Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 1, Pagina: 5-13

Aircraft Engine: Air Turbine Starters

Los arrancadores de turbina de aire están diseñados para proporcionar un alto par de arranque desde una fuente pequeña y liviana. El arrancador de turbina de aire típico pesa de un cuarto a la mitad que un arrancador eléctrico capaz de arrancar el mismo motor. Es capaz de desarrollar un par considerablemente mayor que el motor de arranque eléctrico.

El arrancador de turbina de aire típico consta de una turbina de flujo axial que hace girar un acoplamiento de transmisión a través de un tren de engranajes reductores y un mecanismo de embrague de arranque. El aire para operar un arrancador de turbina de aire se suministra desde un carro de aire operado desde tierra, la APU o un arranque de purga cruzada desde un motor que ya está en funcionamiento. 

Solo se usa una fuente de alrededor de 30 a 50 libras por pulgada cuadrada (psi) a la vez para arrancar los motores. La presión en los conductos debe ser lo suficientemente alta para permitir un arranque completo con un límite normal mínimo de alrededor de 30 psi. Cuando arranque motores con un arrancador de turbina de aire, siempre verifique la presión del conducto antes de intentar arrancar.

La figura es una vista en corte de un arrancador de turbina de aire. El motor de arranque funciona introduciendo aire de suficiente volumen y presión en la entrada del motor de arranque. El aire pasa a la carcasa de la turbina de arranque, donde los álabes de la tobera lo dirigen contra las palas del rotor, lo que hace que el rotor de la turbina gire. 

A medida que el rotor gira, acciona el tren de engranajes de reducción y la disposición del embrague, que incluye el piñón del rotor, los engranajes planetarios y el portador, el conjunto del embrague de deslizamiento, el conjunto del eje de salida y el acoplamiento de transmisión. 

El conjunto del embrague de arrastre se acopla automáticamente tan pronto como el rotor comienza a girar, pero se desacopla tan pronto como el acoplamiento de transmisión gira más rápidamente que el lado del rotor. 

Cuando el motor de arranque alcanza esta velocidad de sobremarcha, la acción del embrague de arrastre permite que el tren de engranajes se detenga por inercia. El conjunto del eje de salida y el acoplamiento de transmisión siguen girando mientras el motor está en marcha. 

Un actuador del interruptor del rotor, montado en el cubo del rotor de la turbina, está configurado para abrir el interruptor de la turbina cuando el arrancador alcanza la velocidad de corte. Al abrir el interruptor de la turbina se interrumpe una señal eléctrica a la válvula de arranque. Esto cierra la válvula y corta el suministro de aire al motor de arranque.

La carcasa de la turbina contiene el rotor de la turbina, el actuador del interruptor del rotor y los componentes de la boquilla que dirigen el aire de entrada contra las palas del rotor. La carcasa de la turbina incorpora un anillo de contención del rotor de la turbina diseñado para disipar la energía de los fragmentos de pala y dirigir su descarga a baja energía a través del conducto de escape en caso de falla del rotor debido a una sobrevelocidad excesiva de la turbina.

La carcasa de la transmisión contiene los engranajes de reducción, los componentes del embrague y el acoplamiento de transmisión. La carcasa de la transmisión también proporciona un depósito para el aceite lubricante. El mantenimiento normal de los arrancadores de turbinas de aire incluye verificar el nivel de aceite, inspeccionar el detector de virutas magnéticas en busca de partículas metálicas y verificar si hay fugas.

 Se puede agregar aceite al sumidero de la carcasa de la transmisión a través de un puerto en el motor de arranque. Este puerto está cerrado por un tapón de ventilación que contiene una válvula de bola que permite ventilar el sumidero a la atmósfera durante el vuelo normal. La carcasa también incorpora una mirilla que se utiliza para comprobar la cantidad de aceite. 

Un tapón de drenaje magnético en la abertura de drenaje de la transmisión atrae cualquier partícula ferrosa que pueda haber en el aceite. El motor de arranque utiliza aceite de turbina, igual que el motor, pero este aceite no circula por el motor.

La carcasa de la corona, que es interna, contiene el conjunto del rotor. La carcasa del interruptor contiene el interruptor de la turbina y el conjunto de soporte. Para facilitar la instalación y extracción del motor de arranque, se atornilla un adaptador de montaje a la almohadilla de montaje del motor. Las abrazaderas de desmontaje rápido unen el arrancador al adaptador de montaje y al conducto de entrada. 

