Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 10-40

La prueba de compresión del cilindro determina si las válvulas, anillos de pistón y pistones están sellando adecuadamente la cámara de combustión. Si la fuga de presión es excesiva, el cilindro no puede desarrollar toda su potencia. 

El propósito de probar la compresión del cilindro es determinar si es necesario reemplazar el cilindro. La detección y sustitución de cilindros defectuosos impide un cambio completo de motor por fallo de cilindro. 

Es fundamental que las pruebas de compresión de los cilindros se realicen periódicamente. La baja compresión, en su mayor parte, se puede atribuir a válvulas con fugas.

Las condiciones que afectan la compresión del motor son: 

• 1. Juego de válvulas incorrecto 
• 2. Pistón desgastado, rayado o dañado 
• 3. Desgaste excesivo de los anillos del pistón y las paredes del cilindro 
• 4. Válvulas quemadas o deformadas 
• 5. Partículas de carbón entre la cara y el asiento de la válvula o válvulas 
• 6. Sincronización temprana o tardía de válvulas.

Realice una prueba de compresión tan pronto como sea posible después de apagar el motor para que los anillos del pistón, las paredes del cilindro y otras piezas aún estén recién lubricadas. Sin embargo, no es necesario hacer funcionar el motor antes de realizar las comprobaciones de compresión durante la preparación del motor o en cilindros reemplazados individualmente. 

En tales casos, antes de realizar la prueba, rocíe una pequeña cantidad de aceite lubricante en los cilindros y haga girar el motor varias veces para sellar el pistón y los anillos en el cilindro.

Asegúrese de que el interruptor de encendido esté en la posición APAGADO para que no se dispare accidentalmente el motor. Retire el carenado necesario y la bujía más accesible de cada cilindro. Al quitar las bujías, identifíquelas para que coincidan con el cilindro. 

Un examen minucioso de las bujías ayuda a diagnosticar problemas dentro del cilindro. Revise los registros de mantenimiento del motor que se está probando. Los registros de comprobaciones de compresión anteriores ayudan a determinar las condiciones de desgaste progresivo y a establecer las acciones de mantenimiento necesarias.

Probador de presión diferencial - Differential Pressure Tester  

El probador de presión diferencial verifica la compresión de los motores de aviones midiendo las fugas a través de los cilindros. El diseño de este probador de compresión es tal que se pueden detectar fugas diminutas en las válvulas, lo que hace posible el reemplazo de cilindros donde la válvula está comenzando a quemarse. 

El funcionamiento del probador de compresión se basa en el principio de que, para cualquier flujo de aire dado a través de un orificio fijo, resulta una caída de presión constante a través del orificio.

A medida que cambia el flujo de aire y la presión, la presión varía en consecuencia en la misma dirección. Si se suministra aire a presión al cilindro con las válvulas de admisión y de escape cerradas, la cantidad de aire que se escapa por las válvulas o anillos del pistón indica su estado; el cilindro perfecto no tendría fugas. 

El probador de presión diferencial requiere la aplicación de presión de aire al cilindro que se está probando con el pistón en la carrera de compresión del centro superior.

Las pautas para realizar una prueba de compresión diferencial son: 

1. Realice la prueba de compresión tan pronto como sea posible después de apagar el motor para proporcionar una lubricación uniforme de las paredes y los anillos del cilindro. 

2. Retire la bujía más accesible del cilindro o cilindros e instale un adaptador de bujía en el inserto de la bujía. 

3. Conecte el conjunto del probador de compresión a un suministro de aire comprimido de 100 a 150 psi. Con la válvula de cierre del probador de compresión cerrada, ajuste el regulador del probador de compresión del manómetro regulado para obtener 80 psi.

4. Abra la válvula de cierre y conecte el accesorio de conexión rápida de la manguera de aire al adaptador de la bujía. La válvula de cierre, cuando está abierta, mantiene automáticamente una presión en el cilindro de 15 a 20 psi cuando las válvulas de admisión y escape están cerradas.

5. Con la mano, gire el motor en la dirección de rotación hasta que el pistón del cilindro que se está probando alcance la carrera de compresión contra 15 psi. Continúe girando la hélice lentamente en la dirección de rotación hasta que el pistón alcance el punto muerto superior. 

