Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 7-9
Aircraft Engine: Propeller Governor
Un gobernador es un dispositivo sensor de rpm del motor y una bomba de aceite de alta presión. En un sistema de hélice de velocidad constante, el gobernador responde a un cambio en las rpm del motor dirigiendo aceite bajo presión al cilindro hidráulico de la hélice o liberando aceite del cilindro hidráulico.
El cambio en el volumen de aceite en el cilindro hidráulico cambia el ángulo de las palas y mantiene las rpm del sistema de la hélice. El gobernador se configura para unas rpm específicas a través del control de la hélice de la cabina, que comprime o libera el resorte del regulador de velocidad del gobernador.
Se utiliza un gobernador de hélice para detectar la velocidad de la hélice y del motor y normalmente proporciona aceite a la hélice para la posición de paso bajo. Hay un par de hélices que no se desplazan en bandera que funcionan de manera opuesta a esta; se analizan más adelante en este capítulo.
Las fuerzas fundamentales, algunas ya analizadas, se utilizan para controlar las variaciones del ángulo de las palas necesarias para el funcionamiento de la hélice a velocidad constante. Estas fuerzas son:
1. Momento de torsión centrífugo - Centrifugal twisting moment: un componente de la fuerza centrífuga que actúa sobre un álabe giratorio que tiende en todo momento a mover el álabe a un paso bajo.
2. Aceite del gobernador de la hélice en el lado del pistón de la hélice - Propeller-governor oil on the propeller piston side: equilibra los contrapesos de las palas de la hélice, lo que mueve las palas hacia un paso alto.
3. Contrapesos de las palas de la hélice - Propeller blade counterweights: mueva siempre las palas hacia un paso alto.
4. Presión de aire contra el pistón de la hélice - Air pressure against the propeller piston: empuja hacia un paso alto.
5. Muelles grandes - Large springs: empujar en la dirección de paso alto y pluma.
6. Fuerza de torsión centrífuga - Centrifugal twisting force: mueve las palas hacia un paso bajo.
7. Fuerza de torsión aerodinámica - Aerodynamic twisting force: mueve las palas hacia un paso alto.
Todas las fuerzas enumeradas no son iguales en fuerza. La fuerza más poderosa es la presión del aceite del gobernador que actúa sobre el pistón de la hélice. Este pistón está conectado mecánicamente a las palas; a medida que se mueve el pistón, las cuchillas giran en proporción. Al eliminar la presión de aceite del gobernador, las otras fuerzas pueden expulsar el aceite de la cámara del pistón y mover las palas de la hélice en la otra dirección.
Mecanismo del Gobernador - Governor Mechanism
El regulador de hélice de acción simple accionado por motor (control de velocidad constante) recibe aceite del sistema de lubricación y aumenta su presión a la requerida para operar el mecanismo de cambio de paso.
Consiste en una bomba de engranajes para aumentar la presión del aceite del motor, una válvula piloto controlada por contrapesos en el gobernador para controlar el flujo de aceite a través del gobernador hacia y desde la hélice, y un sistema de válvula de alivio que regula el aceite operativo. presiones en el gobernador.
Un resorte llamado resorte deslizador se opone a la capacidad del contrapeso del gobernador para volar hacia afuera al girar. La tensión de este resorte se puede ajustar mediante el control de la hélice en el cuadrante de control. La tensión del resorte del acelerador establece las rpm máximas del motor en el modo de gobernador.
A medida que aumentan las rpm del motor y de la hélice en el punto de ajuste máximo (velocidad máxima) del gobernador, los contrapesos del gobernador vencen la tensión del resorte del acelerador y se mueven hacia afuera.
Esta acción mueve la válvula piloto en el gobernador para liberar aceite del pistón de la hélice y permite que los contrapesos de las palas aumenten el paso de las palas, lo que aumenta la carga en el motor, ralentizándolo o manteniendo la velocidad establecida.
Además de aumentar la presión del aceite del motor para producir una de las fuerzas de control fundamentales, el gobernador mantiene el equilibrio requerido entre las fuerzas de control dosificando o drenando del pistón de la hélice la cantidad exacta de aceite necesaria para mantener el ángulo adecuado de las palas para funcionamiento a velocidad constante.
La posición de la válvula piloto, con respecto al puerto de medición de la hélice-gobernador, regula la cantidad de aceite que fluye a través de este puerto hacia o desde la hélice.
Un resorte deslizador sobre la cremallera se opone a la acción de los contrapesos del gobernador, que detectan la velocidad de la hélice. Si los contrapesos giran más rápido que la tensión del resorte del acelerador, salen volando; esta es una condición de exceso de velocidad.
Para reducir la velocidad de la combinación del motor y la hélice, se debe aumentar el ángulo de las palas (paso). Se permite que el aceite fluya lejos del pistón de la hélice y los contrapesos aumentan el paso o el ángulo de las palas, lo que reduce la velocidad de la hélice hasta que alcanza una condición de velocidad en la que se equilibran la fuerza sobre los contrapesos del regulador y la tensión sobre el resorte del acelerador.
Este equilibrio de fuerzas puede verse alterado por el cambio de actitud de la aeronave (ascenso o picado) o por el cambio del piloto en la tensión del resorte del deslizador con el control de la hélice en el panel de instrumentos (es decir, si el piloto selecciona diferentes rpm).
Condición de subvelocidad - Underspeed Condition
Cuando el motor está operando por debajo de las rpm establecidas por el piloto usando el control de la cabina, el gobernador está operando en una condición de baja velocidad. En esta condición, los contrapesos se inclinan hacia adentro porque no hay suficiente fuerza centrífuga en los contrapesos para vencer la fuerza del resorte del acelerador.
