Sistemas de Motores de Turbina de Gas: Neumático, Lubricación y Arranque

Sistema Neumático

Misión

El sistema neumático suministra aire a presión que no contribuye al empuje del motor. Sus funciones incluyen:

  • Refrigeración interna del motor y caja de accesorios
  • Sellado de cojinetes
  • Impedir que entren gases de combustión dentro de los discos de turbina
  • Controlar las cargas axiales de los cojinetes
  • Controlar la holgura entre las palas y la carcasa
  • Proporcionar aire caliente al sistema antihielo del motor y del avión
  • Presurizar y climatizar el avión

Para estas funciones, hasta un 25% del aire se extrae del compresor desde la zona que mejor convenga.

Sellado

El sellado evita pérdidas de aceite en los cojinetes y el incremento de presión ayuda a que el aceite complete el circuito. También evita que los gases de escape entren en los discos de turbina.

Tipos de sellos:

  • Laberinto
  • Hidráulico
  • Cerámica
  • Hilos metálicos: los pelos se colocan en sentido de giro del motor

Sellado de Cojinete

Tenemos un eje con un cojinete que debe apoyarse en una estructura para evitar vibraciones. El eje y el cojinete están cerrados en una primera caja con aceite y sellos de laberinto. Otra caja la rodea con neumática y otro sello de laberinto pero a mayor presión. El gas saldrá, por otra parte, el aceite y el gas se fusionan saliendo por el retorno en forma de gel, lubricando mejor.

Averías del Sistema Neumático

  • Arranque lento o estancado: puede deberse a que las válvulas de sangrado no se han abierto
  • Gran pérdida de potencia: a que las válvulas de sangrado se han quedado abiertas
  • Vibraciones excesivas en el motor: puede ser síntoma de que el sistema de control de holguras no funciona bien
  • Sobrecalentamiento de góndolas: la rotura de una tubería neumática o fallo de indicación

Sistema de Lubricación

Misión

El sistema de lubricación suministra aceite con movimiento relativo en función de las cargas que soportan para:

  • Disminuir el rozamiento
  • Mejorar el rendimiento mecánico
  • Reducir el desgaste de las piezas
  • Evitar calentamientos

También evacúa el calor absorbido antes de cada ciclo, amortigua vibraciones y limpia las partículas de desecho depositadas en los filtros.

Principales Elementos a Lubricar

  • Cojinetes de apoyo del árbol compresor-turbina
  • Engranajes de la caja de accesorios
  • Caja de reducción para turbohélices y helicópteros

Componentes del Sistema de Lubricación

  • Depósito de aceite
  • Bomba de presión baja
  • Válvula de sobrepresión
  • Transmisores de filtros
  • Filtro
  • Válvula de derivación
  • Bomba de recuperación
  • Radiador

Averías del Sistema de Lubricación

  • Temperatura fuera de límites bajo o alto: fallo de indicación o transmisión, fallo de válvula termostática, fallo del sistema de refrigeración (cualquiera de sus componentes)
  • Partículas metálicas: algún cojinete del motor o caja de accesorios
  • Presión fuera de límites alto o bajo: fallo de transmisión o indicación, bomba de presión mal ajustada, fallo del sistema de refrigeración, válvula de sobrepresión mal tarada

Cambio de Filtro

  1. Cerrar shut-off de aceite
  2. Quitar frenado
  3. Desenroscar la cazoleta
  4. Desenroscar el filtro y mirar el fondo de la cazoleta si hay partículas
  5. Si hay partículas indica fallo de engranajes, cojinetes, rodamientos o bombas
  6. Si son gomosas pueden ser de juntas de la mezcla de líquido hidráulico con aceite
  7. Colocar dos juntas para hacer estanqueidad exterior y otra la tiene el filtro, van lubricadas con vaselina
  8. Insertar la cazoleta en el torque adecuado y frenar
  9. Abrir el shut-off
  10. Rellenar aceite al nivel

Sistema de Arranque

Misión

Proporciona al compresor turbina la velocidad de giro suficiente para alimentar un flujo de aire capaz de mantener un proceso de combustión de forma autónoma. En el arranque, los gases de escape alcanzan valores elevados, la mezcla tiende a ser rica para favorecer el arranque.

Operaciones de Arranque

  • Arrancar (*aire*ignición*combustión)
  • Barrido: rodar el motor sin ignición (*giro *solo aire)
  • Rodaje húmedo: (*combustión *giro*aire)

Válvula de Puesta en Marcha

Abre, cierra y modula. Si el sistema está accionando el selenoide, el flujo de aire irá por el conducto hacia el filtro, al llegar al punto de la válvula solenoide dejará pasar al accionador, habiendo la misma presión pero distinta superficie bajará la mariposa por ende se abre y se enciende una luz en cabina empezando a girar la turbina y el motor. Si hay más presión en el canal entonces la plataforma cerrará o abrirá más la sobrepresión saldrá al exterior.

Averías

  • Causas por las que se cambia una bujía: desgaste anormal del electrodo central, roto el aislamiento, falta de material, grietas, carcasa quemada
  • No hay rotación no hay indicación de rpm: (no luz) manilla cortafuego activada, breaker start control abierto, breaker de oil shut-off abierto, starter control valv (si luz) eje del arrancador roto, fuerza del arrancador mal, agujero en el conducto elbow
  • El arranque falla después de una rotación inicial: (no luz) breaker starter control abierto, breaker de oil shut-off abierto (si luz) sistema neumático o arrancador mal, poco aire de sangrado
  • Entrada en pérdida durante el arranque: aceleración lenta entre el 36% y 50%, estancamiento de las rpm, rápido aumento de la temperatura de entrada de turbina, fallo de la válvula sensible, fallo de la válvula sensible de velocidad

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