domingo, 9 de febrero de 2014

CCLXI - Una joya en construcción mecánica

-Me refiero al pequeño motor alemán Hirth de la serie 500. Utilizados en aviones de entrenamiento y enlace antes y después de la WWII. Tenía 4 cilindros en linea invertidos y refrigerados por aire. De alrededor de los 100 CV.


"Vista del motor por ambos lados"
-La maravilla está en el cigüeñal dividido en múltiples partes. El motivo es el uso de bielas cerradas para ubicar cojinetes de rodillos, tanto en las bielas como en la bancada.

"Despiece del conjunto, parte"

-Para tener una idea de la complejidad y precisión necesaria mostramos ahora el cigüeñal completo, así como el detalle de unión de las partes. Cada pieza debe estar mecanizada con extrema exactitud para que su encaje -usando dentado triangular entre ellas-  den al conjunto la linealidad precisa.  


-Cada pieza está extremadamente pulida. Unos muñones con roscas en cada extremo tienen diferente paso de roscas de modo que al atornillarse aprietan las piezas que unen. Para el autor se trata de un caso único y cuando tuvo la ocasión de manipular un cigüeñal de éste motor quedó impresionado hasta hoy dia con un recuerdo imborrable.

ReF.:  (CCLXI)   RMV / Manual del Hirth 500A


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viernes, 7 de febrero de 2014

CCLX - Descripción de análisis de vibraciones

-Utilizando un equipo semejante al del capitulo anterior con captadores que incluyen varios transmisores con núcleo de imán Alvico dentro de una bobina que envía sus fluctuaciones al analizador. Si el imán oscila, las lineas de flujo se inducirá en la bobina y la señal será mas fuerte cuanto más intensa sea la oscilación. Mientras que en el análisis de encendido hay que hacer las pruebas a 1700 rpm (p.e.) y no menos de 180º de temperatura de culata, para el análisis de vibraciones no existe este limite, puede hacerse a cualquier régimen.

-En la pantalla aparecerá la señal patrón siguiente si el motor funciona normalmente, como sigue:

-Primero observamos que la linea de barrido no es limpia porque reúne las vibraciones generales del motor además de la del captador del cilindro a ensayar.  Curiosamente el cierre de las válvulas produce más vibraciones que la explosión y carrera de expansión.

-En el punto 1 se cierra la válvula de escape, en 2 se cierra la válvula de admisión, la combustión es la 3, en 4 abre la válvula del escape, en 5 se produce éste y en 6 abre la válvula de admisión. Si el motor dispone de inyección de combustible (Diesel) se produce otra vibración entre 2 y 3.

-Ahora un par de ejemplos discrepantes:

"A"
-En "A" tenemos un caso claro de agarrotamiento de la válvula de escape, por tener el vástago torcido o sucio de carbonilla, la guía en mal estado o el muelle débil. Aparecerá además con retraso en la pantalla.

"B"  y   "C"

-Las dos imagenes precedentes nos muestran en "B" un cilindro que hace Detonación en lugar de Explosión-Expansión y en "C" un cilindro que no hace ninguna combustión.

Nota: todos los capitulos referidos a análisis de motores aparecieron en un libro del mismo autor, editado en 1966 por la Editorial Ceac de Barcelona.

ReF.:   (CCLX)      RMV   /    Ceac


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CCLIX - Descripción de análisis del encendido

-Cuando se detecta un fallo de encendido en la marcha de un motor de doble encendido por magneto, ocurre cuando se aisla el sistema de encendido completo de una magneto y las rpm caen ciertas revoluciones, respecto a la otra magneto que funciona normalmente. También hay alguna vibración.

-El mecánico entonces debe empezar por sacar las bujias correspondientes, verificar el cableado de las rampas de alta tensión y destapar -abrir- la magneto para comprobar los contactos del ruptor, condensador, bobinas, imanes, etc.  Todo esto lleva un tiempo precioso en un avión de aerolinea que a veces no se dispone.


