Importancia DEL Motor Reciproco EN LA Aviacion PDF

Title Importancia DEL Motor Reciproco EN LA Aviacion
Author Eduardo Campomanes
Course Dinamica
Institution Universidad César Vallejo
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FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ALTERNATIVO La función del motor es la de transformar la energía calorífica del combustible en energía mecánica. El motor alternativo de aviación está formado por una serie de cilindros donde se comprime la mezcla aire-combustible y se inflama la mezcla. Esta mezcla está previamente preparada en un dispositivo llamado carburador o bien en un sistema de inyección Son usados principalmente en aviación deportiva y en pequeños aviones de poco peso y con necesidad de poca potencia. Tienen un peso demasiado grande para potencias superiores, lo cual, les hace inviables para aviones grandes y de gran velocidad de crucero.

Imagen 1: motor alternativo PARTES: Culata (Cyliner head): La culata es la parte superior del motor, donde se encuentran las aletas de refrigeración y en la cual van roscadas las bujías y van acopladas las válvulas. En los motores actuales se pueden encontrar 1 o 2 válvulas de admisión y 1 o 2 válvulas de escape. En la parte interior de la culata se encuentra la cámara de combustión del cilindro. Bujía (Spark plug): Es la encargada de generar la chispa para incendiar la mezcla. En los motores de aviación hay 2 bujías por cada cilindro. Con esto se consiguen 2 cosas. La primera es una redundancia en la seguridad, ya que cada bujía va con un sistema independiente, por lo que si nos falla una bujía, aún nos quedaría otra. La segunda es que se consigue una velocidad de llama mayor, lo que se traduce en más RPM del motor y por lo tanto más potencia.

Pistón (Piston): El émbolo o pistón tiene forma de vaso invertido y se mueve por dentro del cilindro. El pistón se une al cigüeñal mediante la biela. La cabeza del pistón o émbolo tiene unos segmentos que se encargan de dar estanqueidad e impedir que escapen los gases de la parte superior del cilindro. Los segmentos también cumplen una función de lubricación. Cuerpo (Crankcase): Es el soporte del conjunto de cilindros y del cigüeñal. En algunos motores se utiliza como sumidero del aceite, dependiendo si es de cárter húmedo o cárter seco. Cigüeñal (Crankshaft): El cigüeñal es el responsable de transformar el movimiento alternativo de los pistones en movimiento rotativo.

Imagen 2 : partes del motor alternativo

TIEMPOS: Admisión: En este tiempo el pistón se encuentra descendiendo, la válvula de admisión abierta y la de escape cerrada, de tal modo que por la válvula de admisión está entrando la mezcla de aire-combustible. Teóricamente el tiempo de admisión termina cuando el pistón llega al PMI. Teóricamente, ya que en realidad los tiempos de apertura y cierre de válvulas, veremos que se adelantan o retrasan.

Compresión: En este tiempo el pistón parte del PMI, las válvulas de admisión y escape están cerradas, con lo que el pistón va comprimiendo la mezcla aire-combustible en un espacio cada vez más pequeño, hasta que llega a su volumen mínimo en el PMS. Combustión: Una vez el pistón está en el PMS, la bujía o en este caso las bujías, hacen saltar una chispa que inflaman la mezcla, por lo que se produce una súbita expansión de los gases que impulsan el pistón hacia abajo, hacia el PMI. Escape: Una vez que el pistón está en el PMI, se abre la o las válvulas de escape mientras el pistón va subiendo y va desplazando los gases, haciendo que estos salgan por las válvulas de escape, hacia los colectores y a la atmósfera.

Imagen 3: tiempos del motor

MOTOR RECIPROCO EN LA AVIACION

Los motores recíprocos o de pistón, fueron los primeros motores en la historia de la aviación ligera y de la aviación general. El primer motor en ser usado fue en 1903 este contaba con un sistema de refrigeración con agua, funcionaba con gasolina y generaba potencia a través de una hélice debido a sus palas alabeadas, propulsando una masa de aire circundante, generando potencia hacia adelante, los hermanos wright quienes fueron los primeros en volar lograron el sueño casi imposible en esa época, este motor fue importante debido que aporto al futuro desarrollo de la aviación para poder desarrollar los vuelos a través de motores propulsados, El Flyer III fue uno de los aviones de aquella época en tener una buena relación peso- potencia que contaba con un motor de 12CV y 1.025 RPM.