El punto muerto superior se puede detectar mediante una disminución de la fuerza requerida para mover la hélice. Si el motor gira más allá del punto muerto superior, los 15 a 20 psi tienden a mover la hélice en la dirección de rotación. Si esto ocurre, retroceda la hélice hacia arriba al menos una pala antes de volver a girar la hélice en la dirección de rotación. 

Este respaldo es necesario para eliminar el efecto de contragolpe en el mecanismo de operación de la válvula y para mantener los anillos del pistón asentados en las zonas inferiores de los anillos. 

6. Cierre la válvula de cierre en el probador de compresión y vuelva a verificar la presión regulada para ver que sea de 80 psi con aire fluyendo hacia el cilindro. Si la presión regulada es mayor o menor a 80 psi, reajuste el regulador en la unidad de prueba para obtener 80 psi. 

Al cerrar la válvula de cierre, asegúrese de que la trayectoria de la hélice esté libre de objetos. Hay suficiente presión de aire en la cámara de combustión para hacer girar la hélice si el pistón no está en el punto muerto superior.

7. Con la presión regulada ajustada a 80 psi, si la lectura de la presión del cilindro indicada en el manómetro del cilindro está por debajo del mínimo especificado para el motor que se está probando, mueva la hélice en la dirección de rotación para asentar los anillos del pistón en las ranuras. Revise todos los cilindros y registre las lecturas. 

Si se obtiene baja compresión en cualquier cilindro, gire el motor con el motor de arranque, o reinicie, y haga funcionar el motor para despegar y vuelva a revisar el cilindro o los cilindros que tienen baja compresión.

Si no se corrige la baja compresión, retire la tapa de la caja de balancines y verifique la holgura de las válvulas para determinar si la dificultad se debe a una holgura de válvulas inadecuada. 

Si la baja compresión no es causada por una holgura inadecuada de la válvula, coloque un mandril de fibra en el balancín inmediatamente sobre el vástago de la válvula y golpee el mandril varias veces con un martillo de 1 a 2 libras para desalojar cualquier material extraño que pueda estar alojado entre la válvula. y asiento de válvula.

Después de replantear la válvula de esta manera, gire el motor con el motor de arranque y vuelva a verificar la compresión. No verifique la compresión después de colocar una válvula hasta que el cigüeñal haya sido girado con el motor de arranque o con la mano para volver a asentar la válvula de manera normal. 

La mayor velocidad de asentamiento obtenida al replantear la válvula indicará el asentamiento de la válvula, aunque los asientos de la válvula estén ligeramente ahuecados o excéntricos. Este procedimiento solo debe realizarse si está aprobado por el fabricante.

Los cilindros que tengan una compresión por debajo del mínimo especificado deben revisarse más a fondo para determinar si la fuga pasa por la válvula de escape, la válvula de admisión o el pistón. Se pueden detectar fugas excesivas (durante la comprobación de la compresión): 

• 1. En la válvula de escape escuchando si hay fugas de aire en la salida de escape; 
• 2. En la válvula de admisión escapando aire en la toma de aire; y 
• 3. Pasar los anillos del pistón escapando aire por las salidas del respiradero del motor.

Junto al escape de válvulas, la causa más frecuente de fugas de compresión es una fuga excesiva más allá del pistón. Esta fuga puede ocurrir por falta de aceite. Para verificar esta posibilidad, aplique aceite de motor en el cilindro y alrededor del pistón. Luego, vuelva a verificar la compresión. 

Si este procedimiento eleva la compresión al mínimo requerido o por encima, continúe el cilindro en servicio. Si las lecturas de presión del cilindro aún no cumplen con el requisito mínimo, reemplace el cilindro. 

Cuando sea necesario reemplazar un cilindro como resultado de una baja compresión, registre el número de cilindro y el valor de compresión del cilindro recién instalado en la hoja de verificación de compresión.

Reemplazo del cilindro 

Los cilindros de los motores alternativos están diseñados para funcionar durante un tiempo específico antes de que el desgaste normal requiera su revisión. Si el motor se opera como se recomienda y se realiza un mantenimiento competente, los cilindros normalmente duran hasta que el motor alcanza su TBO. 

Se sabe por experiencia que fallan los materiales y se abusa de los motores por un funcionamiento incorrecto; esto tiene un efecto serio en la vida del cilindro. Otra razón para el cambio prematuro de cilindros es el mantenimiento deficiente. 

