MOTOR

18.06.2021

Los motores de las aeronaves son extremadamente confiables cuando se cuidan adecuadamente y pueden brindar años de vuelo seguro.

Ya sea que la aeronave que vuele esté equipada con un sofisticado sistema de monitoreo del motor o no, se requiere una comprensión básica de cómo funcionan los motores para diagnosticar correctamente los posibles problemas del motor. En todos los motores, el aire entra en el motor, se mezcla con el combustible, se quema a una velocidad controlada y se expande, empujando un pistón que hace girar el cigüeñal y la hélice.

En la mayoría de los aviones de pistón, esto ocurre en cuatro ciclos: admisión, compresión, explosión y escape. Los controles del motor de cabina, generalmente el acelerador, el control de la hélice (en caso de ser paso variable) y la mezcla, permiten al piloto extraer el rendimiento más eficiente del motor y garantizar una operación segura y confiable.

Consejo: saber cómo manejar un motor lo ayuda a volar de manera más segura y puede minimizar el combustible.

Magnetos

Los motores de las aeronaves tienen dos bujías en cada cilindro para mejorar la eficiencia de la combustión y proporcionar respaldo en caso de que falle un sistema de encendido. Alimentando la chispa hay dos magnetos, cada uno de los cuales son autónomo y crea la chispa, todo sin una fuente eléctrica externa. Si un magneto falla, la aeronave seguirá volando con seguridad en el otro magneto y su juego de bujías.

En tu auto, si el sistema de carga eléctrica falla o se apaga el encendido, el motor deja de funcionar. En un avión, el sistema eléctrico se puede apagar con el interruptor principal y el motor equipado con magneto seguirá funcionando.

¿Qué pasa si los magnetos caen más de 200 rpm durante el arranque?

Una caída más grande de lo normal no es tan crítica como lo es una caída "bruta". Una caída suave de hasta 200 rpm está bien. Una caída superior a 200 rpm podría indicar un problema de sincronización magnética que debe revisarse. Un magneto mal sincronizado puede quitarle algo de potencia del motor y también causar daños en el motor porque causará la explosión fuera de tiempo. (Recuerda siempre consultar el POH)

"THROTTLE"

El acelerador es una válvula de aire, se abre por completo para obtener la máxima potencia y se cierra casi por completo en ralentí. En un motor con carburador, a medida que se abre más y más el acelerador, se extrae automáticamente más y más combustible a través del carburador. El combustible y el aire se combinan en el venturi del carburador y se aspiran al cilindro a través de los tubos de admisión. Los motores carburados son susceptibles de desarrollar hielo en los carburadores.

En un motor con inyección de combustible, el piloto aún controla el volumen de aire que ingresa al motor moviendo el acelerador, pero el combustible se entrega por separado a cada cilindro, mezclándose con el aire dentro de los cilindros. Los motores de inyección de combustible son más eficientes y desarrollan más potencia que el motor con carburador del mismo tamaño debido a una entrega de combustible más precisa.

Con los motores de inyección de combustible, no hay que preocuparse por el hielo de los carburadores, porque no hay un carburador en el que la mezcla de aire y combustible se pueda vaporizar y enfriar. La principal diferencia operativa con los motores de inyección de combustible es que pueden ser más difíciles de arrancar, especialmente cuando están calientes.

**FADEC

Full Authority Digital Engine Control (FADEC) incorpora el control del acelerador, la mezcla y la hélice en una palanca controlada por el piloto. El sistema FADEC ofrece muchos beneficios, que incluyen una mayor eficiencia, menor consumo de combustible y herramientas de resolución de problemas para diagnosticar problemas del motor.

HIELO EN EL CARBURADOR

Cuando pensamos en los peligros de la formación de hielo, lo primero que nos viene a la mente suele ser el hielo de la estructura del avión, pero el hielo del carburador, su primo insidioso y a menudo olvidado, puede ser igualmente mortal. Sin embargo, como ocurre con la mayoría de los riesgos al volar, las claves para combatir el hielo en el carburador son simples: comprender el peligro, reconocer los síntomas y tomar medidas rápidas.

