馃敶✈️ 389. Motor de Aeronave: Instalaci贸n y Pruebas - Installation and Testing 馃殎
Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 10-20
Aircraft Engine: Installation and Testing
(Recuerda que nuestra informacion esta basada en manuales certificados de la Federal Aviation Administration FAA)
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Pruebas de motores de motores alternativos - Engine Testing of Reciprocating Engines
Los procedimientos y equipos utilizados para determinar que un motor est谩 listo para el servicio de aeronavegabilidad y se encuentra en excelentes condiciones mec谩nicas, normalmente requieren el uso de un banco de pruebas o celda de prueba, aunque se puede utilizar la aeronave.
El m茅todo de prueba o rodaje del motor que se lleva a cabo durante la revisi贸n antes de la entrega del motor es fundamental para la aeronavegabilidad del motor.
Debe enfatizarse que el rodaje del motor es tan vital como cualquier otra fase de la revisi贸n del motor, ya que es el medio por el cual se verifica la calidad de un motor nuevo o reci茅n revisado, y es el paso final en la preparaci贸n de un motor para servicio.
Por lo tanto, la confiabilidad y la vida 煤til potencial de un motor est谩n en duda hasta que haya pasado satisfactoriamente la prueba de celda.
La prueba tiene un doble prop贸sito. En primer lugar, realiza el rodaje de los anillos del pist贸n y el pulido de los cojinetes. En segundo lugar, proporciona informaci贸n valiosa que utiliz贸 para evaluar el rendimiento del motor y determinar su estado.
Para proporcionar un flujo de aceite adecuado a la parte superior de las paredes del cilindro con una p茅rdida m铆nima de aceite, es importante que los anillos de pist贸n est茅n correctamente asentados en el cilindro en el que est谩n instalados.
El proceso se denomina rodaje (rodaje) del anillo del pist贸n y se logra principalmente mediante la operaci贸n controlada del motor en el rango de alta velocidad. El acondicionamiento o rodaje inapropiado de los anillos del pist贸n puede resultar en una operaci贸n insatisfactoria del motor con un alto consumo de aceite.
Un proceso llamado pulido de cojinetes crea una superficie muy pulida en cojinetes y bujes nuevos instalados durante la revisi贸n.
La falla de cualquier pieza durante la prueba del motor o el rodaje requiere que el motor sea devuelto, reparado y completamente probado de nuevo. Una vez que un motor ha completado con 茅xito los requisitos de prueba, se trata especialmente para evitar la corrosi贸n, si se env铆a o almacena antes de instalarlo en una aeronave.
Durante el per铆odo final de rodaje durante las pruebas, los motores funcionan con el grado adecuado de combustible prescrito para el tipo particular de motor. El sistema de aceite se repara con una mezcla de compuesto anticorrosivo y aceite de motor.
La temperatura de esta mezcla se mantiene entre 105 °C y 121 °C. Cerca del final del rodaje final, se utiliza una mezcla preventiva de corrosi贸n (CPM) como lubricante del motor. Los conductos de admisi贸n del motor y las c谩maras de combusti贸n tambi茅n se tratan con CPM mediante un m茅todo de aspiraci贸n. CPM es aspirado o respirado en el motor.
Requisitos de la celda de prueba - Test Cell Requirements
La celda de prueba requiere un 谩rea para montar y sostener el motor para la prueba. La celda necesita tener los controles, instrumentos y cualquier equipo especial para evaluar el desempe帽o total del motor. Se debe usar un palo de prueba para probar en lugar de una h茅lice de vuelo.
Un palo de prueba proporciona m谩s flujo de aire de refrigeraci贸n y la cantidad correcta de carga. Las pruebas operativas y los procedimientos de prueba var铆an con los motores individuales, pero los requisitos b谩sicos generalmente est谩n estrechamente relacionados.
Instrumentos del motor - Engine Instruments
La sala de control de la celda de prueba contiene los controles que se usan para operar el motor y los instrumentos que se usan para medir varias temperaturas y presiones, el flujo de combustible y otros factores.
Estos dispositivos son necesarios para proporcionar una verificaci贸n precisa y una evaluaci贸n del motor en funcionamiento. La sala de control est谩 separada pero adyacente al espacio (celda de prueba) que alberga el motor que se est谩 probando.
