin quemar. Al igual que en el caso de petardeo, la correcci贸n del disparo posterior es el ajuste adecuado de la mezcla de aire y combustible.
El disparo posterior tambi茅n puede ser causado por cilindros que no encienden debido a buj铆as defectuosas, boquillas de inyecci贸n de combustible defectuosas. o juego de v谩lvulas incorrecto. La mezcla sin quemar de estos cilindros muertos pasa al sistema de escape, donde se enciende y se quema.
Desafortunadamente, el soplete resultante o la postcombusti贸n pueden confundirse f谩cilmente con la evidencia de un carburador rico. Los cilindros que disparan intermitentemente pueden causar un efecto similar.
Nuevamente, el mal funcionamiento solo se puede remediar descubriendo la causa real y corrigiendo el defecto. Los cilindros muertos o intermitentes se pueden localizar mediante la verificaci贸n del cilindro fr铆o.