helicóptero robinson r44 clipper i
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Helicóptero Robinson R44 Clipper I
El Robinson R44 es un helicóptero civil construido por Robinson Helicopters.
Basado en el helicóptero biplaza Robinson R22, el R44 dispone de mandos
hidráulicos y capacidad para 4 personas. El R44 voló por primera vez el 31 de marzo
de 1990, y recibió la certificación de la FAA en diciembre de 1992, con su primera
entrega en febrero de 1993.
El R44 modelo Clipper I está equipado con un motor con carburador Lycoming O-
540, el R44 Clipper I ofrece un equilibrio entre rendimiento y precio asequible.
Clipper I dispone de calefacción del carburador asistencia que mejora la seguridad
y reduce la carga de trabajo del piloto, ajustando automáticamente el calor del
carburador en respuesta a los cambios de poder por parte del piloto.
Figura 2. Helicóptero Robinson R44
1.1 Características Generales del Helicóptero
Tripulación 1 o 2 pilotos
Capacidad 3 pasajeros
Carga 408 kg (899,2 lb)
Longitud 8.96 m (longitud con palas: 11.65 m)
Diámetro rotor principal 10,1 m (33,1 ft)
Altura 3,3 m (10,8 ft)
Peso vacío 657,7 kg (1 449,6 lb)
Peso cargado 1 134 kg (2 499,3 lb)
Planta motriz 1× Motor de 6 cilindros Lycoming IO-
540-AE1A5
Potencia 183 kW (252 HP; 249 CV)
Hélices Rotor principal y de cola bipala
Capacidad de combustible interna 120 litros
Capacidad de combustible en tanques
auxiliares
70 litros
Velocidad máxima operativa (Vno) 240 km/h (149 MPH; 130 kt)
Velocidad crucero (Vc) 200 km/h (124 MPH; 108 kt)
Alcance 560 km (302 nmi; 348 mi)
Techo de vuelo 4 300 m (14 108 ft)
Tabla 1. Características Generales
Figura 2.1 Dimensiones del Helicóptero
1.2 Motor Lycoming O-540
Robinson utiliza un motor Lycoming O-540 en el R44 Cuervo I. La geometría
interna y compresiones de este motor son idénticos a un motor de 260 caballos de
fuerza de un avión. El límite de potencia continua en el helicóptero es de 205
caballos de fuerza (78 por ciento), en parte por la vida del motor, sino también
porque es lo que las transmisiones y ejes de transmisión están diseñados para
tomar.
Al referirse a la ubicación de los diferentes componentes del motor, las partes se
describen en relación con el motor instalado en la estructura del avión. Así, el
extremo de toma de fuerza se considera el frente; El extremo de la unidad de
accesorios, la parte trasera. La sección de sumidero se considera el fondo y el lado
opuesto del motor donde los tubos de cubierta están situados en la parte superior.
Se hace referencia a los lados izquierdo y derecho con el observador mirando hacia
la parte trasera del motor. Los cilindros están numerados de adelante hacia atrás,
números impares a la derecha, números pares a la izquierda. El sentido de rotación
de los accionamientos accesorios se determina con el observador mirando hacia el
disco de accionamiento.
Los cilindros son de construcción convencional refrigerada por aire con las dos
partes principales, la cabeza y el barril, atornillado y encogido juntos. Las cabezas
están hechas de una fundición de aleación de aluminio con una cámara de
combustión completamente mecanizada. Los soportes de los cojinetes del árbol de
balancines se funden integralmente con la cabeza junto con carcasas para formar
las cajas basculantes para ambos balancines de válvula. Los barriles de cilindro,
Figura 2.2.1 Motor Lycoming O-540
que son mecanizados a partir de piezas de acero cromo níquel molibdeno de acero,
tienen profundas aletas de refrigeración integral y el interior de los barriles son
molido y afilado a un acabado especificado.
Mecanismo de accionamiento de la válvula - Un árbol de levas de tipo convencional
está situado por encima y paralelo al cigüeñal. El árbol de levas acciona los
empujadores hidráulicos que accionan las válvulas a través de varillas de empuje y
balancines de válvula. Los balancines de la válvula se sostienen en los ejes de acero
flotante llenos. Los resortes de la válvula se apoyan en los asientos de acero
endurecido y se mantienen en los vástagos de la válvula mediante llaves separadas.
Cárter - El conjunto del cárter se compone de dos piezas fundidas de aleación de
aluminio reforzado, fijadas entre sí mediante pernos, pernos y tuercas. Las
superficies de acoplamiento de las dos piezas de fundición se unen sin el uso de
una junta, y los taladros de los cojinetes principales se mecanizan para el uso de
insertos de cojinete principal de tipo de precisión.
Cigüeñal - El cigüeñal está fabricado con una forja de acero cromo níquel
molibdeno. Todas las superficies de los cojinetes del cojinete están nitruradas. La
libertad de vibración torsional está asegurada por un sistema de contrapesos
dinámicos tipo péndulo.