Por lo tanto, tenga especial cuidado para asegurarse de que se sigan todos los procedimientos de mantenimiento correctos cuando trabaje en el motor. Algunas de las razones para el reemplazo del cilindro son: 

• 1. Baja compresión 
• 2. Alto consumo de aceite en uno o más cilindros 
• 3. Holgura excesiva de la guía de la válvula 
• 4. Bridas sueltas del tubo de admisión 
• 5. Insertos de bujía sueltos o defectuosos 
• 6. Daños externos.

El cilindro siempre se reemplaza como un conjunto completo, que incluye pistón, anillos, válvulas y resortes de válvula. Obtenga el cilindro solicitando el conjunto del cilindro con el número de pieza especificado en el catálogo de piezas del motor. Las piezas, como los resortes de válvula, los balancines y las cubiertas de la caja de balancines, pueden reemplazarse individualmente.

Normalmente, todos los cilindros de un motor son similares, todos son de tamaño estándar o todos de un cierto tamaño superior, y todos son de acero o todos están cromados. El tamaño del cilindro se indica mediante un código de color alrededor del cilindro entre la brida de fijación y la aleta de enfriamiento del cilindro inferior. 

En algunos casos, los motores enfriados por aire están equipados con cilindros cromados. Los cilindros cromados generalmente se identifican por una banda de pintura alrededor del cilindro entre la brida de fijación y la aleta de enfriamiento del cilindro inferior. Esta banda de color suele ser naranja internacional.

Al instalar un cilindro cromado, no utilice anillos de pistón cromados. El conjunto emparejado incluye los anillos de pistón correctos. 

Sin embargo, si un anillo de pistón se rompe durante la instalación del cilindro, verifique la marca del cilindro para determinar qué anillo, cromado o no, es el correcto para reemplazarlo. Se deben tomar precauciones similares para asegurarse de que se instalen los anillos del tamaño correcto.

Los procedimientos correctos y el cuidado son importantes al reemplazar los cilindros. El trabajo descuidado o el uso de herramientas incorrectas pueden dañar el cilindro de reemplazo o sus partes. 

Los procedimientos incorrectos en la instalación de las cubiertas de la caja de balancines pueden provocar fugas de aceite problemáticas. El par de torsión inadecuado en las tuercas de sujeción del cilindro o en los tornillos de cabeza puede provocar fácilmente un mal funcionamiento del cilindro y la consiguiente falla del motor. 

Extracción del cilindro 

Dado que estas instrucciones están destinadas a cubrir todos los motores enfriados por aire, son de naturaleza muy general. Se debe consultar el manual de mantenimiento del fabricante correspondiente para conocer los valores de torsión y las precauciones especiales que se aplican a una aeronave y un motor en particular. 

Sin embargo, practique siempre la pulcritud y la limpieza, y siempre proteja las aberturas para que las tuercas, arandelas, herramientas y elementos diversos no entren en las secciones internas del motor. 

Suponiendo que se hayan retirado todas las cubiertas y soportes que obstruyen, primero retire el tubo de admisión y los tubos de escape. Tape o cubra las aberturas en la sección de entrada o difusor. 

Luego, retire los deflectores del cilindro y cualquier soporte de fijación que obstruya la extracción del cilindro. Afloje las bujías y retire las abrazaderas de los cables de las bujías. No quite las bujías hasta que esté listo para sacar el cilindro. Retire las cubiertas de la caja de balancines. 

Primero, quite las tuercas y luego golpee ligeramente la tapa con un mazo de cuero sin curtir o un martillo de plástico. Nunca saque la cubierta haciendo palanca con un destornillador o herramienta similar.

Afloje las tuercas del prensaestopas de la varilla de empuje o las abrazaderas de manguera, arriba y abajo. Las varillas de empuje se quitan presionando los balancines con una herramienta especial o quitando el balancín. 

Antes de quitar las varillas de empuje, gire el cigüeñal hasta que el pistón esté en el punto muerto superior de la carrera de compresión. Esto alivia la presión sobre los balancines de admisión y escape. También es aconsejable aflojar la tuerca de ajuste tanto como sea posible, porque esto permite un espacio libre máximo para retirar la varilla de empuje cuando se presionan los balancines.