La prueba segura, econ贸mica y confiable de los motores de aviones modernos depende en gran medida del uso de instrumentos.
En los procedimientos de rodaje del motor, se utilizan los mismos instrumentos b谩sicos del motor que cuando el motor est谩 instalado en la aeronave, m谩s algunas conexiones adicionales a estos instrumentos y algunos dispositivos indicadores y de medici贸n que pr谩cticamente no pueden instalarse en la aeronave.
Los instrumentos utilizados en los procedimientos de prueba se inspeccionan y calibran peri贸dicamente, al igual que los instrumentos instalados en la aeronave; por lo tanto, se garantiza informaci贸n precisa sobre el funcionamiento del motor.
Los instrumentos del motor pueden operar usando diferentes m茅todos, algunos mec谩nicamente, algunos el茅ctricamente y algunos detectando la presi贸n directa del aire o l铆quido. Algunos de los instrumentos b谩sicos son:
1. Indicador de temperatura del aire del carburador
2. Indicador de presi贸n de combustible
3. Caudal铆metro de combustible
4. Indicador de presi贸n del m煤ltiple
5. Indicador de temperatura de aceite
6. Indicador de presi贸n de aceite
7. Tac贸metro
8. Indicador de temperatura de gases de escape
9. Culata indicador de temperatura
10. Torqu铆metro.
Las marcas de instrumentos, rangos de operaci贸n, l铆mites m铆nimos y m谩ximos, y la interpretaci贸n de estas marcas son generales para todos los instrumentos. Generalmente, el sistema de marcado de instrumentos consta de tres colores: rojo, amarillo y verde. Una l铆nea o marca roja indica un punto m谩s all谩 del cual existe una condici贸n de funcionamiento peligrosa.
Un arco rojo indica un rango de operaci贸n peligroso debido generalmente al rango de vibraci贸n de la h茅lice del motor. Este arco se puede atravesar, pero el motor no se puede operar en esta 谩rea. De los dos, la marca roja se usa con m谩s frecuencia y se ubica radialmente en la cubierta de vidrio o en la esfera del dial.
El arco amarillo cubre un rango dado de operaci贸n y es una indicaci贸n de precauci贸n. Generalmente, el arco amarillo est谩 ubicado en la circunferencia exterior del vidrio de la cubierta del instrumento o en la esfera del dial. El arco verde muestra un rango de operaci贸n normal y seguro.
Cuando las marcas aparecen en el cubreobjetos, se utiliza una l铆nea blanca como marca de 铆ndice, a menudo llamada marca de deslizamiento. La marca radial blanca indica cualquier movimiento entre el vidrio de la cubierta y la caja, una condici贸n que causar铆a la mala ubicaci贸n de las otras marcas de rango y l铆mite.
Indicador de temperatura del aire del carburador (CAT) - Carburetor Air Temperature (CAT) Indicator
Medida en la entrada del carburador, la temperatura del aire del carburador (CAT) es considerada por muchos como una indicaci贸n de la formaci贸n de hielo en el sistema de inducci贸n. Aunque sirve para este prop贸sito, tambi茅n proporciona muchos otros elementos importantes de informaci贸n.
El motor es una m谩quina de calor y la temperatura de sus componentes, o de los fluidos que fluyen a trav茅s de 茅l, afecta el proceso de combusti贸n directa o indirectamente. El nivel de temperatura del aire de inducci贸n afecta no solo la densidad de carga, sino tambi茅n la vaporizaci贸n del combustible.
CAT tambi茅n es 煤til para comprobar el estado del sistema de inducci贸n. El petardeo se indica como un aumento moment谩neo en el indicador, siempre que sea lo suficientemente grave como para que el calor se detecte en el punto de medici贸n del aire del carburador. Un incendio sostenido en un sistema de inducci贸n muestra un aumento continuo de CAT.
El CAT debe anotarse antes de arrancar y justo despu茅s de apagarlo. La temperatura antes de arrancar es la mejor indicaci贸n de la temperatura del combustible en el cuerpo del carburador e indica si la vaporizaci贸n es suficiente para el encendido inicial o si la mezcla debe aumentarse mediante cebado.
Si un motor se apag贸 por poco tiempo, el calor residual en el carburador puede hacer posible confiar en el calor de vaporizaci贸n en el combustible y el motor. El cebado ser铆a entonces innecesario.