La válvula piloto, empujada hacia abajo por el resorte del acelerador, mide el flujo de aceite para disminuir el paso de la hélice y aumentar las rpm del motor. Si se eleva el morro de la aeronave o se mueven las palas a un ángulo de pala mayor, esto aumenta la carga en el motor y la hélice intenta reducir la velocidad.
Para mantener una velocidad constante, el gobernador detecta la disminución de velocidad y aumenta el flujo de aceite a la hélice, moviendo las palas a un paso más bajo y permitiéndoles mantener la misma velocidad.
Cuando la velocidad del motor comienza a caer por debajo de las rpm para las que está configurado el gobernador, la disminución resultante de la fuerza centrífuga ejercida por los contrapesos permite que el resorte del acelerador baje la válvula piloto (contrapesos hacia adentro), abriendo así el puerto de medición del gobernador de la hélice.
Luego, el aceite fluye a través del puerto de la válvula y hacia el pistón de la hélice, lo que hace que las palas se muevan a un paso más bajo (una disminución de la carga).
Condición de exceso de velocidad - Overspeed Condition
Cuando el motor está operando por encima de las rpm establecidas por el piloto usando el control de la cabina, el gobernador está operando en una condición de sobrevelocidad. En una condición de sobrevelocidad, la fuerza centrífuga que actúa sobre los contrapesos es mayor que la fuerza del resorte del acelerador. Los contrapesos se inclinan hacia afuera y elevan la válvula piloto.
Luego, la válvula piloto mide el flujo de aceite para aumentar el paso de la hélice y reducir las rpm del motor. Cuando la velocidad del motor aumenta por encima de las rpm para las que se fijó el gobernador, tenga en cuenta que los contrapesos se mueven hacia afuera contra la fuerza del resorte del acelerador, elevando la válvula piloto.
Esto abre el puerto de medición del gobernador de la hélice, lo que permite que el aceite del gobernador fluya desde el pistón de la hélice, lo que permite que los contrapesos en las palas aumenten el paso y reduzcan la velocidad del motor.
Condición de velocidad - On-Speed Condition
Cuando el motor está operando a las rpm establecidas por el piloto usando el control de la cabina, el gobernador está operando a velocidad. En una condición de velocidad, la fuerza centrífuga que actúa sobre los contrapesos se equilibra con el resorte del acelerador y la válvula piloto no dirige aceite hacia ni desde el cilindro hidráulico de la hélice.
En la condición de velocidad, las fuerzas de los contrapesos del regulador y la tensión en el resorte del acelerador son iguales; las palas de la hélice no se mueven ni cambian de paso.
Si sucede algo que desequilibre estas fuerzas, como si la aeronave se sumerge o sube, o si el piloto selecciona un nuevo rango de rpm a través del control de la hélice (cambia la tensión en el resorte del deslizador), entonces estas fuerzas son desiguales y se produciría una condición de sobrevelocidad o subvelocidad. resultado.
Un cambio en las rpm se produce en el modo de gobierno por la selección del piloto de una nueva posición del control de la hélice, que cambia la tensión del resorte del regulador de velocidad o por el cambio de actitud de la aeronave.
El gobernador, como un dispositivo de detección de velocidad, hace que la hélice mantenga un número de revoluciones fijo independientemente de la actitud de la aeronave. El rango de gobierno de la hélice del resorte del acelerador está limitado a unas 200 rpm. Más allá de estas rpm, el gobernador no puede mantener las rpm correctas.
Operación del sistema del gobernador - Governor System Operation
Si la velocidad del motor cae por debajo de las rpm para las que se fijó el gobernador, la fuerza de rotación en los contrapesos del gobernador impulsado por el motor se vuelve menor. Esto permite que el resorte del acelerador mueva la válvula piloto hacia abajo.
Con la válvula piloto en la posición hacia abajo, el aceite de la bomba de engranajes fluye a través de un pasaje hacia la hélice y mueve el cilindro hacia afuera.
Esto, a su vez, reduce el ángulo de las palas y permite que el motor vuelva al ajuste de velocidad. Si la velocidad del motor aumenta por encima de las rpm para las que se fijó el gobernador, los contrapesos se mueven contra la fuerza del resorte del acelerador y levantan la válvula piloto. Esto permite que el aceite de la hélice se drene a través del eje impulsor del regulador.
A medida que el aceite sale de la hélice, la fuerza centrífuga que actúa sobre los contrapesos hace que las palas tomen un ángulo mayor. que disminuye las rpm del motor.
Cuando el motor está exactamente a las rpm establecidas por el gobernador, la reacción centrífuga de los contrapesos equilibra la fuerza del resorte del acelerador, posicionando la válvula piloto de modo que no se suministre ni se drene aceite de la hélice.
Con esta condición, el ángulo de la pala de la hélice no cambia. Tenga en cuenta que el ajuste de rpm se realiza variando la cantidad de compresión en el resorte del acelerador. El posicionamiento de la cremallera del deslizador es la única acción controlada manualmente. Todos los demás se controlan automáticamente dentro del gobernador. el ángulo de la pala de la hélice no cambia.
Tenga en cuenta que el ajuste de rpm se realiza variando la cantidad de compresión en el resorte del acelerador. El posicionamiento de la cremallera del deslizador es la única acción controlada manualmente. Todos los demás se controlan automáticamente dentro del gobernador. el ángulo de la pala de la hélice no cambia.
Tenga en cuenta que el ajuste de rpm se realiza variando la cantidad de compresión en el resorte del acelerador. El posicionamiento de la cremallera del deslizador es la única acción controlada manualmente. Todos los demás se controlan automáticamente dentro del gobernador.