Fundamentos de Motores Aeronáuticos: Componentes y Funcionamiento

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Motor

Motor: Máquina que produce movimiento.

Motor Térmico

Motor Térmico: Máquina que tiene por objeto transformar la energía química del combustible en energía calorífica y esta, a su vez, en energía mecánica (fluido activo).

Tipos de Motores Térmicos

Se clasifican en:

  • Exotérmicos: Combustión en el exterior.
  • Endotérmicos: Combustión en el interior.

Además, pueden ser:

  • Alternativos
  • Rotativos
  • De chorro o reacción

Fases Funcionales de Motores Alternativos

Las fases son:

  1. Admisión
  2. Compresión
  3. Ignición
  4. Combustión
  5. Expansión
  6. Escape

Clasificación de Motores Alternativos

Se clasifican por su tipo de encendido:

  • Encendido por Bujía (EB) o Chispa (ECH)
  • Encendido por Compresión (EC)

Elementos Móviles

  • Émbolo
  • Biela
  • Cigüeñal (transmisión de movimiento)

Elementos Fijos

  • Cilindro
  • Cabeza de cilindro (culata)
  • Cárter
  • Bancada

Sistemas Auxiliares de Motores de Encendido por Chispa (ECH)

  • Sistema de distribución
  • Sistema de alimentación de mezcla
  • Sistema de ignición
  • Sistema de lubricación
  • Sistema de refrigeración
  • Sistema de arranque

Sistemas Auxiliares de Motores de Encendido por Compresión (EC)

  • Sistema de distribución
  • Sistema de alimentación de combustible
  • Sistema de lubricación
  • Sistema de refrigeración
  • Sistema de arranque

Parámetros de Actuación y Funcionamiento

  • Constantes de desplazamiento
  • Potencia de despegue
  • Potencia normal de subida
  • Potencia de crucero

Émbolo

El émbolo transmite el empuje al cigüeñal por medio de la biela y es uno de los elementos que más temperatura alcanza. Se desplaza entre el PMI (Punto Muerto Inferior) y el PMS (Punto Muerto Superior).

Partes del Émbolo:

  • Cabeza: Parte superior expuesta a la presión de los gases de la combustión.
  • Bulón: Une el émbolo y el pie de la biela.
  • Falda: Parte lateral, donde se colocan los segmentos.

Importante: Los bulones en aviación son flotantes.

Segmentos

Los segmentos son aros metálicos que aseguran la estanqueidad de la cámara de combustión. Sus aberturas han de estar a 120º.

Contrapesos en el Cigüeñal

Los contrapesos se colocan para el equilibrio estático y dinámico del cigüeñal.

Numeración de Cilindros

Motores Continentales

El cilindro más alejado de la hélice por la derecha es el número 1; el de la izquierda es el número 2.

Motores Lycoming

El cilindro más próximo a la hélice por la derecha es el número 1; el de la izquierda es el número 2.

Cárter

El cárter es el soporte de los cilindros y el cigüeñal. Se construye en bloque y por la parte inferior se coloca otro cárter menos robusto llamado Tapa del Cárter.

Funciones del Cárter:

  • Es el sumidero del circuito de aceite.
  • Sirve de apoyo al cigüeñal.
  • Absorbe vibraciones.

Cárter Seco

En un cárter seco, solo tiene función de sumidero. El aceite llega al cárter por gravedad y una bomba lo envía a un depósito independiente.

Cárter Húmedo

En un cárter húmedo, aparte de sumidero, también es depósito de aceite.

Tipos de Cárteres

  • De potencia: Para fijación de los cilindros.
  • Reductor: Para fijación del reductor de la hélice.
  • De accesorios: Para fijación de accesorios.

Tapa del Cárter

Permite un cierre hermético y facilita el desmontaje del cigüeñal y la cabeza de la biela.

Culata

La culata es una pieza de aleación ligera de aluminio que constituye la tapa superior del cilindro, cerrándolo herméticamente.

Ventajas de las Culatas Independientes

  • Mayor facilidad de fundición de la culata y el bloque.
  • Mayor facilidad de mecanización.
  • Posibilidad de acceder a la cámara de combustión sin desmontar el cilindro.
  • Mayor posibilidad de variar la relación de compresión variando el espesor de la junta de culata.

Tipos de Colectores

Existen dos tipos:

  • De admisión
  • De escape

Ambos se acoplan a las culatas.

Reductores de Engranajes Cónicos

En los reductores de engranajes cónicos, el coeficiente de reducción depende del ángulo que forma el eje de los satélites con el eje de la hélice.

Ventajas del Motor de Gasolina frente al Diésel

  • El motor de gasolina es más barato a igual cilindrada.
  • Por la válvula de admisión del motor de gasolina entra aire y combustible, mientras que en el motor diésel solo entra aire.

Coeficiente de Llenado

El coeficiente de llenado es la relación entre el volumen existente al cerrarse la válvula de admisión y el volumen total del cilindro.

Equilibrado de Masas, Par Motor y Vibraciones

Un mejor equilibrado de masas, un par motor más regular y menos vibraciones se consiguen con motores de poca cilindrada unitaria y muchos cilindros.

Motores Sobrealimentados y Turboalimentados

  • Los motores sobrealimentados consumen parte del aumento de potencia del motor.
  • Los motores turboalimentados aumentan la potencia del motor.

En los motores sobrealimentados, se puede variar las RPM del compresor.

Presión de Admisión de Despegue

Es la máxima presión autorizada para la maniobra de despegue.

Sensor más Eficaz para un Motor de Altura

El sensor más eficaz es el sensor de presión absoluta.

Válvulas de Seguridad y Desagüe

  • La válvula de seguridad es actuada por la presión de descarga del compresor.
  • La válvula de desagüe (el actuador y el sensor) regula las revoluciones del compresor en los motores turboalimentados.