Los motores actuales de aviación ligera son motores de pistón constituida por aviones de un MTOW (Maximum Take-off Weight) igual o inferior a 6.000 lbs (≈3.000Kg.).Los fabricantes más importantes de estos motores son, casi en exclusiva, TEXTRON LYCOMING, TELEDYNE CONTINENTAL y FRANKLIN, cuales son las empresas encargadas en la fabricación de estos motores. Con lo cual existe una demanda en la producción de estos motores para las aeronaves ligeras. Actualmente existen diferentes tipos de motores, de 4 tiempos y de 2 tiempos estos se clasifican de acuerdo a su construcción y colocación de los cilindros motores en línea, de cilindros horizontales y opuestos, en estrella o radiales. Imagen 3: motor reciproco

MOTOR RADIAL El diseño de este motor hace que sea más compacto y ligero que uno alternativo. Debido a su diseño en la parte delantera del avión, dado que el motor queda expuesto al aire, por lo que se enfría con facilidad pero crea mayor resistencia. Estos motores fueron los que dominaron la industria de la aviación de la II Guerra Mundial. Este tipo de motor consta básicamente de cilindros, pistones, bielas y un cigüeñal. En el interior de cada cilindro, un pistón realiza un movimiento de arriba abajo, movimiento que mediante una biela transmite al cigüeñal, de forma que el movimiento rectilíneo del pistón se convierte en movimiento giratorio del cigüeñal. En la parte superior del cilindro, se encuentran dos bujías que producen la chispa para el encendido de la mezcla. Esto motores se llaman de 4 tiempos debido a que su ciclo de trabajo se da e

Imagen 4: Motor radial Motor en línea Los cilindros están alineados en una sola fila con una cantidad par de cilindros. La ventaja de este motor se da por su diseño de área frontal reducida, para poder producir menor resistencia aerodinámica. Si el cigüeñal del motor está ubicado encima de los cilindros se le llama un motor en línea invertido, esto permite que la hélice sea montada en una posición más alta, a una mayor distancia del suelo, permitiendo un tren de aterrizaje cortó. Una de las desventajas de un motor en línea es que ofrece una relación potencia a peso inferior, debido a que el cárter y el cigüeñal son largos y por tanto más pesados. Este tipo de motor era habitual en los primeros aviones, incluido el Wright Flyer, la primera aeronave en realizar un vuelo controlado con motor.

Las desventajas del diseño se hicieron notables, y el diseño en línea fue abandonado a favor del motor en V, siendo una rareza en la aviación moderna.

Motor ro En la Primera Guerra Mundial, los aviones eran utilizados para fines militares, los motores en línea eran demasiado pesados para la cantidad de potencia que ofrecían. Los motores rotativos cuentan con los cilindros distribuidos circularmente en torno al cárter como el posterior motor radial, pero con la diferencia de que el cigüeñal está atornillado a la estructura del avión, y la hélice está atornillada a la carcasa del motor. De este modo el motor entero gira junto a la hélice, proporcionando un montón de flujo de aire para la refrigeración, independientemente de la velocidad de avance de la aeronave. Estos motores consumían grandes cantidades de aceite de ricino, este propagaba por todo el fuselaje y creaba nueves humos para los pilotos. Eran motores muy poco fiables,

debido a que funcionaban a máxima potencia todo el tiempo sin que pudiera controlarse el paso de gasolina. Sus componentes internos no podían resistir varias horas de uso, tendían a sobrecalentarse por encima de 350 °C, temperatura a la cual varios componentes comienzan a fundirse y perforarse permitiendo fugas de aceite que se inflamaba inmediatamente, provocando el incendio del motor y de la aeronave, un hecho que cobró muchas vidas en la Primera Guerra Mundial, época en la cual no se contaba con paracaídas o trajes ignífugos. .Los motores de estilo estático se hicieron más fiables y redujeron su peso relativo de manera que se volvieron más seguro, se dejaron de usar los motores rotativos por sus problemas.

Motor en v En este tipo de motores lo ancadas, inclinadas con una diferencia de entre 30 V. La gran mayoría de motores en V son enfriados con agua. Este ofrece una relación potencia a peso mayor que un motor en línea, mientras que siguen manteniendo un área frontal reducida.

Imagen 7: motor en v CESSNA 172SP Proveniente de la familia Cessna 172, uno de los aviones monomotor más fabricados en la aviación ultra ligera con capacidad para 4 personas y el más popular para el entrenamiento para pilotos.

