馃敶✈️ 311. Motor de Aeronave: Fuel-Injection - sistemas de inyecci贸n de combustible 馃殎
Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 1, Pagina: 2-22
(Recuerda que nuestra informacion esta basada en manuales certificados de la Federal Aviation Administration FAA)
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Sistemas de inyecci贸n de combustible - Fuel-Injection Systems
El sistema de inyecci贸n de combustible tiene muchas ventajas sobre un sistema de carburador convencional. Hay menos peligro de formaci贸n de hielo en el sistema de inducci贸n, ya que la ca铆da de temperatura debido a la vaporizaci贸n del combustible tiene lugar en o cerca del cilindro.
La aceleraci贸n tambi茅n se mejora debido a la acci贸n positiva del sistema de inyecci贸n. Adem谩s, la inyecci贸n de combustible mejora la distribuci贸n del combustible.
Esto reduce el sobrecalentamiento de los cilindros individuales a menudo causado por la variaci贸n en la mezcla debido a la distribuci贸n desigual. El sistema de inyecci贸n de combustible tambi茅n brinda una mejor econom铆a de combustible que un sistema en el que la mezcla para la mayor铆a de los cilindros debe ser m谩s rica de lo necesario para que el cilindro con la mezcla m谩s pobre funcione correctamente.
Los sistemas de inyecci贸n de combustible var铆an en sus detalles de construcci贸n, disposici贸n y operaci贸n. Los sistemas de inyecci贸n de combustible Bendix y Continental se analizan en esta secci贸n. Se describen para proporcionar una comprensi贸n de los principios operativos involucrados. Para los detalles espec铆ficos de cualquier sistema, consulte las instrucciones del fabricante para el equipo involucrado.
Sistema de inyecci贸n de combustible Bendix/Precision - Bendix/Precision Fuel-Injection System
La serie de sistemas de inyecci贸n con regulador tipo v谩stago en l铆nea (RSA) de Bendix consta de un inyector, un divisor de flujo y una boquilla de descarga de combustible. Es un sistema de flujo continuo que mide el consumo de aire del motor y utiliza las fuerzas del flujo de aire para controlar el flujo de combustible al motor.
El sistema de distribuci贸n de combustible a los cilindros individuales se obtiene mediante el uso de un divisor de flujo de combustible y boquillas de purga de aire.
Inyector de combustible - Fuel Injector
El conjunto del inyector de combustible consta de: 1. Una secci贸n de flujo de aire, 2. Una secci贸n de regulador y 3. Una secci贸n de medici贸n de combustible. Algunos inyectores de combustible est谩n equipados con una unidad de control de mezcla autom谩tica.
Secci贸n de flujo de aire - Airflow Section
El consumo de flujo de aire del motor se mide detectando la presi贸n de impacto y la presi贸n de la garganta del venturi en el cuerpo del acelerador. Estas presiones se ventilan a los dos lados de un diafragma de aire.
En la figura se muestra una vista en corte de la secci贸n de medici贸n del flujo de aire. El movimiento de la v谩lvula de mariposa provoca un cambio en el consumo de aire del motor. Esto da como resultado un cambio en la velocidad del aire en el venturi.
Cuando aumenta el flujo de aire a trav茅s del motor, la presi贸n a la izquierda del diafragma disminuye debido a la ca铆da de presi贸n en la garganta del venturi. Como resultado, el diafragma se mueve hacia la izquierda y abre la v谩lvula de bola. A esta fuerza contribuye la presi贸n de impacto que captan los tubos de impacto.
Este diferencial de presi贸n se conoce como la "fuerza de medici贸n del aire". Esta fuerza se logra canalizando las presiones de impacto y succi贸n del venturi a lados opuestos de un diafragma. La diferencia entre estas dos presiones se convierte en una fuerza utilizable que es igual al 谩rea del diafragma por la diferencia de presi贸n.
Secci贸n Regulador - Regulator Section
La secci贸n del regulador consta de un diafragma de combustible que se opone a la fuerza de medici贸n del aire. La presi贸n de entrada de combustible se aplica a un lado del diafragma de combustible y la presi贸n de combustible medida se aplica al otro lado. La presi贸n diferencial a trav茅s del diafragma de combustible se denomina fuerza dosificadora de combustible.
