¿Qué es Motor aeronáutico de pistón?

Un motor alternativo de combustión interna que proporciona potencia de vuelo para aeronaves. El motor impulsa las hélices de aire y otras hélices para que giren y produzcan propulsión (ver Motor aerodinámico).

Desde el lanzamiento del primer avión en 1903 hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, todos los aviones utilizaron motores de aviación de pistón como centrales eléctricas.

A mediados de la década de 1940, los motores de turbina de gas reemplazaron gradualmente a los motores aeronáuticos de pistón en aviones militares y grandes aviones civiles. Sin embargo, los motores aeronáuticos de pistón de baja potencia son más económicos que los motores de turbina de gas y todavía se utilizan en aviones ligeros y de baja velocidad.

Principio de funcionamiento

El motor aeronáutico de pistón es un motor de gasolina de 4 tiempos con encendido eléctrico por boquilla. El cigüeñal gira 2 veces, y cada pistón alterna en el cilindro 4 veces, pesando 1 carrera cada vez. Los 4 tiempos son de succión, compresión, expansión y escape en secuencia, que juntos forman un ciclo de calentamiento de volumen constante (ver termodinámica de ingeniería).

La eficiencia térmica del motor está relacionada con la relación de compresión y la temperatura del fluido de trabajo (medio de trabajo) después de la combustión. Una relación de compresión excesiva hará que la presión y la temperatura del fluido de trabajo sean demasiado altas.

El combustible puede quemarse automáticamente antes de ser encendido por la boquilla eléctrica y formar una onda de golpe (ver Ciencia de la combustión), causando un sobrecalentamiento local del cilindro y aumentando la carga de piezas, reduciendo la fiabilidad del motor.

Aumentar el octanaje de la gasolina (ver combustible de aviación) es una medida eficaz para aumentar la relación de compresión y evitar golpes. El índice de octano de la gasolina de aviación es generalmente superior a 100. La potencia que puede emitir cada cilindro está limitada por la temperatura del fluido de trabajo.

La potencia por litro de desplazamiento del pistón se llama potencia por litro, que generalmente es de 22 a 44 kilovatios (30 a 60 caballos de fuerza), y los motores individuales pueden alcanzar los 59 kilovatios (80 caballos de fuerza). El desplazamiento del pistón se refiere al movimiento del pistón desde la parte inferior extremo del cilindro. El volumen subió hasta la parte superior.

Estructura y clasificación

El motor de pistón se compone principalmente de cigüeñal, biela, pistón, cilindro, mecanismo de distribución de gas y carcasa y otros componentes (Figura 1). Hay un reductor en la parte delantera del motor para reducir la velocidad del eje de salida. La mayoría de los motores están equipados con un sobrealimentador en la parte trasera de la carcasa para mejorar el rendimiento del motor a gran altitud.

Según el método de enfriamiento del cilindro, el motor se divide en dos tipos: refrigerado por líquido y refrigerado por aire. Las primeras velocidades de vuelo eran muy bajas y se usaban principalmente motores refrigerados por líquido.

Con el aumento de la velocidad de vuelo, se puede utilizar un flujo de aire de alta velocidad para enfriar directamente el cilindro, y los motores refrigerados por aire se han utilizado ampliamente. El motor se divide en tipo estrella y tipo en línea según la disposición de los cilindros.

Los cilindros del motor en forma de estrella están dispuestos radial y uniformemente hacia el exterior a lo largo de la carcasa con el cigüeñal como centro. Hay formas de una y dos filas. Los cilindros del motor en línea están dispuestos en filas a lo largo de la parte delantera y trasera de la carcasa. Hay pares de cilindros, en forma de I, en forma de V y otras disposiciones. Las formas de estrella y de V son las más utilizadas.

A veces, de acuerdo con los diferentes métodos de suministro de combustible, el motor se divide en dos tipos: tipo carburador e inyección directa de combustible. Entre ellos, la inyección directa de combustible es la más utilizada.

Rendimiento El rendimiento de un motor aeronáutico de pistón generalmente se expresa en términos de características de velocidad, características de la hélice y características de altitud. Cuando el acelerador está completamente abierto o la presión de admisión permanece sin cambios, la relación entre la potencia del motor y el consumo de combustible y la velocidad se denomina característica de velocidad, también conocida como característica externa.

Cuando se instala una hélice de paso fijo en el motor, la relación entre la potencia del motor y el consumo de combustible con la velocidad se denomina características de la hélice. En este momento, el cambio de velocidad se logra controlando la palanca del acelerador. Cuando la velocidad del motor es constante, la relación entre la potencia y el consumo de combustible con la altitud de vuelo se denomina características de altitud.

Se puede ver en la Fig.2 que debido al sobrealimentador que impulsa el aire de admisión, la presión de admisión se puede mantener constante por debajo de una cierta altitud y la temperatura atmosférica disminuirá con el aumento de altitud, por lo que la potencia del motor aún varía con la altitud por debajo de esta altitud Aumentar y aumentar ligeramente. Esta altura se denomina altura nominal. Por encima de la altitud nominal, la potencia del motor disminuye a medida que aumenta la altitud.