Básicamente, el hielo del carburador es producto de tres factores interrelacionados:

  • Temperatura del aire
  • Humedad relativa
  • Diseño de carburador

El trabajo del carburador es simple: mezcla el combustible y el aire en la proporción correcta antes de enviarlo al motor en la cantidad adecuada. Para hacer esto, extrae aire a través de un pasadizo estrecho y curvo llamado venturi. Al igual que el aire que fluye sobre la superficie superior curva de un ala, el aire que se mueve a través de un venturi se acelera a medida que disminuye su presión. Cuando se inyecta combustible en esta corriente de aire rápida y de baja presión, se vaporiza y la mezcla resultante de combustible atomizado y aire fluye hacia los cilindros.

 Pero hay un problema. La vaporización del combustible y el cambio de presión inducido por el venturi juntos hacen que el aire que pasa a través del carburador se enfríe rápidamente. Si esto reduce la temperatura del aire más allá del punto de congelación, y si el aire entrante está lo suficientemente húmedo, puede comenzar a formarse hielo en las superficies internas del carburador. A medida que el hielo se acumula, restringe el flujo de la mezcla de combustible / aire al motor, lo que lleva a una reducción de la potencia ya que el motor no está esencialmente recibiendo la mezcla necesaria. Si la situación no se remedia, el motor puede perder potencia por completo.

"LA ZONA DE PELIGRO"

Aunque es posible que haya escuchado que solo un conjunto específico de condiciones conduce al hielo en un carburador, la verdad es que la mayoría de nosotros volamos dentro de la "zona de peligro" de manera regular.

El hielo en carburador se puede formar en una amplia gama de temperaturas del aire exterior y humedad relativa. Si bien la palabra "formación de hielo" generalmente sugiere vientos tempestuosos y condiciones gélidas, se puede formar hielo en el carburador cuando las temperaturas exteriores son tan altas como 37°C con 50% de humedad relativa. En el otro extremo, el riesgo no desaparece hasta que la humedad cae por debajo de aproximadamente el 25% y / o la temperatura del aire exterior desciende muy por debajo del punto de congelación.

En otras palabras, el hielo en carburador se puede formar prácticamente en cualquier momento, en cualquier fase del vuelo.

CONDICIONES DE VUELO

Por supuesto, el hecho de que el hielo en el carburador se pueda formar en un amplio rango de temperaturas no significa que siempre lo hará. Algunas situaciones son considerablemente más riesgosas que otras. Es más probable que se forme hielo, y que sea severo, cuando las temperaturas caen aproximadamente entre 10°C y los 21°C  y la humedad relativa es superior al 60%.

Asimismo, determinadas condiciones de vuelo conllevan mayores riesgos. A medida que se reduce la potencia del motor, se restringe el flujo de aire y se reduce el calor ambiental. Esto hace que las operaciones de baja potencia, como los descensos, sean considerablemente más propensas al hielo en el carburador.

Ciertos tipos de aviones también son más propensos al hielo que otros debido a las diferencias en el flujo de aire y el calor del motor debido al diseño de la capota y otros factores. Verifique su POH para obtener orientación sobre el calor de los carburadores y recuerda que ningún avión con un motor carburado es inmune al hielo de carburador.


Los síntomas clásicos del hielo en los carburadores son una potencia reducida y un motor que funciona mal. En aviones con hélices de paso fijo, la primera indicación suele ser una pequeña disminución en las RPM del motor. Aunque es posible que el motor todavía esté funcionando sin problemas en este punto, a medida que el hielo continúe acumulándose, la reducción de RPM continuará y el motor comenzará a funcionar de manera irregular. Si las condiciones de formación de hielo son lo suficientemente severas y el piloto no toma ninguna medida correctiva, el motor eventualmente fallará.

Lo mismo se aplica a los aviones con hélices de velocidad constante, con una excepción importante: el Manifold, en lugar del tacómetro, debe ser el punto focal para las primeras indicaciones de hielo en carburador. Los ajustes de potencia precisos, un escaneo de instrumentos constante y oídos atentos pueden alertarlo sobre los cambios sutiles en el rendimiento del motor. También es posible instalar un medidor de temperatura del aire del carburador para ayudar a reconocer las condiciones propicias para la formación de hielo.

Sugerencia: si escucha música en vuelo, asegúrese de que el volumen sea lo suficientemente bajo para escuchar cualquier cambio en las RPM del motor.

Aunque el hielo en el carburador puede formarse en cualquier momento, bajo muchas circunstancias diferentes, el remedio es siempre el mismo: aire caliente al carburador. Consulte el POH de su avión o el manual de vuelo para obtener detalles sobre el uso de aire caliente del carburador, pero recuerde esta regla general: es mucho mejor usar aire caliente del carburador completo demasiado pronto, que esperar hasta que sea demasiado tarde.