La presi贸n de combustible que se muestra en el lado de la bola del diafragma de combustible es la presi贸n despu茅s de que el combustible ha pasado por el colador de combustible y la placa giratoria de control de mezcla manual y se conoce como presi贸n de combustible medida.
La presi贸n de entrada de combustible se aplica al lado opuesto del diafragma de combustible. La v谩lvula de bola adjunta al diafragma de combustible controla la apertura del orificio y el flujo de combustible a trav茅s de las fuerzas que se ejercen sobre 茅l.
La distancia que abre la v谩lvula de bola est谩 determinada por la diferencia entre las presiones que act煤an sobre los diafragmas. Esta diferencia de presi贸n es proporcional al flujo de aire a trav茅s del inyector. Por lo tanto, el volumen de flujo de aire determina la tasa de flujo de combustible.
En configuraciones de baja potencia, la diferencia de presi贸n creada por el venturi es insuficiente para lograr una regulaci贸n uniforme del combustible. Se incorpora un resorte de ralent铆 de cabeza constante para proporcionar una presi贸n diferencial de combustible constante. Esto permite un flujo final adecuado en el rango de ralent铆.
Secci贸n de medici贸n de combustible - Fuel Metering Section
La secci贸n de medici贸n de combustible est谩 unida a la secci贸n de medici贸n de aire y contiene un filtro de combustible de entrada, una v谩lvula de control de mezcla manual, una v谩lvula de ralent铆 y el surtidor de medici贸n principal.
La v谩lvula de ralent铆 est谩 conectada a la v谩lvula de mariposa por medio de un enlace ajustable externo. En algunos modelos de inyectores, tambi茅n se encuentra un chorro de enriquecimiento de potencia en esta secci贸n.
El prop贸sito de la secci贸n de medici贸n de combustible es medir y controlar el flujo de combustible al divisor de flujo. La v谩lvula de control de mezcla manual produce una condici贸n rica total cuando la palanca est谩 contra el tope de mezcla rica, y una mezcla progresivamente m谩s pobre a medida que la palanca se mueve hacia el corte de ralent铆.
Tanto la velocidad de ralent铆 como la mezcla de ralent铆 se pueden ajustar externamente para cumplir con los requisitos individuales del motor.
Divisor de flujo - Flow Divider
El combustible medido se entrega desde la unidad de control de combustible a un divisor de flujo presurizado. Esta unidad mantiene el combustible medido bajo presi贸n, divide el combustible entre los distintos cilindros a todas las velocidades del motor y cierra las l铆neas de las boquillas individuales cuando el control se coloca en corte de ralent铆.
Con referencia al diagrama de la figura, la presi贸n de combustible medida ingresa al divisor de flujo a trav茅s de un canal que permite que el combustible pase a trav茅s del di谩metro interior de la aguja del divisor de flujo.
A velocidad de ralent铆, la presi贸n de combustible del regulador debe acumularse para superar la fuerza del resorte aplicada al conjunto de diafragma y v谩lvula.
Esto mueve la v谩lvula hacia arriba hasta que el combustible puede pasar a trav茅s del anillo de la v谩lvula hacia la boquilla de combustible. Dado que el regulador mide y entrega una cantidad fija de combustible al divisor de flujo, la v谩lvula se abre solo lo necesario para pasar esta cantidad a las boquillas.
En reposo, la apertura requerida es muy peque帽a; el combustible para los cilindros individuales se divide en ralent铆 por el divisor de flujo.
A medida que el flujo de combustible a trav茅s del regulador aumenta por encima de los requisitos de ralent铆, se acumula presi贸n de combustible en las l铆neas de las boquillas. Esta presi贸n abre completamente la v谩lvula divisora de flujo y la distribuci贸n de combustible al motor pasa a ser una funci贸n de las boquillas de descarga.
Se puede usar un man贸metro de combustible, calibrado en libras por hora de flujo de combustible, como medidor de flujo de combustible con el sistema de inyecci贸n Bendix RSA. Este man贸metro est谩 conectado al divisor de flujo y detecta la presi贸n que se aplica a la boquilla de descarga. Esta presi贸n es directamente proporcional al flujo de combustible e indica la potencia del motor y el consumo de combustible.