Varillas de conexión - Las varillas de conexión se fabrican en forma de secciones
en "H" de piezas forjadas de acero de aleación. Tienen insertos de cojinetes
reemplazables en los extremos del cigüeñal y bujes de bronce en los extremos del
pistón. Los casquillos de los cojinetes en los extremos del cigüeñal son retenidos
por dos pernos y tuercas a través de cada tapa.
Los pistones son mecanizados de una forja de aleación de aluminio. El pasador del
pistón es un tipo flotante completo con un tapón situado en cada extremo del
pasador. Dependiendo del conjunto del cilindro, los pistones pueden ser
mecanizados para tres o cuatro anillos y pueden emplear anillos de media cuña o
de cuña completa.
La carcasa de accesorios está hecha de fundición de aluminio y está fijada a la parte
posterior del cárter y la parte superior trasera del cárter. Forma una carcasa para la
bomba de aceite y los diversos accionamientos accesorios.
El sumidero incorpora un tapón de drenaje de aceite, una pantalla de succión de
aceite, una almohadilla de montaje para carburador o inyector de combustible, el
tubo de admisión y Conexiones de tubería de admisión.
Conjunto de inducción - Este conjunto consiste en el cárter de aceite atornillado a
una cubierta acoplada que contiene extensiones de tubo de admisión para el
sistema de inducción. Cuando se atornillan forman una almohadilla de montaje para
el alojamiento de entrada de aire. Los tapones de drenaje de combustible se
proporcionan en la tapa y el sumidero incorpora tapones de drenaje de aceite y una
pantalla de succión de aceite.
Estos motores están diseñados para ser enfriados por presión de aire actuada por
la velocidad de avance del avión. Los deflectores se proporcionan para acumular
una presión y forzar el aire a través de las aletas del cilindro. El aire es entonces
descargado a la atmósfera a través de branquias o tubos de aumento habitualmente
situados en la parte trasera del carenado.
Los motores Lycoming O-540 están equipados con un carburador Marvel-Schebler
MA-4-5. La distribución particularmente buena de la mezcla de combustible-aire a
cada cilindro se obtiene a través del sistema de inducción de zona central, que es
integral con el cárter de aceite y se sumerge en aceite, asegurando una vaporización
más uniforme del combustible y ayudando al enfriamiento del aceite en el sumidero.
Desde el tubo ascendente, la mezcla de combustible y aire se distribuye a cada
cilindro por tubos de admisión individuales.
El depósito o sumidero del aceite (el cárter de los automóviles) está localizado en la
parte baja del motor. Una bomba, accionada por el motor, cuya toma de entrada
está sumergida en el depósito, toma el aceite y lo envía a presión, pasando por un
filtro, a los elementos a lubricar mediante una serie de conductos internos del motor.
Estos conductos, además de depositar el aceite en los sitios necesarios, se
comunican con la mayoría de los ejes giratorios (cigüeñal, árbol de levas, etc.) y
otros elementos (bielas, bulones de pistón, etc.) permitiendo su lubricación. Una vez
cumplida su función, el aceite vuelve al depósito o sumidero por su propio peso.
Una válvula, reguladora de presión, sirve para mantener la presión constante y para
evitar que un exceso de presión dañe algún conducto o pieza. Por encima de una
cierta presión, la válvula se abre para que el aceite causante de la sobrepresión
vuelva al depósito en lugar de integrarse en el sistema de lubricación; una vez la
presión tiene valores normales la válvula se cierra permitiendo al aceite circular por
el sistema.
Al encontrar exceso de presión a la salida de la bomba pudiendo ser la causa un
filtro tapado, a partir de ese momento una válvula bypass se abrirá dejando así que
el aceite continúe alimentando al sistema, pero sin pasar por el filtro.
Los motores de la serie Lycoming IO-540 están equipados con un inyector de
combustible Bendix tipo RS o RSA. El sistema de inyección de combustible
programa el flujo de combustible en proporción al flujo de aire y la vaporización del
combustible tiene lugar en los puertos de admisión.
El sistema de inyección de combustible Bendix RS funciona mediante la medición
del flujo de aire a través del cuerpo del acelerador de los controles del regulador de
la válvula de servo y utiliza esta medición para operar una servoválvula dentro del
control. La presión de combustible regulada establecida por la servoválvula se utiliza
para controlar el conjunto de válvula de distribución, que entonces programa el flujo
de combustible en proporción al flujo de aire.
El sistema de inyección de combustible BENA tipo RSA se basa en el principio de
medir el flujo de aire y utilizar la señal de flujo de aire en un regulador de tipo de
vástago para convertir la fuerza aérea en una fuerza de combustible. Esta fuerza de
combustible (diferencial de presión de combustible) cuando se aplica a través de la
sección de medición de combustible (sistema de chorro) hace que el flujo de
combustible sea proporcional al flujo de aire.