En algunos modelos de motores, o si se hace girar el motor, los empujadores y los resortes de los cilindros inferiores pueden caerse. Se deben tomar medidas para atraparlos a medida que se retiran la varilla de empuje y la carcasa. 

Después de quitar las varillas de empuje, examínelas en busca de marcas o márquelas para que puedan volver a colocarse en el mismo lugar en el que estaban antes de retirarlas. Los extremos de bola generalmente se desgastan para encajar en los receptáculos en los que han estado operando. 

Además, en algunos motores, las varillas de empuje no tienen todas la misma longitud. Un buen procedimiento es marcar las varillas de empuje cerca de los extremos del taqué de la válvula N.° 1 IN, N.° 1 EX, N.° 2 IN, N.° 2 EX., etc. En los motores de inyección de combustible, desconecte la línea de inyección de combustible y cualquier abrazadera de línea. que interfieren con la extracción del cilindro.

El siguiente paso para retirar el cilindro es cortar el cable de bloqueo o quitar la chaveta y extraer el dispositivo de bloqueo de los tornillos o tuercas que sujetan el cilindro. Retire todos los tornillos o tuercas excepto dos ubicados a 180° de distancia. Utilice la llave especificada para este fin en la sección de herramientas especiales del manual correspondiente.

Finalmente, mientras sostiene el cilindro, retire las dos tuercas restantes y tire con cuidado del cilindro para separarlo del cárter. El trabajo conjunto de dos técnicos durante este paso, así como durante el procedimiento restante para el reemplazo del cilindro, ayuda a evitar daños o caídas del cilindro. 

Después de que el faldón del cilindro haya salido del cárter, pero antes de que el pistón sobresalga del faldón, proporcione algún medio (por lo general, un paño de taller) para evitar que caigan pedazos de anillos rotos en el cárter. 

Después de haber quitado el pistón, retire los paños y verifique cuidadosamente que todas las piezas no hayan podido caer en el cárter.

Coloque un soporte en la plataforma de montaje del cilindro y asegúrelo con dos tornillos o tuercas. Luego, retire el conjunto de pistón y anillo de la biela. Se puede usar una herramienta para empujar o sacar pasadores cuando el barniz hace que sea difícil quitar el pasador. 

Si no se dispone de la herramienta especial y se utiliza un punzón para sacar el bulón, se debe apoyar la biela para que no tenga que soportar el impacto de los golpes. Si esto no se hace, la varilla puede dañarse.

Después de retirar un cilindro y un pistón, se debe apoyar la biela para evitar daños a la biela y al cárter. Esto se puede hacer apoyando cada biela con el anillo de sello de aceite de la base del cilindro retirado enrollado alrededor de la biela y los espárragos de la base del cilindro.

Con un cepillo de alambre, limpie los espárragos o los tornillos de cabeza y examínelos en busca de grietas, roscas dañadas o cualquier otro defecto visible. Si un tornillo de cabeza se encuentra flojo o roto al momento de retirar el cilindro, todos los tornillos de cabeza del cilindro deben desecharse, ya que los tornillos de cabeza restantes pueden haberse debilitado seriamente. 

La falla de un espárrago de sujeción del cilindro coloca a los espárragos adyacentes bajo una mayor presión de operación y es probable que se estiren más allá de su límite elástico. 

Deben seguirse las instrucciones del fabricante del motor en cuanto al número de espárragos que deben reemplazarse después de una falla en los espárragos. Al quitar un espárrago roto, tome las precauciones adecuadas para evitar que entren virutas de metal en la sección del cárter del motor. En todos los casos.

Instalación del cilindro 

Asegúrese de que toda la acumulación de aceite conservante en el conjunto de cilindro y pistón se lave con solvente y se seque completamente con aire comprimido. Instale el conjunto de pistón y anillo en la biela. Asegúrese de que el pistón mire en la dirección correcta. 

El número de pistón estampado en la parte inferior de la cabeza del pistón debe mirar hacia la parte delantera del motor. Lubrique el pasador del pistón antes de insertarlo. Debe encajar con un ajuste a presión. Si se debe usar un mandril, siga la misma precaución que se tomó durante la extracción del pasador. 

Lubrique generosamente el exterior del conjunto del pistón, forzando el aceite alrededor de los anillos del pistón y en el espacio entre los anillos y las ranuras. 