Boquillas de descarga de combustible - Fuel Discharge Nozzles
Las boquillas de descarga de combustible tienen una configuraci贸n de purga de aire. Hay una boquilla para cada cilindro ubicada en la culata. La salida de la boquilla se dirige hacia el puerto de entrada.
Cada boquilla incorpora un chorro calibrado. El tama帽o del jet est谩 determinado por la presi贸n de entrada de combustible disponible y el flujo de combustible m谩ximo requerido por el motor.
El combustible se descarga a trav茅s de este surtidor en una c谩mara de presi贸n de aire ambiental dentro del conjunto de boquilla. Antes de ingresar a las c谩maras de v谩lvulas de admisi贸n individuales, el combustible se mezcla con aire para ayudar a atomizar el combustible.
La presi贸n de combustible, antes de las boquillas individuales, es directamente proporcional al flujo de combustible; por lo tanto, un man贸metro simple puede calibrarse en el flujo de combustible en galones por hora y emplearse como medidor de flujo. Los motores modificados con turbocompresores deben usar boquillas cubiertas.
Sistema de inyecci贸n de combustible Continental/TCM - Continental/TCM Fuel-Injection System
El sistema de inyecci贸n de combustible Continental inyecta combustible en el puerto de la v谩lvula de admisi贸n en cada culata. El sistema consta de una bomba de inyecci贸n de combustible, una unidad de control, un colector de combustible y una boquilla de descarga de combustible.
Es del tipo de flujo continuo, que controla el flujo de combustible para que coincida con el flujo de aire del motor. El sistema de flujo continuo permite el uso de una bomba de paletas rotativas que no requiere sincronizar el motor.
Bomba de inyecci贸n de combustible - Fuel-Injection Pump
La bomba de combustible es del tipo de paletas rotativas de desplazamiento positivo con un eje estriado para la conexi贸n al sistema de transmisi贸n de accesorios del motor. Se proporciona una v谩lvula de alivio tipo diafragma cargada por resorte.
La c谩mara del diafragma de la v谩lvula de alivio se ventila a la presi贸n atmosf茅rica. En la figura se muestra una vista en secci贸n de una bomba de inyecci贸n de combustible.
El combustible entra en el pozo de turbulencia del separador de vapor. Aqu铆, el vapor se separa mediante un movimiento de remolino para que solo se suministre combustible l铆quido a la bomba.
El vapor se extrae del centro superior del pozo de turbulencia mediante un peque帽o chorro de combustible a presi贸n y se dirige a la l铆nea de retorno de vapor. Esta l铆nea lleva el vapor de regreso al tanque de combustible.
Ignorando el efecto de la altitud o las condiciones del aire ambiental, el uso de una bomba impulsada por motor de desplazamiento positivo significa que los cambios en la velocidad del motor afectan proporcionalmente el flujo total de la bomba. Dado que la bomba proporciona una mayor capacidad que la requerida por el motor, se requiere una ruta de recirculaci贸n.
Al colocar un orificio calibrado y una v谩lvula de alivio en este camino, la presi贸n de entrega de la bomba tambi茅n se mantiene en proporci贸n a la velocidad del motor. Estas disposiciones aseguran la presi贸n adecuada de la bomba y el suministro de combustible para todas las velocidades de funcionamiento del motor.
Se proporciona una v谩lvula de retenci贸n para que la presi贸n de la bomba de refuerzo al sistema pueda desviar la bomba impulsada por el motor para arrancar.
Esta caracter铆stica tambi茅n suprime la formaci贸n de vapor a altas temperaturas ambientales del combustible y permite el uso de la bomba auxiliar como fuente de presi贸n de combustible en caso de falla de la bomba impulsada por el motor.
Unidad de control de aire/combustible - Fuel/Air Control Unit
La funci贸n del conjunto de control de aire/combustible es controlar la admisi贸n de aire del motor y establecer la presi贸n de combustible medida para una relaci贸n aire/combustible adecuada. El acelerador de aire est谩 montado en la entrada del colector y su v谩lvula de mariposa, colocada por el control del acelerador en la aeronave, controla el flujo de aire al motor.