El cessna 172 fue fabricado en 1956 con una serie de producción de más de 40 000 unidades en el mundo hasta la actualidad, El Cessna 172 fue una variante de tren de aterrizaje triciclo del taildragger del Cessna 170, contaba con un nivel básico de equipamiento estándar. En enero de 1955, Cessna voló una variante mejorada del Cessna 170, un Cessna 170C Continental O-300-A con ascensores más grandes y una cola más angular. Aunque la variante fue probada y certificada, Cessna decidió modificarla con un tren de aterrizaje triciclo y el Cessna 170C modificado voló de nuevo el 12 de junio de 1955,. La certificación, se agregó el tipo al certificado de tipo Cessna 170 como el Modelo 172. Desde ese momento el 172 recibió su propio certificado de tipo, 3A12 convirtiéndose en el avión más fabricado en la historia de la aviación

172 SP El Cessna 172S fue producido en 1998 y está impulsado por un Lycoming IO-360-L2A que produce 180 caballos de fuerza (134 kW). Las rpm máximas del motor se incrementaron de 2.400 rpm a 2.700 rpm, lo que resultó en un aumento de 20 hp (15 kW) sobre el modelo "R". Como resultado, el peso máximo de despegue se incrementó a 2,550 lb (1,157 kg). Este modelo se comercializa bajo el nombre Skyhawk SP, En la actualidad este viene equipado con el sistema garming 1000.

Imagen 8: Cessna 172

Lycoming IO-360 El Lycoming O-360 es una familia de motores de pistón de cuatro cilindros, accionamiento directo, horizontalmente opuestos, refrigerados por aire. Los motores de la serie O-360 producen entre 145 y 225 HP, y el O-360 básico produce 180 HP.

Potencia y Peso La potencia del IO-360-A del motor es de 200 caballos de fuerza. Existen ligeras variaciones de este motor, al igual que el IO-360-B, que produce 180 caballos de fuerza. El peso es de 324 a 335 libras, dependiendo de las opciones instaladas, tales como un compresor de aire acondicionado. La velocidad recomendada de RPM (revoluciones por minuto) es de 2.400 RPM.

Dimensiones Las dimensiones exteriores de la gama de motores de 19 a 24 pulgadas de alto, 32 a 34 pulgadas de ancho, y 29 a 33 pulgadas de alto. Características del motor Las bielas, cigüeñal y el árbol de levas del motor IO 360 son de acero forjado. Los cilindros son nitruro-endurecido para mayor durabilidad. Endurecimiento de nitruro aumenta la dureza del acero, por lo que es más duradero. Un arranque eléctrico está disponible, al igual que un sistema de encendido por magneto. Un magneto produce la electricidad de alto voltaje para alimentar las bujías justo dentro del propio distribuidor modificado, por lo que no se necesitan otros componentes para producir una chispa.

Imagen 9: Lycoming

CONCLUSIONES

El motor reciproco fue el primero en el mundo de la aviación el encargado de hacer posible el sueño de volar con un objeto más denso que el aire, de esta manera en 1903 los hermanos Wright fueron los primeros en volar. Con el Flyer. De esta manera los motores recíprocos fueron producidos para diferentes tipos de aeronaves volviéndose parte fundamental de la aviación general teniendo participación en los eventos importantes de la historia, mediante el tiempo se fueron produciendo innovaciones con el diseño de los motores para tener una mejor eficiencia en el vuelo de las aeronaves. Actualmente los motores son usados en la aviación ligera con aeronaves de menores dimensiones, estos sirvieron en el pasado para la fabricación de motores a reacción. Los motores trabajan a través de una secuencia de movimientos que admiten y eliminan los gases. El motor alternativo utiliza el movimiento alternativo de uno o mas pistones para convertir la presión en un fluido en trabajo, generalmente en forma de movimiento En los motores la energía de fluido disminuye y se transforma en energía mecánica.

FUENTES:

-www.cusiritati.com/0zy0odym4/ -https://www.aero.upm.es/departamentos/economia/investiga/.../46Motores.html -https://www.todomecanica.com/recursos/motores_aviacion.pdf

http://www.takeoffbriefing.com/como-funciona-un-motor-alternativo-motor-a-piston/ https://www.aero.upm.es/departamentos/economia/investiga/informe2003/archivos.pdf/ 4.6.pdf https://ingaeronautica.wordpress.com/2012/05/06/431/...


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