Debido a la incapacidad del motor para convertir en trabajo útil toda la energía
liberada por la combustión, existe una gran cantidad de calor residual producto de
dicha combustión, parte de la cual se elimina con los gases, quedando una parte
que debe ser disipada para evitar un calentamiento excesivo del motor. De esa
parte, una pequeña cantidad se transfiere al lubricante y la restante (hasta cierto
límite) se disipa gracias al sistema de refrigeración.
En el proceso de refrigeración por aire, este penetra en el compartimento del motor
a través de aberturas en la parte frontal del avión. El aire no circula de forma
aleatoria, sino que, gracias a la disposición del compartimento, es forzado a fluir
rápidamente, sobre todo hacia los cilindros; unas finas aletas de metal en la parte
exterior de los cilindros aumentan la tasa de transferencia de calor exponiendo
mayor superficie metálica al aire en circulación; cumplida su función, el aire caliente
sale de nuevo a la atmósfera.
2.3 Magnetos
Los motores están equipados con sistemas de encendido de alta tensión que
entregan corriente de alta tensión directamente a las salidas de las bujías. Algunos
motores de ocho cilindros están equipados con un sistema de ignición de baja
tensión. Este sistema lleva la corriente de baja tensión, producida por el magneto,
a través de un transformador montado en el magneto. La corriente de alta tensión,
producida por el transformador, es llevada a través de una salida en el conjunto de
arnés al magneto. La corriente de alta tensión es entonces distribuida, por el dedo
del distribuidor de magneto, a las salidas individuales de las bujías.
Este encendido es doble, es decir, se cuenta con doble juego de bujías para cada
motor, energizadas por dos magnetos, controlables desde la cabina, de tal manera
que la falla de un magneto permite todavía la operación en emergencia de cada
motor.
Cada magneto constituye un generador de corriente que, a través, de un
transformador y un distribuidor, es llevada por conductores especialmente aislados
a las bujías del motor, en el orden de encendido correcto.
Como los magnetos son independientes del sistema eléctrico del avión, es
extremadamente peligroso girar a mano, las hélices, sin antes verificar que los
magnetos se encuentren inoperativos. De no hacerlo así, se corre el riesgo de que
arranque el motor, causando daños al operador o a la misma aeronave.
El imán giratorio es de un diseño de dos polos. A medida que el imán se gira, la
polaridad cambia continuamente, produciendo de esta manera revocaciones del
flujo en el núcleo de la bobina magneto. El número de revocaciones del flujo durante
una revolución completa del imán es de dos.
Con los puntos de concentración de contactos cerrados, las revocaciones del flujo
provocan una corriente que se genere en el devanado primario de la bobina de
magneto. El flujo de corriente a través de esta bobina produce un campo magnético
alrededor de la bobina. Cuando los puntos de concentración de contacto abierto, el
magnético campo alrededor del devanado primario colapsos, provocando una
tensión de alta tensión al ser inducida en el devanado secundario de la bobina. Este
voltaje de alta tensión se lleva a cabo al distribuidor electrodo de engranajes por
medio de un cepillo de carbono. Cuando se aplica la alta tensión al electrodo de
engranaje distribuidor viajar, se ioniza la brecha a uno de los terminales en el bloque
de distribución, salta la brecha y se lleva a cabo a través de los muelles de contacto
ya través de un lugar a una bujía.
El magneto es un tipo especial de generador accionado por el motor de corriente
alterna (AC), se utiliza un imán permanente como fuente de energía. Mediante el
uso de un imán permanente (campo magnético de base), bobina de alambre
(longitudes de conductor concentrado), y el movimiento relativo del campo
magnético, la corriente se genera en el cable. Al principio, el magneto genera
energía eléctrica por el motor girando el imán permanente y la inducción de una
corriente fluya en los devanados de la bobina. Como la corriente fluye a través de
los devanados de la bobina, genera su propio campo magnético que rodea a los
Figura 2.3.1 Magnetos Continental
devanados de la bobina. En el momento correcto, este flujo de corriente se detiene
y el campo magnético colapsa a través de un segundo conjunto de devanados en
la bobina y se genera una alta tensión. Este es el voltaje usado para arco a través
de la abertura de la bujía. En ambos casos, las tres cosas básicas necesarias para
generar energía eléctrica están presentes para desarrollar la alta tensión que fuerza
una chispa para saltar a través de la abertura de la bujía en cada cilindro. La forma
de operar de un magneto está programada para que el motor de manera que una
chispa se produce sólo cuando el pistón está en la carrera apropiada en un número
especificado de grados del cigüeñal antes de la posición del pistón del punto muerto
superior.