El conjunto del acelerador de aire es una fundici贸n de aluminio que contiene el conjunto del eje y la v谩lvula de mariposa. El tama帽o del orificio de fundici贸n se adapta al tama帽o del motor y no se utiliza venturi u otra restricci贸n.
Conjunto de control de combustible - Fuel Control Assembly
El cuerpo de control de combustible est谩 hecho de bronce para una mejor acci贸n de rodamiento con las v谩lvulas de acero inoxidable. Su orificio central contiene una v谩lvula dosificadora en un extremo y una v谩lvula de control de mezcla en el otro extremo. Cada v谩lvula rotativa de acero inoxidable incluye una ranura que forma una c谩mara de combustible.
El combustible ingresa a la unidad de control a trav茅s de un filtro y pasa a la v谩lvula dosificadora. Esta v谩lvula rotativa tiene un borde en forma de leva en la parte exterior de la cara frontal. La posici贸n de la leva en el puerto de entrega de combustible controla el combustible que pasa a la v谩lvula m煤ltiple y las boquillas.
El puerto de retorno de combustible se conecta al pasaje de retorno del tap贸n dosificador central. La alineaci贸n de la v谩lvula de control de mezcla con este pasaje determina la cantidad de combustible que regresa a la bomba de combustible.
Al conectar la v谩lvula dosificadora al acelerador de aire, el flujo de combustible se proporciona adecuadamente al flujo de aire para obtener la proporci贸n correcta de combustible/aire. Un nivel de control est谩 montado en el eje de la v谩lvula de control de mezcla y conectado al control de mezcla de la cabina.
V谩lvula colectora de combustible - Fuel Manifold Valve
La v谩lvula del m煤ltiple de combustible contiene una entrada de combustible, una c谩mara de diafragma y puertos de salida para las l铆neas a las boquillas individuales. El diafragma accionado por resorte opera una v谩lvula en el orificio central del cuerpo.
La presi贸n del combustible proporciona la fuerza para mover el diafragma. El diafragma est谩 encerrado por una cubierta que retiene el resorte de carga del diafragma.
Cuando la v谩lvula est谩 hacia abajo contra el asiento pulido en el cuerpo, las l铆neas de combustible a los cilindros se cierran. La v谩lvula est谩 perforada para permitir el paso del combustible desde la c谩mara del diafragma hasta su base y se instala una v谩lvula de bola dentro de la v谩lvula. Todo el combustible entrante debe pasar a trav茅s de una pantalla fina instalada en la c谩mara del diafragma.
Desde la v谩lvula de control de inyecci贸n de combustible, el combustible se entrega a la v谩lvula del colector de combustible, que proporciona un punto central para dividir el flujo de combustible a los cilindros individuales.
En la v谩lvula del m煤ltiple de combustible, un diafragma sube o baja una v谩lvula de 茅mbolo para abrir o cerrar simult谩neamente los puertos de suministro de combustible de los cilindros individuales.
Boquilla de descarga de combustible - Fuel Discharge Nozzle
La boquilla de descarga de combustible est谩 ubicada en la culata con su salida dirigida hacia el puerto de admisi贸n. El cuerpo de la boquilla contiene un pasaje central perforado con un escariado en cada extremo. El extremo inferior se usa como c谩mara para mezclar aire/combustible antes de que el roc铆o salga de la boquilla.
El orificio superior contiene un orificio extra铆ble para calibrar las boquillas. Las boquillas est谩n calibradas en varios rangos, y todas las boquillas provistas para un motor son del mismo rango y est谩n identificadas con una letra estampada en el hex谩gono del cuerpo de la boquilla.
Los orificios radiales perforados conectan el escariado superior con el exterior del cuerpo de la boquilla. Estos orificios ingresan en el escariado por encima del orificio y extraen aire a trav茅s de una pantalla cil铆ndrica colocada sobre el cuerpo de la boquilla.
Se ajusta a presi贸n un escudo en el cuerpo de la boquilla y se extiende sobre la mayor parte de la pantalla del filtro, dejando una abertura cerca del fondo. Esto brinda protecci贸n mec谩nica y un cambio abrupto en la direcci贸n del flujo de aire que mantiene la suciedad y los materiales extra帽os fuera del interior de la boquilla.