Cuando aplica aire caliente al carburador, el aire sin filtrar que ha sido calentado por el colector de escape pasa al carburador, derritiendo el hielo que pueda haberse formado. A medida que el hielo se derrite, el agua se mezcla con la mezcla de aire y combustible, lo que hace que el motor funcione con dificultad. Tenga paciencia: este aumento de la rugosidad del motor puede durar de varios segundos a unos minutos a medida que se derrite el hielo. Una vez que el hielo esté limpio y el motor esté funcionando normalmente, asegúrese de apagar el carburador para restablecer la potencia máxima.

                                          PASOS PREVENTIVOS
Durante el período previo al vuelo, aplique aire caliente al carburador por completo para asegurarse de que esté funcionando correctamente. A medida que el aire caliente llega al carburador, debería ver y escuchar una pequeña reducción en las RPM en aviones con hélices de paso fijo y una ligera reducción en el Manifold para aquellos con paso variable. Si no hay hielo, las RPM o el Manifold permanecerán constantes. Sin embargo, si existe hielo, habrá un aumento gradual en la potencia del motor a medida que el agua del hielo derretido se purga del sistema.

**CHECKLIST
A la primera indicación de hielo en carburador:

  1. CARB HEAT...................................... ENCENDIDO
    (la aplicación parcial podría causar mayor formación de hielo)
  2. CARB HEAT...................................... MANTENGA
    (hasta que vuelva la potencia normal del motor)
  3. INSTRUMENTOS DE MOTOR..... MONITOREE
    (potencia del motor y vuelva a aplicar aire caliente a los carburadores según sea necesario)

Recuerde, cuando se aplica aire caliente, el aire más cálido provocará inherentemente una reducción en la potencia del motor.
** Consulta el POH del avión 

Si transcurre mucho tiempo entre la verificación del aire caliente y el despegue (especialmente en condiciones propicias para la formación de hielo en los carburadores), es posible que desee considerar realizar otra verificación justo antes de la salida. Sin embargo, el AIRE CALIENTE no debe dejarse encendido durante el rodaje, ya que el aire sin filtrar podría permitir que se introduzcan desechos en el motor (aire sin filtrar).

Antes de las operaciones de potencia reducida o IDLE, aplique aire caliente completo (a menos que la POH de la aeronave indique lo contrario). El aire caliente ayudará a prevenir la formación de hielo en los carburadores, al igual que una aplicación ocasional del acelerador para despejar el motor. Nuevamente, es mejor pecar de cauteloso cuando se trata de hielo en el carburador.

En casos extremos de hielo en vuelo, puede ser necesario operar con AIRE CALIENTE continuo para evitar que se forme más hielo. En este caso, la mezcla debe compensarse, para compensar el aire de admisión más cálido y menos denso, que puede causar una mezcla de aire / combustible excesivamente rica.

Motores Carburados

Muchos motores de pistón arrancan con la mezcla rica, el acelerador avanza ligeramente y la bomba de combustible está encendida. Aún así, arrancar el motor de un avión no es automático, como lo es en un automóvil.

Para arrancar un motor frío, agregue combustible extra con el primer o la bomba. Esto coloca combustible directamente en uno o más cilindros (a través del colector de admisión). Consulte el POH de la aeronave para conocer la técnica correcta. No bombee el acelerador, ya que esto simplemente forzará el combustible crudo (que no se vaporiza tan fácilmente en climas fríos) en el sistema de admisión, posiblemente provocando un incendio en el motor.

Si la temperatura exterior es inferior a -6°C, es posible que el motor necesite un precalentamiento, tanto para ayudar en el arranque como para prevenir daños en el motor. Durante un arranque en frío, intente evitar agotar la batería innecesariamente. Deje la aviónica, los flaps eléctricos y la iluminación de la aeronave, que dependen y utilizan la energía de la batería, apagados hasta que el motor esté en funcionamiento.

¿Puedo volar si la caída de Aire Caliente del carburador es de 300 rpm o más durante el arranque?

No. Una gran caída, más de las típicas 50 a 100 rpm, probablemente se deba a una fuga de escape dentro de la cubierta donde el aire caliente se desvía al carburador. Todas las fugas de escape son peligrosas y deben repararse, porque las fugas de aire del cortafuegos (Firewall) pueden permitir que los gases de escape y posiblemente el monóxido de carbono del compartimiento del motor ingresen a la cabina. Una fuga también puede dirigir el escape caliente hacia componentes vulnerables como las líneas de combustible y posiblemente provocar un incendio en el compartimiento del motor.