Despu茅s del apagado, un CAT alto es una advertencia de que el combustible atrapado en el carburador se expandir谩 y producir谩 una presi贸n interna alta. Cuando hay una temperatura alta en este momento, la l铆nea de combustible y las v谩lvulas del m煤ltiple deben estar abiertas para que se pueda aliviar la presi贸n permitiendo el paso de combustible de regreso al tanque.
El indicador CAT indica la temperatura del aire antes de que ingrese al carburador. La lectura de temperatura es detectada por una bombilla o sensor el茅ctrico. En la celda de prueba, el sensor est谩 ubicado en el conducto de admisi贸n de aire al motor y, en un avi贸n, est谩 ubicado en el conducto de admisi贸n de aire ram. El calibre CAT est谩 calibrado en la escala cent铆grada.
Este indicador, como muchos otros instrumentos de aeronaves multimotor, es un indicador doble; dos calibres, cada uno con un puntero y una escala separados, se utilizan en el mismo caso.
Observe las marcas de rango utilizadas. El arco amarillo indica un rango de –10 °C a +15 °C, ya que el peligro de formaci贸n de hielo se produce entre estas temperaturas. El rango verde indica el rango de funcionamiento normal de +15 °C a +40 °C.
La l铆nea roja indica la temperatura m谩xima de funcionamiento de 40 °C; cualquier operaci贸n a una temperatura superior a este valor pone el motor en peligro de detonaci贸n.
Indicador de presi贸n de combustible - Fuel Pressure Indicator
El indicador de presi贸n de combustible est谩 calibrado en libras por pulgada cuadrada (psi) de presi贸n. Se utiliza durante el rodaje de prueba para medir la presi贸n de combustible del motor en la entrada del carburador, la boquilla de descarga de la v谩lvula de alimentaci贸n de combustible y la l铆nea principal de suministro de combustible.
Los indicadores de combustible est谩n ubicados en la sala de control del operador y est谩n conectados mediante l铆neas flexibles a los diferentes puntos en los que se desean lecturas de presi贸n durante los procedimientos de prueba.
En algunas instalaciones de aeronaves, la presi贸n del combustible se detecta en el carburador o en la entrada de la unidad de inyecci贸n de combustible de cada motor, y la presi贸n se indica en indicadores individuales en el panel de instrumentos.
La esfera est谩 calibrada en graduaciones y est谩 extendida y numerada. Los n煤meros van del 0 al 10 en este ejemplo. La l铆nea roja en el dial en la graduaci贸n de 2 libras psi muestra la presi贸n de combustible m铆nima permitida durante el vuelo.
El arco verde muestra el rango de operaci贸n deseado, que es de 2 a 9 psi. La l铆nea roja en la graduaci贸n de 9 psi indica la presi贸n de combustible m谩xima permitida. Las presiones de combustible var铆an seg煤n el tipo de instalaci贸n del sistema de combustible y el tama帽o del motor.
Cuando se utilizan sistemas de inyecci贸n de combustible, el rango de presi贸n de combustible es mucho mayor; la presi贸n m铆nima permitida es de aproximadamente 10 psi y la m谩xima generalmente es de 25 psi.
Indicador de presi贸n de aceite - Oil Pressure Indicator
La lectura principal de presi贸n de aceite se toma en el lado de presi贸n de la bomba de aceite. En general, solo hay un indicador de presi贸n de aceite para cada motor de avi贸n. El indicador de presi贸n de aceite no muestra el rango o los l铆mites de presi贸n para todas las instalaciones.
Las marcas reales para aeronaves espec铆ficas se pueden encontrar en las especificaciones de la aeronave o en las hojas de datos del certificado de tipo. La l铆nea roja inferior a 25 psi indica la presi贸n de aceite m铆nima permitida en vuelo.
El arco verde entre 60 y 85 psi ilustra el rango de presi贸n de aceite operativo deseado. La l铆nea roja a 100 psi indica la presi贸n de aceite m谩xima permitida.
El man贸metro de aceite indica la presi贸n, en psi, que el aceite del sistema de lubricaci贸n est谩 suministrando a las partes m贸viles del motor. El motor debe apagarse inmediatamente si el man贸metro no registra presi贸n cuando el motor est谩 funcionando.