El circuito magnético se compone de un imán permanente de múltiples polos que
gira, un núcleo de hierro dulce, y zapatas polares. El imán se orienta al motor del
helicóptero y gira en el espacio entre dos piezas polares para amueblar las líneas
de fuerza magnética (flujo) necesaria para producir una tensión eléctrica. Los polos
del imán están dispuestos en la polaridad alternativa para que el flujo pueda ser
eliminado del polo norte a través del núcleo de la bobina y de vuelta al polo sur del
imán. Cuando el imán está en la posición, el número de líneas de fuerza magnética
a través del núcleo de la bobina es máximo, ya que dos polos opuestos
magnéticamente están perfectamente alineados con las zapatas polares.
Figura 2.3.2 Sistema de encendido por batería
Esta posición del imán giratorio se llama la posición de registro completo y produce
un número máximo de líneas de fuerza magnética, en sentido horario de flujo de
flujo a través del circuito magnético y de izquierda a derecha a través del núcleo de
la bobina. Cuando el imán se mueve lejos de la posición de registro completo, la
cantidad de flujo que pasa por el núcleo de la bobina comienza a disminuir. Esto se
debe a que los polos del imán se están alejando de las piezas polares, lo que
permite unas líneas de flujo para tomar una ruta más corta a través de los extremos
de las piezas polares.
A medida que el imán se mueve más lejos de la posición de registro completo, más
líneas de flujo están en cortocircuito a través de los extremos de zapata de polos.
Finalmente, en la posición neutral 45 ° desde la posición de registro completo, todas
las líneas de flujo son en cortocircuito, y no de flujo fluye a través del núcleo de la
bobina. A medida que el imán se mueve de registro completo a la posición neutral,
el número de líneas de flujo a través del núcleo de la bobina disminuye de la misma
manera como el colapso gradual del flujo en el campo magnético de un electroimán
ordinario.
La posición neutral del imán es donde uno de los polos del imán está centrada entre
las zapatas polares del circuito magnético. A medida que el imán se mueve en
sentido horario desde esta posición, las líneas de flujo que había sido cortocircuitado
a través de los extremos de zapata de polos comienzan a fluir a través del núcleo
de la bobina de nuevo. Pero esta vez, las líneas de flujo fluya a través del núcleo de
la bobina en la dirección opuesta. El flujo se invierte, como el imán se mueve fuera
de la posición neutral debido a que el polo norte del imán permanente rotación es
opuesta a la pieza polar derecha en vez de la izquierda.
Figura 2.3.3 Flujo magnético en tres posiciones del imán giratorio
Cuando el imán se mueve de nuevo un total de 90 °, otro registro de posición
completo se alcanza con un flujo máximo flujo en la dirección opuesta. Los 90 ° de
recorrido imán, donde una curva muestra cómo la densidad de flujo en el núcleo de
la bobina, sin una bobina primaria alrededor del núcleo, cambia a medida que el
imán se gira.
A medida que el imán se mueve desde la posición de registro completa 0 °,
disminuciones de flujo de flujo y alcanza un valor cero a medida que se mueve a la
posición neutra 45 °. Mientras que el imán se mueve a través de la posición neutra,
el flujo de flujo se invierte y comienza a aumentar como se indica por la curva por
debajo de la línea horizontal. En la posición de 90 °, se alcanza otra posición de flujo
máximo. Por lo tanto, para una revolución de 360 ° de los cuatro polos del imán, hay
cuatro posiciones de flujo máximo, cuatro posiciones de flujo cero, y cuatro
inversiones de flujo.
Esta discusión del circuito magnético demuestra cómo el núcleo de la bobina se ve
afectado por el imán giratorio. Se somete a un campo magnético creciente y
decreciente y un cambio en la polaridad cada 90 °. Cuando una bobina de alambre
como parte de circuito eléctrico primario de la magneto se enrolla alrededor del
núcleo de la bobina, también se ve afectado por el magnético variable campo.
El circuito eléctrico primario consiste en un conjunto de puntos de contacto de
interruptor, un condensador y una bobina aislada. La bobina se compone de un par
de vueltas de alambre de cobre pesado, un extremo está conectado a tierra al
núcleo de la bobina y el otro extremo en el lado no conectado a tierra de los platinos.
El circuito primario sólo se completa cuando los contactos del interruptor de punto
sin conexión a tierra del punto de interruptor conectados a tierra. La tercera unidad
en el circuito, es el condensador, está cableado en paralelo con los platinos. El
condensador evita la formación de arcos en los puntos cuando se abre el circuito y
acelera el colapso del campo magnético de la bobina primaria.
Figura 2.3.4 Cambio en la densidad de flujo a medida que el imán gira.
El interruptor principal en la posición cierra el registro de aproximadamente
completa. Cuando los platinos están cerrados, el circuito eléctrico primario se
completa y el imán giratorio induce el flujo de corriente en el circuito primario. Este
flujo de corriente genera su propio campo magnético, que es en una dirección tal
que se opone a cualquier cambio en el flujo magnético del circuito del imán
permanente.