-Si se tiene la suerte de tener un analizador de encendido como parte del avión o bien portatil, conectándolo se puede efectuar un análisis mucho mas rapidamente. El analizador es basicamente un CRT o tubo de rayos catódicos. Se conecta a la linea del primario de la magneto -o se selecciona si el equipo es fijo en el avión-.

"Analizador Bendix o Sperry"

"Sincronizador sobre el motor"

-Una vez ajustado el analizador en sus aspectos del punto de barrido, ajustado el foco, la intensidad, centrado de la señal, la ganancia, etc. y con el motor en marcha una vez caldeadas las lámparas del equipo aparecerá la señal de la magneto seleccionada siendo lógico que el rayo recorrerá la pantalla de un extremo a otro con la velocidad idéntica a la de motor, como la pantalla tiene luminiscencia y cierta reminiscencia no es el punto el que se vé recorrer sinó una imagen el suficiente tiempo como para analizar el recorrido.

-El sincronizador envia la señal en horizontal. Todos los valores y variaciones de la tensión recibida serán delatadas en la pantalla en sentido vertical. Veamos algún ejemplo, el primero el de un encendido normal:
"Señal de encendido normal"
-En 1 tenemos que el ruptor del sincronizador se abre y el analizador está preparado para recibir la señal tomada de la magneto y bujía seleccionada. La linea desde 2 a 3 es el aumento rápido de tensión y es creado al abrirse los contactos del ruptor. Una vez producida la ruptura eléctrica entre los electrodos de la bujía cae la tensión de 3 a 4 por serle necesaria menos para mantener el arco. Esta tensión aparece en forma de oscilaciones hasta 5, entonces vuelve a aumentar la tensión acumulada en el electrodo central porque se le hace mas dificil saltar al electrodo de masa hasta llegar a 6 en que por fin lo hace cayendo  al mínimo hasta llegar a 7 en que se cierra el ruptor del sincronizador.

-Ahora un par de casos anómalos, primero la ingnición con el secundario parcialmente en corto debido a bujias parcialmente sucias o humedad o contaminación en los terminales de los cables del secundario.  Ejemplo A.

"A"
-Otro ejemplo es el patrón producido por la producción de un arco eléctrico entre los platinos del ruptor debido principalmente al condensador del primario defectuoso. O el conductor desde los platinos al condensador desconectado. O platinos severamente quemados o engrasados. Ejemplo B.
"B"

-Otro fallos son que el secundario esté abierto, o en corto, el primario abierto, ignición con alto o bajo voltaje, ignición con el secundario parcialmente en corto. Todos ellos provocados por material deteriorado o contaminado, etc.

ReF.:     (CCLIX)     RMV  /  Ceac  /


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CCLVIII - Algo sobre las bujías en un avión con motores a émbolo

-Las bujías son una parte sensible del motor. Son las encargadas de encender mediante una chispa eléctrica la mezcla en el interior del cilindro y precisamente por estar instaladas en las culatas están sometidas a vibraciones, cargas cuando la mezcla explota, cambios de temperaturas entre frías y calientes, golpes externos (FOD), etc.

-Un avión cuatrimotor con P&W R-4360 de 28 cilindros lleva un total de 224 bujias funcionando al mismo tiempo (28 cils. x2 bujias en cada cilindro x4 motores=224 bujias). Por estadistica los fallos son probables a menudo.

"Stratotanker con R-4360 en el Pima"
-Las bujías son como los clavos de la herradura de un caballo: si se pierde una se produce un desencadenamiento que puede echar a perder al caballero (como dice el dicho) y en nuestro caso anomalías en la marcha del motor. Por ello una vigilancia constante es necesaria y en esos tiempos los grandes aviones llevaban un mecánico a bordo pendientes de éstas y otras cosas.


"fotos del autor"
-Las bujías son como diablillos que acechan. Las hay de muchos tipos en aviación empezando por las clásicas de porcelana a la vista, hasta las blindadas, con electrodos masivos o finos de larga duración.

-Los fallos que se producen en tierra suelen ser por hollín en los electrodos -mezclas ricas- o aceite acumulado en el tiempo de paro. Se soluciona muchas veces acelerando el motor un poco (aumento de 2 Hg el MAP) y empobreciendo la mezcla para que con el aumento de la temperatura se queme la suciedad. En ambos casos, las variaciones de régimen ayudan a expulsar suciedades por el escape.