Alterne los espacios de los anillos alrededor del pistón y verifique que los anillos estén en las ranuras correctas y si están colocados correctamente, ya que algunos se usan como raspadores de aceite, otros como anillos de bomba. El número, tipo y disposición de los anillos de compresión y de control de aceite varían según la marca y el modelo del motor.

Realice todas y cada una de las comprobaciones de inspección visual, estructural y dimensional antes de instalar el cilindro. Revise la brida para ver que la superficie de contacto esté lisa y limpia. 

Recubra generosamente el interior del cuerpo del cilindro con aceite. Asegúrese de que el anillo de sello de aceite del cilindro esté en su lugar y que solo se use un anillo de sello.

Con un compresor de anillos, comprima los anillos a un diámetro igual al del pistón. Con el pistón en TDC, comience a bajar el conjunto del cilindro sobre el pistón, asegurándose de que el cilindro y el plano del pistón permanezcan iguales. 

Pase el cilindro sobre el pistón con un movimiento recto y parejo que mueva el compresor de anillo a medida que el cilindro se desliza. 

No balancee el cilindro mientras lo desliza sobre el pistón, ya que cualquier balanceo puede liberar un segmento de pistón o una parte de un segmento del compresor de segmento antes de que el segmento entre en el orificio del cilindro. 

Un anillo liberado de esta manera se expande y evita que el pistón entre en el cilindro. Cualquier intento de forzar el cilindro contra el pistón puede causar grietas o melladuras en el segmento o dañar las superficies del segmento.

Después de que el cilindro se haya deslizado sobre el pistón, de modo que todos los anillos del pistón estén en el orificio del cilindro, retire el compresor de anillos y la guía de la biela. Luego, deslice el cilindro en su lugar en la plataforma de montaje. 

Si se utilizan tornillos de cabeza, gire el cilindro para alinear los orificios. Mientras todavía sostiene el cilindro, instale dos tornillos de cabeza o tuercas espárragos con una separación de 180°.

Instale las tuercas o tornillos de cabeza restantes y apriételos hasta que queden ajustados. Las tuercas de sujeción, o los tornillos de cabeza, ahora deben apretarse al valor especificado en la tabla de valores de torsión en el manual de servicio o reacondicionamiento del fabricante del motor. 

Aplique el torque con un movimiento lento y constante hasta alcanzar el valor prescrito. 

Mantenga la tensión en la llave durante un período de tiempo suficiente para asegurarse de que la tuerca o el tornillo de cabeza no se aprieten más con el valor de torsión prescrito. En muchos casos, se puede realizar un giro adicional del tornillo de cabeza o tuerca, hasta un cuarto de vuelta, manteniendo el par prescrito en la tuerca durante un período corto de tiempo. 

Después de que las tuercas de espárrago o los tornillos de cabeza hayan sido apretados al valor prescrito, asegúrelos de la manera recomendada en el manual de servicio del fabricante del motor.

Vuelva a instalar las varillas de empuje, las carcasas de las varillas de empuje, los balancines, los deflectores del cañón, los tubos de admisión, las abrazaderas y los soportes de los cables del arnés de encendido, las abrazaderas de la línea de inyección de combustible y las boquillas de inyección de combustible (si se quitaron), la columna de escape, los deflectores de la culata de cilindros y las bujías. 

Recuerde que las varillas de empuje deben instalarse en sus ubicaciones originales y no deben girarse de extremo a extremo. Asegúrese de que el extremo esférico de la varilla de empuje se asiente correctamente en el taqué. 

Si descansa sobre el borde o el hombro del taqué durante el ajuste de la holgura de la válvula y luego cae en su lugar, la holgura de la válvula está desactivada.

Además, girar el cigüeñal con la varilla de empuje apoyada en el borde del empujador puede doblar la varilla de empuje. Después de instalar las varillas de empuje y los balancines, ajuste la holgura de las válvulas. Antes de instalar las cubiertas de la caja de balancines, lubrique los cojinetes de los balancines y los vástagos de las válvulas.

Compruebe que las cubiertas de la caja de balancines estén planas; repáselos si es necesario. Después de instalar las juntas y las tapas, apriete las tuercas de la tapa de la caja de balancines al par especificado. Siga siempre los procedimientos de seguridad recomendados.