Mientras que la corriente inducida está fluyendo en el circuito primario, que se opone
a cualquier disminución en el flujo magnético en el núcleo.
Por lo tanto, la corriente que fluye en el circuito primario mantiene el flujo en el
núcleo a un alto valor en una dirección hasta que el imán giratorio tiene tiempo para
girar a través de la posición neutra a un punto más allá de unos pocos grados
neutral. Esta posición se denomina posición E-espacio (E representa la eficiencia).
Con el rotor magnético en la posición E-gap y la bobina primaria que contiene el
campo magnético del circuito magnético en la polaridad opuesta, una muy alta tasa
de cambio de flujo se puede obtener mediante la apertura de los platinos primarios.
Apertura de los platinos se detiene el flujo de corriente en el circuito primario y
permite que el rotor magnético de revertir rápidamente el campo a través del núcleo
de la bobina. Esta inversión de flujo repentino produce una alta tasa de cambio de
flujo en el núcleo, que corta a través de la bobina secundaria de la magneto (herida
una y aislados de la bobina primaria), induciendo el pulso de electricidad de alto
voltaje en el secundario necesario para disparar una bujía. A medida que el rotor
sigue girando a la posición de registro de aproximadamente completa, los platinos
primarios cerca de nuevo y el ciclo se repite para disparar la siguiente bujía en el
orden de encendido.
Con los platinos, leva, y un condensador conectado en el circuito, la acción que se
lleva a cabo como el rotor magnético gira se representa por la curva de gráfico de
la Figura 2.3.6 En la parte superior (A) de la figura 2.3.6, se muestra la curva de flujo
estático original de los imanes. Se muestra a continuación la curva de flujo estático
Figura 2.3.5 Circuito Eléctrico de Magneto.
es la secuencia de apertura y cierre de los platinos magneto. Tenga en cuenta que
la apertura y el cierre de los platinos se mide el tiempo por la leva del interruptor.
Los puntos cercanos cuando una cantidad máxima de flujo pasa a través del núcleo
de la bobina y se abren a una posición neutra después. Puesto que hay cuatro
lóbulos de la leva, los platinos de cierre y apertura en la misma relación con cada
una de las cuatro posiciones neutras del imán del rotor. Además, los intervalos de
apertura y cierre son aproximadamente iguales.
A medida que el rotor de imán se gira hacia la posición neutral, la cantidad de flujo
a través del núcleo empieza a disminuir. Este cambio en los vínculos de flujo induce
una corriente en el devanado primario. Esta corriente inducida crea un campo
magnético propio que se opone al cambio de flujo de los vínculos que inducen la
corriente. Sin flujo de corriente en la bobina primaria, el flujo en el núcleo de la
bobina disminuye a cero cuando el rotor de imán se vuelve neutro y comienza a
aumentar en la dirección opuesta. Sin embargo, la acción electromagnética de la
corriente primaria impide el flujo de cambio y retiene temporalmente el campo en
lugar de permitir que cambie.
Como resultado del proceso de explotación, hay una muy alta tensión en el circuito
magnético en el momento en el rotor de imán ha llegado a la posición en la que los
puntos del interruptor, están a punto de abrir. Los puntos de interruptor, cuando se
abre, la función con el condensador para interrumpir el flujo de corriente en la bobina
primaria, causando un cambio extremadamente rápido en los vínculos de flujo. La
Figura 2.3.6 Curvas de flujo del magneto
alta tensión en las descargas devanado secundario a través de la brecha en la bujía
para encender la mezcla de combustible / aire en el cilindro del motor. Cada chispa
consta en realidad de un caudal máximo, después de lo cual una serie de pequeñas
oscilaciones se lleva a cabo.
Ellos continúan ocurriendo hasta que el voltaje es demasiado bajo para mantener la
descarga. La corriente fluye en el devanado secundario durante el tiempo que le
toma a la chispa se descargue por completo. La energía o el estrés en el circuito
magnético está completamente disipada por el tiempo, los contactos se cierran para
la producción de la siguiente chispa. conjuntos de disyuntores, que se utilizan en los
sistemas de encendido por magneto-alta tensión, abrir y cerrar automáticamente el
circuito primario en el momento adecuado en relación con la posición del pistón en
el cilindro al que se le suministran una chispa de encendido. La interrupción del flujo
de corriente principal se lleva a cabo a través de un par de puntos de contacto del
interruptor hechas de una aleación que resiste picaduras y quema.
Otra parte del conjunto de interruptor es el seguidor de leva, que es cargado contra
la leva por el resorte de lámina de metal. El seguidor de leva es un bloque similar
que monta la leva y se mueve hacia arriba para forzar el contacto del interruptor
movible lejos del contacto del interruptor estacionario cada vez que un lóbulo de la
leva pasa por debajo del seguidor. Un cojín se encuentra en la parte inferior de la
hoja de resorte de metal para lubricar y evitar la corrosión de la leva.