-Los fallos en vuelo se suelen producir por el plomo que se acumula en las bujías inferiores (actuando de tacitas) llegando hasta a comunicar los electrodos y anulando la función de la bujía. En aviones militares como el de la fotografía se utilizan gasolinas de 100/130 octanos (N.O) con una proporción de hasta 4'6 cc de tetraetilo de plomo. Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión el bromuro y el óxido del plomo se condensan en las porcelanas de las bujías.

-En presencia de carbono excesivo como agente reductor en éstas mezclas pueden formar las partículas metálicas (perlas) que pueden anular el encendido. Precisamente el doble encendido protege de éste fenómeno en primera instancia: con un analizador de encendido, el mecánico de a bordo puede detectarlo y corregirlo. 

-Si el fallo se produce en crucero por un establecimiento continuado de potencias, el remedio (mejor aún, la prevención) es el de variar el régimen de giro y reduciendo la Hg de 8 o 10 (MAP = Presión media en la admisión), seguido de incrementos de 2 a 3 Hg cada minuto.  Como precaución en vuelos largos debería hacerse una "limpieza" de bujías con éste método cada hora durante 5 minutos, teniendo la precaución de si se reduce la potencia de un motor, se suben los regímenes de los otros motores un poco para mantener la velocidad de crucero.

-Otro tema es un proceso semejante que se hace -aprovechando el que tratamos ahora- que se llama "deslodar". Algo así como quitar lodos, variando el régimen pera cambiar el sentido de las corrientes de la mezcla por los conductos y colectores de admisión y esto repercute en los torbellinos dentro de las cámaras también, barriéndolas. Es un tipo de limpieza precautoria.

ReF.:   (CCLVIII)   RMV  / Ceac


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jueves, 6 de febrero de 2014

CCLVII - En tiempos de los tranvias

-Han vuelto los modernos tranvias a las ciudades y en la visita al museo que menciono en el Capitulo CCLV, me han vuelto al recuerdo los tiempos de los que yo utilizaba para mis desplazamientos.

"Actual tranvia de Lisboa, con doble freno"
-El conductor iba de pié con un pedestal de control eléctrico y un freno de mano consistente en una gran rueda con transmisión por cadena hasta unas zapatillas que actuaban sobre las ruedas.

"Museo HdeC"
-Hoy en dia los nuevos tranvias tienen el control electrónico mas optimizado y exacto con mínimo consumo ¡Ah!, y el conductor comodamente sentado.

-El control antiguo de pedestal tiene una serie de contactos rotatorios que seleccionan y añaden o quitan resistencias en la linea de corriente que llega al motor. Las resistencias iban sobre el techo del tranvía y emitían tanto calor que podían verse las turbulencias del aire en determinadas ocasiones. Era una perdida de energía.

"Control eléctrico, faltan las manivelas"
-Las manivelas las llevaba cada conductor para evitar manejos no deseados. Viendo los datos que tiene cada mando, el control pequeño actúa de selector principal con cuatro posiciones o modos y nos dice:

"Conmutador general"
-Posición 1 "Adelante". Posición 2 "Parada". Posición 3 "Freno" y Posición 4 "Atrás".

"Control de marcha"
-El control mayor con dos sentidos de giro a partir de "0", hacia la izquierda y con la otra palanca pequeña seleccionada en "Adelante". Hay cuatro puntos para utilizar el bobinado en serie del motor que dá mayor par y fuerza para el arranque y aceleración con cuatro puntos. A partir de ellos se conmuta el bobinado en paralelo del motor para velocidades "de crucero" con tres puntos.

-Por el otro lado está el frenado eléctrico con cinco puntos de intensidad de frenado.

"Tramvia Blau de Barcelona"
-Ese dia en el Museo entendí algo sobre el funcionamiento de los tranvias de mi tiempo y que nunca tuve interés en fijarme entonces.