Por lo tanto, el arrancador se puede quitar fácilmente para mantenimiento o revisión desconectando la línea eléctrica, aflojando las abrazaderas y desenganchando con cuidado el acoplamiento impulsor del impulsor del arrancador del motor a medida que se retira el arrancador.

La ruta de aire se dirige a través de una válvula combinada de regulación de presión y cierre, o válvula de purga, que controla toda la presión del conducto que fluye hacia el conducto de entrada del motor de arranque. 

Esta válvula regula la presión del aire de funcionamiento del motor de arranque y cierra el suministro de aire al motor cuando se selecciona apagado. Aguas abajo de la válvula de purga se encuentra la válvula de arranque, que se utiliza para controlar el flujo de aire hacia el motor de arranque.

La válvula reguladora de presión y de cierre consta de dos subconjuntos: válvula reguladora de presión y válvula reguladora de presión de control. El conjunto de la válvula reguladora consta de una carcasa de válvula que contiene una válvula tipo mariposa. El eje de la válvula de mariposa está conectado a través de una disposición de levas a un pistón servo. 

Cuando se acciona el pistón, su movimiento sobre la leva provoca la rotación de la válvula de mariposa. La pendiente de la pista de la leva está diseñada para proporcionar un recorrido inicial pequeño y un par inicial alto cuando se acciona el motor de arranque. La pendiente de la pista de la leva también proporciona una acción más estable al aumentar el tiempo de apertura de la válvula.

El conjunto de control está montado en la carcasa de la válvula reguladora y consta de una carcasa de control en la que se usa un solenoide para detener la acción de la manivela de control en la posición de apagado. La manivela de control une una válvula piloto que mide la presión al pistón del servo, con el fuelle conectado por una línea de aire al puerto de detección de presión en el motor de arranque.

Al encender el interruptor de arranque, se energiza el solenoide de la válvula reguladora. El solenoide se retrae y permite que la manivela de control gire a la posición abierta. La manivela de control es girada por el resorte de la barra de control que mueve la barra de control contra el extremo cerrado del fuelle. Dado que la válvula de regulación está cerrada y la presión aguas abajo es insignificante, el resorte del fuelle puede extender completamente el fuelle.

A medida que la manivela de control gira a la posición abierta, hace que la varilla de la válvula piloto abra la válvula piloto, lo que permite que el aire aguas arriba, que se suministra a la válvula piloto a través de un filtro adecuado y una restricción en la carcasa, fluya hacia el pistón del servo. cámara. 

El lado de drenaje de la válvula piloto, que purga la cámara del servo a la atmósfera, ahora está cerrado por la varilla de la válvula piloto y el pistón del servo se mueve hacia adentro. Este movimiento lineal del servopistón se traduce en movimiento giratorio del eje de la válvula por la leva giratoria, abriendo así la válvula reguladora. A medida que se abre la válvula, aumenta la presión aguas abajo. 

Esta presión se devuelve al fuelle a través de la línea de detección de presión y comprime el fuelle. Esta acción mueve la barra de control, girando así la manivela de control, y moviendo la varilla de la válvula piloto gradualmente alejándola de la cámara del servo para ventilar a la atmósfera. 

Cuando la presión aguas abajo (regulada) alcanza un valor preestablecido, la cantidad de aire que fluye hacia el servo a través de la restricción es igual a la cantidad de aire que se purga a la atmósfera a través de la purga del servo; el sistema se encuentra en un estado de equilibrio.

Cuando la válvula de purga y la válvula de arranque están abiertas, el aire regulado que pasa a través de la carcasa de entrada del arrancador choca contra la turbina y hace que gire. 

A medida que gira la turbina, el tren de engranajes se activa y el engranaje del embrague interno, que está enroscado en un tornillo helicoidal, avanza mientras gira; sus dientes de mordaza engranan con los del engranaje del embrague externo para accionar el eje de salida del motor de arranque. 

El embrague es del tipo de rueda libre para facilitar el acoplamiento positivo y minimizar la vibración. Cuando se alcanza la velocidad de corte del motor de arranque, la válvula de arranque se cierra. 

Cuando termina el suministro de aire al motor de arranque, el engranaje del embrague externo, impulsado por el motor, comienza a girar más rápido que el engranaje del embrague interno; el engranaje del embrague interior, accionado por el resorte de retorno, desacopla el engranaje del embrague exterior permitiendo que el rotor se detenga por inercia.