La leva de accionamiento de interruptor puede ser accionado directamente por el
eje de rotor magneto o a través de un tren de engranajes desde el eje del rotor. El
motor de Lycoming usa una leva compensada que está diseñada para funcionar con
un motor específico y tiene un lóbulo para cada cilindro para ser disparado por el
magneto. Los lóbulos de leva son tierra de la máquina a intervalos desiguales para
compensar la trayectoria elíptica de las bielas articuladas. Esta ruta de acceso hace
que los pistones posición de punto muerto a variar de cilindro al cilindro con respecto
a la rotación del cigüeñal.
La separación desigual de los lóbulos de leva compensadas, aunque proporciona la
misma posición del pistón relativa para la ignición que se produzca, produce una
ligera variación de la posición E-GAP del imán de rotación y por lo tanto una ligera
variación en los impulsos de alta tensión generados por el magneto.
El circuito secundario contiene los arrollamientos secundarios de la bobina, el rotor
del distribuidor, la tapa del distribuidor, el cable de encendido y bujía. La bobina
secundaria se compone de un devanado que contiene aproximadamente 13.000
vueltas de alambre fino, con aislamiento; un extremo del cual está conectado a tierra
eléctricamente a la bobina primaria o al núcleo de la bobina y el otro extremo
conectado al rotor distribuidor. Las bobinas primaria y secundaria están encerradas
en un material no conductor. Todo el conjunto se fija a las piezas polares con
tornillos y abrazaderas.
Cuando el circuito primario está cerrado, el flujo de corriente a través de la bobina
primaria produce líneas de fuerza magnéticas que cortan a través de los devanados
secundarios, la inducción de una fuerza electromotriz. Cuando se detiene el flujo de
corriente del circuito primario, el campo magnético que rodea a los devanados
primarios se colapsa, haciendo que los devanados secundarios para ser cortados
por las líneas de fuerza. La fuerza de la tensión inducida en los devanados
secundarios, cuando todos los demás factores son constantes, se determina por el
número de vueltas de alambre. Como la mayoría de magnetos de alta tensión tienen
muchos miles de vueltas de alambre en los devanados de la bobina secundaria, un
muy alto voltaje, a menudo tan alto como 20.000 voltios, se genera en el circuito
secundario. La alta tensión inducida en la bobina secundaria se dirige al distribuidor,
que consta de dos partes: giratorio y estacionario. La parte giratoria se llama un
rotor distribuidor y la parte estacionaria se denomina bloque distribuidor. La parte
giratoria, que puede tomar la forma de un disco, tambor, o el dedo, está hecho de
un material no conductor con un conductor incorporado. La parte estacionaria
consiste en un bloque también hecha de un material no conductor que contiene
terminales y los recipientes de terminal en la que se une el cableado que conecta el
cable de encendido del distribuidor a la bujía. Esta alta tensión se utiliza para saltar
el entrehierro de los electrodos de la bujía de encendido en el cilindro para encender
la mezcla de combustible / aire.
A medida que el imán se mueve hacia la posición E-GAP para el cilindro Nº 1 y los
platinos simplemente separados o abiertos, el rotor del distribuidor se alinea con el
electrodo número 1 en el bloque de distribución. La tensión secundaria inducida por
los platinos abiertos entra en el rotor, donde se arquea un pequeño espacio de aire
al electrodo No. 1 en el bloque.
Desde el distribuidor gira a una velocidad media del cigüeñal en todos los motores
de ciclo de cuatro tiempos, el bloque distribuidor tiene tantos electrodos, ya que hay
cilindros del motor, o tantos electrodos como cilindros servidos por la magneto. Los
electrodos están situados circunferencialmente alrededor del bloque de distribución
de modo que, como el rotor gira, se completa un circuito a un cilindro y la bujía
diferente cada vez que se produce la alineación entre el dedo rotor y un electrodo
en el bloque distribuidor. Los electrodos del bloque de distribución están numerados
consecutivamente en el sentido de la marcha rotor del distribuidor.
Los números representan el orden del distribuidor magneto chispas en lugar de los
números de los cilindros del motor. El electrodo distribuidor marcado "1" está
conectado a la bujía en el cilindro Nº 1; electrodo distribuidor marcada "2" para el
segundo cilindro al ser disparado; electrodo distribuidor marcado "3" a la tercera
cilindro para ser disparado, y así sucesivamente.
El cable de encendido dirige la energía eléctrica del magneto a la bujía. El arnés de
encendido contiene un alambre aislado para cada cilindro que el magneto sirve en
el motor. Un extremo de cada cable está conectado al bloque distribuidor y el otro
extremo está conectado a la bujía de encendido adecuada. Los cables del arnés de
encendido sirven con un propósito doble. Proporcionan el camino conductor para la
alta tensión a la bujía. También sirve como un escudo para los campos magnéticos
parásitos que rodean los cables, ya que momentáneamente transportan corriente
de alta tensión. Mediante la realización de estas líneas de fuerza magnética a la
tierra, el arnés de encendido reduce la interferencia eléctrica con el radio de la
aeronave y otros equipos sensibles a la electricidad.