La oscilaci贸n excesiva del puntero del indicador indica que hay aire en las l铆neas que conducen al indicador, o que alguna unidad del sistema de aceite est谩 funcionando incorrectamente.
Indicador de temperatura del aceite - Oil Temperature Indicator
Durante el rodaje del motor en la celda de prueba, se toman lecturas de la temperatura del aceite del motor en la entrada y salida del aceite. A partir de estas lecturas, se puede determinar si el calor del motor transferido al aceite es bajo, normal o excesivo.
Esta informaci贸n es de suma importancia durante el proceso de rodaje de grandes motores alternativos. La l铆nea indicadora de temperatura del aceite en la aeronave est谩 conectada en la entrada de aceite al motor.
Se utilizan tres marcas de rango en el indicador de temperatura del aceite. El arco verde de la figura, en la esfera, muestra la temperatura m铆nima del aceite permitida para las comprobaciones operativas en tierra o durante el vuelo.
La marca verde entre 25 °F y menos de 245 °F muestra la temperatura de aceite deseada para el funcionamiento continuo del motor. La marca roja a 245 °F indica la temperatura m谩xima permitida del aceite.
Medidor de flujo de combustible - Fuel Flow Meter
El medidor de flujo de combustible mide la cantidad de combustible entregado al motor. Durante los procedimientos de prueba del motor, el flujo de combustible al motor se puede medir mediante tres m茅todos diferentes: un medidor de flujo directo, un medidor de flujo basado en la presi贸n o un medidor de flujo basado en un sensor de turbina.
El medidor de flujo de lectura directa utiliza una serie de tubos calibrados ubicados en la sala de control.
Los tubos son de varios tama帽os para indicar diferentes vol煤menes de flujo de combustible. Cada tubo contiene un flotador que el operador puede ver y, a medida que var铆a el flujo de combustible a trav茅s del tubo, el flotador sube o baja, indicando la cantidad de flujo de combustible.
A partir de estas indicaciones, el operador puede determinar si un motor est谩 funcionando con la mezcla de aire/combustible correcta para un ajuste de potencia dado.
Los motores alternativos de los aviones ligeros suelen utilizar un indicador de presi贸n de combustible que tambi茅n se utiliza para el caudal铆metro. Esto se debe a que el flujo de combustible es proporcional a la presi贸n de combustible en este sistema. El flujo de combustible se mide normalmente en galones por hora.
En la mayor铆a de las instalaciones de aerogeneradores, el sistema indicador de flujo de combustible consta de un transmisor y un indicador para cada motor.
El transmisor de flujo de combustible est谩 convenientemente montado en la secci贸n de accesorios del motor y mide el flujo de combustible entre la bomba de combustible impulsada por el motor y el dispositivo de control de combustible.
El transmisor es un dispositivo el茅ctrico que contiene una turbina que gira m谩s r谩pido a medida que aumenta el flujo, lo que aumenta la se帽al el茅ctrica al indicador.
El transmisor de flujo de combustible est谩 conectado el茅ctricamente al indicador ubicado en la cabina de vuelo de la aeronave o en el panel del operador de la celda de prueba. La lectura del indicador en los aviones de turbina est谩 calibrada para registrar la cantidad de flujo de combustible en libras de combustible por hora.
Indicador de presi贸n del m煤ltiple - Manifold Pressure Indicator
El tipo preferido de instrumento para medir la presi贸n del colector en motores alternativos es un man贸metro que registra la presi贸n como una lectura de presi贸n absoluta. La presi贸n absoluta tiene en cuenta la presi贸n atmosf茅rica m谩s la presi贸n en el colector de admisi贸n.
Para leer la presi贸n del colector de los motores, se utiliza un man贸metro de colector especialmente dise帽ado que indica la presi贸n absoluta del colector en pulgadas de mercurio ("Hg). La l铆nea roja indica la presi贸n m谩xima del colector permitida durante el despegue.
Las marcas e indicaciones del rango del man贸metro del m煤ltiple var铆an con los diferentes tipos de motores e instalaciones. La figura ilustra el cuadrante de un man贸metro de presi贸n m煤ltiple t铆pico y muestra c贸mo se colocan las marcas de rango.
El arco verde comienza en 35 "Hg y contin煤a hasta los 44 "Hg. La l铆nea roja en el indicador, a 49 "Hg, muestra la presi贸n del colector recomendada para el despegue. Esta presi贸n no debe excederse.
