Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica Y Eléctrica Unidad Profesional Ticomán Ingeniería en Aeronáutica
Fundamentos de Motores de Combustión Interna
Límites Operacionales de los Motores de Combustión Interna Rotativos
Profesor: Valdez Pérez Marisela
Grupo: 5AM3
Alumno:
Carrillo Lima José Iván
Motor de combustión. Es una máquina que funcionando mediante un ciclo termodinámico o un ciclo mecánico, produce trabajo a expensas dela liberación de la energía latente del combustible suministrado. Un ciclo se denomina termodinámico cuando suceden una serie de cambios de estado de tal forma que la masa gaseosa que evoluciona después de las sucesivas transformaciones, retorna a las mismas condiciones iniciales. Un ciclo se denomina mecánico cuando se repiten periódicamente una serie de sucesos sin que el fluido retorne a las condiciones iniciales, esto es, el ciclo comienza con fluido diferente, en condiciones iguales a las del ciclo precedente. Al grupo de motores con ciclo mecánico pertenecen los motores de combustión interna a los que pertenecen los alternativos o de émbolo, y los de reacción. El propulsor es un dispositivo que haciendo uso del trabajo proporcionado por el motor, lo transforma en energía cinética, u obteniéndose una tracción, empuje o propulsión propiamente dicha, de sentido contrario al de la velocidad del gas portador de esa energía cinética. El propulsor es por lo general una hélice. El motoproupulsor es una máquina que transforma directamente la energía del combustible en energía cinética, dando origen al movimiento en el sentido deseado. El motor de reacción es verdaderamente un motopropulsor. Componentes fundamentales de los turborreactores. Los componentes fundamentales de los turborreactores enumerados desde la admisión de aire al escape de gas son Difusor de admisión Compresor Cámara o cámaras de combustión Turbina o turbinas Tobera de escape
Fig1 Componentes fundamentales de un turborreactor Limites operacionales de los motores a reacción
Los límites operacionales dependen de cada tipo de motor de combustión interna rotativo. Por ejemplo, los factores que afectan el empuje se pueden mencionar: Altitud Crítica. Es el nivel más alto que un motor puede soportar. El motor puede sufrir congelamiento interno, este efecto provocará una disminución de potencia o sufrirá un apagado total. Todos los Manuales de Operación del Avión, disponen de un capítulo de Limitaciones en el que se contemplan los márgenes de utilización de los distintos sistemas, así como cifras tope durante las diferentes fases de operación. Para ejemplificar estas limitaciones se usara el avión Boeing 727 en el Sistema de Combustible, Motor, sistemas auxiliares y A.P.U Limitaciones del sistema de Combustible
En primer lugar existe una serie de combustibles que cumplen las especificaciones requeridas y que figuran en esta lista de limitaciones. Por ejemplo: CAMPSA ………… Petróleo RD/2494 CEPSA
..…..…. Jet A-1 ATK
SHELL
……….. Aeroshell Turbine Fuel 650
La temperatura en los depósitos no deben exceder de 49 °C La temperatura mínima en depósitos se debe mantener 3°C por encima del punto de congelación del combustible usado. Para el Jet A e s de -37°C y para EL Jet A-1 ó B-47°C Pruebas efectuadas en los aviones B-727 y B-747 en recorridos de 500 millas para los primeros y mayores para el B-747 han demostrado que la temperatura de combustible en depósitos difícilmente supera los -29°C siempre que el combustible se haya repostado a más de -15°C Asi mismo se demostró que la caída enorme de temperatura se produce durante las dos primeras horas de vuelo, recuperándose luego y manteniéndose posteriormente. Se fija la mínima cantidad de combustible en depósitos que es necesaria para operar el avión (1.000 lbs en el B-727) así como e l mínimo no lanzable. Limitaciones del motor y sus sistemas auxiliares Neumático
La primera limitación a tener en cuenta es la presión del neumático para la puesta en marcha, que oscila de 30 a 40 psi. según el tipo de avión. En el B-727, 30 psi son suficientes, menos de ½ para cada 1000 pies de elevación del campo. En el DC-9 36 psi. menos 1 psi por cada 1000 pies de elevación. RPM
Las RPM del motor no deben exceder de 100.1 por 100 de N1 y del 100 de N2 Temperatura de Gases de Escape (EGT)
A continuación se fijan una serie de valores máximos de EGT según las distintas fases de vuelo, por ejemplo, 590°C al despegue, 545°C máximo continuo, etc. Temperaturas superiores momentáneas a 590° deben ser apuntadas en el cuaderno de vuelo así como la duración de la sobretemperatura. Aceite
La presión de aceite debe estar entre 40 y 55 psi Si cae de 35 psi se debe parar el motor si las condiciones de vuelo lo permiten, o reducir el empuje al mínimo hasta completar el vuelo. La temperatura máxima de aceite para operación continua es de 120°C Se permite un máximo de 15 minutos entre 120°C y 157°C. Pasado ese tiempo el aceite pierde sus propiedades y el motor podría sufrir graves daños. El consumo normal para este motor (JT8D-9) está entre 1/16 y 1/ 4 de galón deben ser apuntados en el Cuaderno de Vuelo y a partir de 1/ 2 de galón deberá investigarse y posiblemente bajar el motor para inspección. La mínima cantidad para despacho es de 2.5 galones U.S. La cantidad de aceite puede ser verificada, en caso de duda de la lectura de los indicadores, por medio de una varilla que lleva el depósito. Asimismo es muy importante insistir
en que siempre que se recargue alguna cantidad de aceite debe ser reflejado en el Cuaderno de vuelo, pues delo contrario Mantenimiento no puede llevar el historial del motor de manera adecuada. Ignición
En cuanto a la ignición la lista delimitaciones recuerda que debe estar conectada en todos los delegues y aterrizajes. Si hay que mantenerla por más tiempo conectada se debe poner 10 minutos y desconectarla 20 minutos. Si no es posible. 10 minutos conectada y 10 minutos desconectada, lo que se denomina ciclo duro Al llevar dos bujías una irá puesta, mientras la otra descansa. Motor de puesta en Marcha
Se dan una serie de cifras máximas para el arranque de motores. El arranque normal no debe exceder de 30 segundos (“ON”) dejándolo 60 segundos desconectado (“OFF”). Si el arranque se queda “colgado” (SLOW START), se puede mantener 60 segundos “ON” Y 60 segundos (“OFF”). Se harán dos intentos como el comentado, dejando entonces 5 minutos para enfriamiento. Reversa: Se recuerda (para este avión) que el empuje intencionado de reversa en vuelo está
prohibido. Conclusiones
Los límites de operación son distintos para cada tipo de motor. Y es de especial atención buscar eso límites para poder tener un buen mantenimiento y uso del mismo. Bibliografía
Saínz Díez Valentín. El motor de Reacción y sus sistemas auxiliares. (8va ed.).2002 Paraninfo: España