Un magneto es una radiación de alta frecuencia que emana (onda de radio)
dispositivo durante su funcionamiento. Las oscilaciones de onda producidas en el
magneto no están controladas y cubren un amplio rango de frecuencias y deben
estar apantallados. Si los cables de encendido por magneto y no estaban
protegidos, formarían antenas y recoger las frecuencias aleatorias del sistema de
encendido. El blindaje de plomo es una trenza de malla medalla que rodea toda la
longitud de la cabeza. El blindaje de plomo evita la radiación de la energía en la
zona circundante.
Figura 2.3.7 Relación entre números de terminales de distribuidor y números de cilindros
La capacitancia es la capacidad de almacenar una carga electrostática entre dos
placas conductoras separadas por un dieléctrico. aislamiento del cable se llama un
dieléctrico, lo que significa que puede almacenar la energía eléctrica como una
carga electrostática. Un ejemplo de almacenamiento de energía electrostática en un
dieléctrico es la electricidad estática almacenada en un peine de plástico. Cuando
blindaje se coloca alrededor del cable de encendido, la capacitancia aumenta en
llevar las dos placas más cerca. Eléctricamente, el cable de encendido actúa como
un condensador y tiene la capacidad de absorber y almacenar energía eléctrica. El
magneto debe producir suficiente energía para cargar la capacitancia causada por
el cable de encendido y tener suficiente energía de sobra para disparar el obturador.
La capacitancia de ignición tiende a incrementar la energía eléctrica necesaria para
proporcionar una chispa a través de la separación de los electrodos. Se necesita
más corriente del magneto primario para disparar el enchufe con el cable blindado.
Esta energía capacitancia se descarga como fuego a través de la separación de los
electrodos después de cada disparo del obturador. Por inversión de la polaridad
durante el servicio mediante la rotación de los tapones a nuevos lugares, el
desgaste enchufe se iguala a través de los electrodos. El centro del cable de
encendido es la portadora de alta tensión rodeado de un material aislante de silicona
que está rodeado por una malla de metal, o blindaje, cubierto con una fina capa de
goma de silicona que previene el daño por el calor del motor, las vibraciones, o el
tiempo.
2.4 Bujías
La función de la bujía de encendido en un sistema de encendido es llevar a cabo un
corto impulso de corriente de alto voltaje a través de la pared de la cámara de
Figura 2.3.8 Arnés de encendido
combustión. Dentro de la cámara de combustión, que proporciona un espacio de
aire a través del cual el impulso puede producir una chispa eléctrica para encender
la carga de combustible / aire.
Las bujías funcionan a temperaturas extremas, presiones eléctricas, y a las altas
presiones de los cilindros. Un cilindro de un motor que funciona a 2.100 rpm debe
producir aproximadamente 17 chispas de alta tensión separadas y distintas que
cerrar la brecha de aire de una sola bujía cada segundo. Esto parece como una
chispa continua a través de los electrodos de la bujía a temperaturas de más de
3.000 ° C. Al mismo tiempo, la bujía se somete a presiones de gas de hasta 2.000
libras por pulgada cuadrada (psi) y la presión eléctrica tan alta como 20.000 voltios.
Teniendo en cuenta los extremos que las bujías deben operar bajo, y el hecho de
que el motor pierde potencia, si una chispa no se produce correctamente, la función
apropiada de una bujía en el funcionamiento del motor es imprescindible.
Los tres componentes principales de una bujía son el electrodo, aislante, y la
carcasa exterior. La cáscara externa, roscada para encajar en el cilindro, se hace
generalmente de acero finamente mecanizada y es a menudo chapado para evitar
la corrosión de los gases del motor y posible captura hilo. Primera tolerancia roscas
de tornillo y una junta de cobre a prevenir la presión del cilindro de gas se escape
alrededor del tapón. Presión que podrían escapar a través del tapón es retenido por
juntas de obturación interior entre la carcasa metálica exterior y el aislante, y entre
el aislador y el conjunto de electrodo central. El otro extremo está roscado para
recibir el cable de encendido de la magneto. Los tapones forman un sello entre el
cable y la clavija que es a prueba de agua para evitar que la humedad entre en esta
conexión.
El aislador proporciona un núcleo de protección alrededor del electrodo. Además de
proporcionar el aislamiento eléctrico, el núcleo aislante de cerámica también
Figura 2.4.1 Bujía REM37BY
transfiere calor desde la punta de cerámica, o de la nariz, al cilindro. El aislante se
hace de óxido de aluminio que tiene de cerámica excelente resistencia dieléctrica,
alta resistencia mecánica, y la conductividad térmica. Los tipos de bujías utilizadas
en diferentes motores varían con respecto al calor rango, alcance, electrodo masivo,
electrodo de alambre fino (Iridium / platino).