                                            FUEGO EN EL MOTOR

El priming de motor excesivo hace que se acumulen grandes cantidades de combustible en la entrada del carburador. Este combustible puede encenderse si el motor falla. La mayoría de los POH recomiendan que siga arrancando el motor después de que se note el incendio. Esto apaga el fuego tirando de las llamas hacia el motor. Si arranca el motor, déjelo funcionar durante unos minutos antes de apagarlo y examinar el daño. Si el motor no arranca, apague el MASTER SWITCH y STARTER, así como el selector de combustible y la mezcla, abandone la aeronave y busque un extintor de incendios o llame al SEI.

MOTORES A INYECCIÓN

Los motores de inyección de combustible generalmente utilizan la bomba de combustible eléctrica para rociar combustible en los cilindros para el priming. En algunos aviones, la cantidad de combustible de cebado se ajusta haciendo avanzar la mezcla y el acelerador. Es fácil hacer un sobre-priming en el motor, en cuyo caso será necesario el procedimiento de arranque ahogado (Flooded-Start).

Un procedimiento típico de flooded-start (o arranque en caliente) para un motor con inyección, comienza con la mezcla en IDLE CUTOFF. A continuación, mueva el acelerador (THROTTLE) a la posición abierta (máxima potencia o full throttle). Verifique el POH para ver si la bomba de combustible debe estar encendida o apagada. Mientras arranca el motor, prepárese para invertir el acelerador y los controles de mezcla cuando el motor arranca (desacelere rápidamente el acelerador y enriquezca lentamente la mezcla). Se necesita algo de práctica para arrancar en caliente un motor con inyección de combustible.

Consejo: Los diferentes fabricantes de motores tienen diferentes procedimientos para arranques en caliente. Asegúrese de hacer referencia al POH de la aeronave que vuela.

PRECALENTAMIENTOS

Los diferentes metales del motor se encogen a diferentes velocidades y el aceite pierde cierta capacidad de lubricación a temperaturas extremadamente bajas. Arrancar un motor en estas condiciones puede hacer que las piezas metálicas se froten demaciado por falta de lubricación y provoquen un desgaste extremo en muy poco tiempo. El precalentamiento ayuda a prevenir este desgaste y ayuda a que el combustible se vaporice más fácilmente para un arranque rápido.
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PARTIDA Y RUN-UP

¿Por qué es tan difícil arrancar el motor, especialmente cuando está caliente, y qué puedo hacer al respecto?

Hay muchas causas de dificultades en el arranque, incluidas una batería débil, bujías sucias, magnetos desgastados, acoplamientos de impulso desgastados, bloqueo de vapor de combustible (vapor-lock) y una técnica inadecuada. Los motores de inyección de combustible pueden ser difíciles de arrancar cuando el motor está caliente porque el combustible puede convertirse en vapor en las líneas de combustible cercanas al motor caliente. Con burbujas de aire / vapor en las líneas de combustible, el motor no arrancará o no funcionará después de arrancar. Una técnica de arranque en caliente incluye un método para limpiar las líneas de combustible para eliminar el vapor de combustible. Siga las instrucciones de POH para el arranque en caliente, pero asegúrese de que los elementos mecánicos mencionados anteriormente no empeoren el problema. Si todo lo demás falla, pregúntele a un mecánico cuál es su técnica favorita de arranque en caliente.

¿Qué hago si el motor funciona "mal" durante el arranque?

La aspereza del motor mientras se revisan los magnetos durante el RUN-UP podría indicar una bujía averiada u otro problema del sistema de encendido. Acelere el motor a RPM que pide la lista para el RUN-UP y compence la mezcla hasta que el motor funcione con dificultad (LEAN). Deje que el motor funcione durante unos 30 a 60 segundos con esa RPM Y MEZCLA (HIGH RPM, LEAN MIXTURE). Luego, enriquece la mezcla y luego revisa los magnetos nuevamente. Si esto no elimina la aspereza, haga que un mecánico revise el sistema de encendido antes de volar.

COMO REGLA GENERAL, ESPERAR AL MENOS 6 MINUTOS ENTRE LA PUESTA EN MARCHA Y EL DESPEGUE PARA QUE EL MOTOR SE ENCUENTRE EN CONDICIONES.