Indicador de tac贸metro - Tachometer Indicator
El tac贸metro para motores alternativos muestra las rpm del cig眉e帽al del motor. El sistema utilizado para probar el motor es el mismo que el sistema en la instalaci贸n de la aeronave. El tac贸metro, a menudo denominado TACH, se calibra en cientos con graduaciones en cada intervalo de 100 rpm.
El dial que se muestra en la Figura comienza en 0 rpm y llega a 35 (3500 rpm). El arco verde indica el rango de rpm dentro de la operaci贸n que es permisible. La l铆nea roja indica las rpm m谩ximas permitidas durante el despegue; cualquier rpm m谩s all谩 de este valor es una condici贸n de sobrevelocidad.
Los motores de turbina usan indicadores de porcentaje de rpm debido a las altas rpm que generalmente operan los motores. Cada conjunto giratorio de un motor tiene su propio indicador de porcentaje de rpm.
La posici贸n de 100 por ciento en el indicador es la velocidad m谩s alta que el motor puede operar. Las l铆neas rojas y los arcos verdes funcionan igual que con los motores alternativos.
Indicador de temperatura de la culata - Cylinder Head Temperature Indicator
Durante los procedimientos de prueba del motor, normalmente se prueban las temperaturas de la culata de cilindros de varios cilindros en el motor alternativo. Los termopares est谩n conectados a varios cilindros y, mediante un interruptor selector, se puede indicar en los indicadores cualquier temperatura de la culata.
Cuando se instala en la aeronave, a veces solo hay un cable de termopar e indicador para cada motor instalado en una aeronave.
Las temperaturas de la culata se indican mediante un indicador conectado a un termopar adjunto al cilindro, que las pruebas muestran que son las m谩s calientes en un motor en una instalaci贸n particular.
El termopar se puede colocar en una junta especial ubicada debajo de una buj铆a trasera o en un pozo especial en la parte superior o trasera de la culata.
La temperatura registrada en cualquiera de estos puntos es simplemente una temperatura de referencia o de control; pero siempre que se mantenga dentro de los l铆mites prescritos, las temperaturas dentro de la c煤pula del cilindro, la v谩lvula de escape y el pist贸n se encuentran dentro de un rango satisfactorio.
Dado que el termopar est谩 conectado a un solo cilindro, no puede hacer m谩s que dar evidencia de la temperatura general del motor. Si bien normalmente se puede suponer que las temperaturas restantes del cilindro son m谩s bajas, no se indican condiciones como la detonaci贸n a menos que ocurran en el cilindro que tiene el termopar conectado.
La marca del rango del indicador de temperatura de la culata es similar a la del indicador de presi贸n del colector y del tac贸metro. El indicador de temperatura de la culata es un indicador doble que incorpora dos escalas de temperatura separadas. Las escalas est谩n calibradas en incrementos de 10°, con n煤meros en las graduaciones de 0°, 100°, 200° y 300°. El espacio entre dos marcas de graduaci贸n representa 10 °C.
torqu铆metro - Torquemeter
La mayor铆a de los sistemas de par utilizan una salida de presi贸n de aceite de una v谩lvula de par para indicar la salida de potencia real del motor en varios ajustes de potencia.
El torqu铆metro indica la cantidad de par que se produce en el eje de la h茅lice. Un engranaje helicoidal se mueve hacia adelante y hacia atr谩s a medida que var铆a el par en el eje de la h茅lice.
Este engranaje, actuando sobre un pist贸n, posiciona una v谩lvula que mide la presi贸n del aceite de forma proporcional al par que se produce. Un cambio en la presi贸n de la v谩lvula que est谩 conectada a un transductor se convierte en una se帽al el茅ctrica y se transmite a la cabina de vuelo.
El torqu铆metro puede leer en libras-pie de torque, porcentaje de caballos de fuerza o caballos de fuerza. Los sistemas anteriores le铆an en psi, y el ingeniero de vuelo convirti贸 esto a la configuraci贸n de potencia correcta.
Sistemas de Alerta - Warning Systems
Muchos de los indicadores y dispositivos miscel谩neos solo indican que un sistema est谩 funcionando o no ha funcionado. En algunas aeronaves, una luz de advertencia se enciende cuando la presi贸n del combustible o la presi贸n del aceite es baja.