Los electrodos pueden ser de varios diseños de electrodos masivos o de aleación
a base de níquel a fino electrodos de alambre.
La gama de calor de una bujía de encendido es una medida de su capacidad para
transferir el calor de combustión de la culata. El enchufe debe operar lo
suficientemente caliente como para quemar los depósitos de carbono, que puede
provocar el ensuciamiento, una condición donde la clavija ya no produce una chispa
entre los electrodos, sin embargo, siguen siendo lo suficientemente fría como para
evitar una condición de pre ignición. La pre ignición de la bujía es causada por
electrodos de la pieza de color rojo brillante caliente como una bujía incandescente,
lo que desencadenó la mezcla aire-combustible antes de la posición normal de tiro.
La longitud del núcleo nariz es el factor principal en el establecimiento de la gama
de calor de la clavija. Los tapones calientes tienen una nariz larga aislante que crea
una trayectoria de transferencia de calor de largo; tapones fríos tienen un
relativamente corto aislante para proporcionar una rápida transferencia de calor a la
cabeza del cilindro.
El sistema de encendido por lo general proporciona un buen servicio confiable,
siempre y cuando se mantenga y se inspecciona correctamente. Sin embargo, las
dificultades pueden ocurrir con el uso normal, lo que afecta el rendimiento del
sistema de encendido, especialmente con sistemas de magneto. Problemas de
degradación y deterioro de los materiales aislantes, corrosión, desgaste y que lleva
el sello de aceite, y la conexión eléctrica son todos los posibles defectos que pueden
estar asociados con los sistemas de encendido por magneto. El tiempo de
encendido requiere un ajuste preciso y esmero para que las cuatro condiciones
siguientes se producen en el mismo instante:
1. El pistón en el cilindro No. 1 debe estar en una posición de un número prescrito
de grados antes del punto muerto superior en la carrera de compresión.
2. El imán giratorio de la magneto debe estar en la posición E-gap.
3. Los platinos deben ser sólo abrir en el lóbulo de la leva Nº 1.
4. El dedo distribuidor debe estar alineado con el electrodo que sirve el cilindro Nº
1.
Si una de estas condiciones está fuera de sincronización con cualquiera de los otros,
el sistema de encendido está fuera de tiempo. Si la chispa está fuera de tiempo, no
se entrega al cilindro en el momento correcto y el rendimiento del motor disminuye.
Cuando el encendido en el cilindro se produce antes de que se alcanza la posición
óptima del cigüeñal, se dijo que el momento de ser temprano. Si la ignición se
produce demasiado pronto, el pistón se levanta en el cilindro se opone a la fuerza
de la combustión. Esta condición resulta en una pérdida de potencia del motor,
sobrecalentamiento, y la posible detonación y pre-ignición.
La humedad se forma en diferentes partes del sistema de encendido provoca
irregularidades más comunes. La humedad puede entrar en las unidades del
sistema de encendido a través de grietas o tapas sueltas, o puede ser el resultado
de la condensación. La respiración, una situación que se produce durante el reajuste
del sistema de baja a alta presión atmosférica, puede dar lugar a aspirar aire.
Normalmente, el calor del motor es suficiente para evaporar esta humedad, pero de
vez en cuando el aire húmedo se condensa como el motor se enfría. El resultado
es una acumulación de humedad apreciable que hace que los materiales de
aislamiento para perder resistencia eléctrica. Una pequeña cantidad de
contaminación por humedad puede causar reducción de la producción de magneto
por cortocircuito a tierra a una parte de la corriente de alta tensión destinados a la
bujía. Si la acumulación de humedad es apreciable, toda la producción magneto
puede ser disipada a tierra a modo de descarga disruptiva y carbono de
seguimiento. la acumulación de humedad durante el vuelo es extremadamente rara
debido a que la alta temperatura de funcionamiento del sistema es eficaz en la
prevención de la condensación. Las dificultades de la acumulación de humedad son
probablemente más evidentes durante el arranque y operación terrestre.
Las bujías de encendido a menudo son diagnosticadas como defectuoso cuando
exista la falla real en un sistema diferente. Mal funcionamiento del carburador, la
mala distribución de combustible, el exceso de solapamiento de las válvulas, fugas
en el sistema de imprimación, o malas configuraciones de velocidad y la mezcla de
ralentí muestran síntomas que son los mismos que los de encendido defectuoso.
Por desgracia, muchas de estas condiciones se pueden mejorar temporalmente por
un cambio de la bujía, pero el problema se repite en un corto período de tiempo
debido a que la verdadera causa de la avería no se ha eliminado. Una comprensión
profunda de los diversos sistemas de motor, junto con una meticulosa inspección y
buenos métodos de mantenimiento, puede reducir sustancialmente tales errores.