ReF.:    (CCLVII)      RMV  /  TMB  / Tranvia de Lisboa


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CCLVI - Control de los motores de pistón en vuelo. Años 1950's

-En aquellos tiempos se llamaban analizadores, hoy se llamarían monitores. De hecho eran unos medios para vigilar (monitorizar) y comprobar la marcha (analizar) de los motores en vuelo, sobretodo en los largos vuelos transoceánicos.

-El que tuve a mi alcance estaba en "mi" Douglas C-54 (el T4-7 era el que tenía asignado) del Ala 35 de Transporte. Era un analizador de vibraciones y de control del encendido.

"Analizador portatil -dibujo del autor-"
-Se trataba de un equipo que estaba en la cabina, en la zona del mecánico de vuelo y del radiotelegrafista. Se alimentaba de la energía eléctrica del avión pero complicaba la instalación del avión y de los motores. Estos últimos debían tener de unos sensores que captaban la corriente de los circuitos de baja y alta de las magnetos y luego unos captadores para las vibraciones (uno para cada cilindro).

"Apuntes del autor"
-Precisa de un sincronizador  o Generador,  para que el trazo en la pantalla del analizador esté proporcional al giro del motor, Fig. 2-1B. Los anteriores dibujos se refieren a los captadores de vibraciones sobre los cilindros y método de instalación, Fig. 2-1C a Fig.2-1G.

-Un esquema simplificado de un captador es el mostrado. En una capsula hay un bobinado y un núcleo férrico que se moverá de acuerdo con el impulso que reciba induciendo la señal.

"Señal de encendido normal"
"Señal de vibración normal"


-En vuelo, se puede seleccionar cada motor y cada cilindro del motor. Y aunque es dificil solucionar problemas en ésta situación, hay algunas como el ensuciamiento de las bujias que se pueden remediar en vuelo y proseguir el viaje. De todas maneras, se pueden detectar averias que se avecinan y tomar acción lo antes posible ASAP (As Soon As Posible) en tierra.

ReF.:    (CCLVI)     RMV  /  35 Ala


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CCLV - Curiosa visita a un museo de Barcelona

-En realidad la curiosidad es por mi parte, de mi imaginación. Durante el recorrido tropecé con un par de exhibiciones que mi subconsciente condicionado por mi antigua profesión me llevó a comparar con dispositivos que conocía y que tenía almacenados en algún rincón de mi cerebro.

-El primer punto que me llamó la atención fué la base de una columna cuya construcción se asemejaba a la tobera cónica de salida de un motor cohete. Ni más ni menos.




-La similitud es abrumadora: los Rocketdyne, los Viking, Aerojet, etc. son de diseño y proporciones idénticos. Así que mi imaginación salió volando al espacio en lugar de considerar que era una columna anclada al suelo. Desde luego que es dificil que alguno de los constructores mencionados vieran antes ésta columna, ni tampoco a Laval le serviría para sus conclusiones.

-Otro artilugio fué una turbina de agua que me llevó a las Oficinas de Diseño de los fabricantes en sus cabilaciones y búsqueda de inspiración para encontrar nuevos dispositivos. Antiguamente viedron en las turbinas de agua el aprovechamiento de la fuerza de los rios para conseguir algun trabajo provechoso.


-La forma de la paletas (álabes) y la incidencia del chorro es el ejemplo que he visto más próximo a una turbina de gas. Otro ejemplo son otras turbinas de agua con las "paletas" en forma de cucharilla, etc.


-Como es éste caso exhibido en el mismo museo: un generador eléctrico movido por el torrente de agua incidiendo en las cucharillas de diseño optimizado para mejor aprovechamiento de su fuerza. De la marca Escher & Wyss et Cie (de Suiza).

-Curiosamente Catalunya se suministró de maquinaria principalmente inglesa y suiza durante su "revolución industrial" y su paralela época modernista. De Inglaterra maquinaria de vapor, telares, etc y de Suiza los trenes cremalleras para las grandes pendientes, los funiculares, los teleféricos o las llamadas cabinas aéreas, energía hidráulica para generar electricidad, etc.

ReF.:   (CCLV)      RMV   /   MHC (Museu d'Historia de Catalunya)


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