¿Cómo se gira un motor de turbina para el arranque y las inspecciones?

En el motor CFM56-7B que alimenta la familia Boeing 737 NG, el arrancador y la entrada de manivela forman parte de una caja de cambios accesoria cuya función es soportar los componentes que giran con el eje de alta presión. Esta caja de cambios se encuentra fuera del núcleo del motor.

Otros motores tienen un diseño similar, pero la ubicación de la caja de cambios de accesorios puede variar, por ejemplo, en el CFM56-5B que alimenta a la familia A320 y el 5C que impulsa al A340, los accesorios están en la posición de las 6 en punto porque el espacio libre entre la góndola y el suelo es suficiente.

Caja de cambios de accesorios en el CFM56-7B

La caja de cambios de accesorios (AGB) está ubicada en el costado de la caja de contención del ventilador.

^{CFM56-7 vista explosionada. Fuente}

Es un conjunto de almohadillas de disco que alojan accesorios, que incluyen:

• El mecanismo de manivela manual utilizado para girar el eje N2 durante la inspección con boroscopio (el eje N1 se puede girar moviendo las aspas del ventilador manualmente). La almohadilla de accionamiento de manivela se ve en la parte superior de la imagen a continuación.

• El motor de arranque, que es el conjunto grande en la parte inferior de la imagen.

^{CFM56-7: Almohadilla de arranque manual y arrancador, fuente Youtube}

Durante la inspección con boroscopio, se inserta un casquillo de accionamiento cuadrado unido a una barra rompedora en la almohadilla de accionamiento de manivela o se utiliza un motor neumático.

^{Almohadilla de accionamiento de manivela (retirada la cubierta). Fuente: Youtube}

Alternativamente, en otros motores CFM56, el núcleo se puede girar directamente desde un pad en el TGB (ver más abajo).

AGB al eje central

Hay un tren de engranajes dentro del AGB con su engranaje de entrada utilizado para transmitir movimiento entre el AGB y el núcleo del motor.

El AGB está conectado al eje N2 por dos cajas de cambios de engranajes cónicos:

• La caja de cambios de transferencia (TGB) fijada justo detrás de la AGB, en la caja del bastidor del ventilador. Un eje horizontal une el engranaje de entrada AGB y el TGB. Un eje radial también está conectado a la TGB.

• La caja de engranajes de entrada (IGB) fijada cerca del rodamiento n.º 3, en el cubo del bastidor del ventilador. Un engranaje cónico es coaxial al eje HPC, el otro es coaxial al eje de transmisión radial.

Quitemos algunos componentes para ver mejor el enlace de AGB al eje de alta presión:

^{CFM56-7B AGB, eje horizontal y radial, TGB, IGB y ejes de motor. Tomado de esta respuesta}

El eje de transmisión radial corre dentro del puntal de las 9 en punto del marco del ventilador.

El mecanismo descrito es bidireccional, el AGB normalmente es impulsado por el eje HPT, pero cuando se usa el mecanismo de arranque o el mecanismo de manivela, las almohadillas hacen girar el engranaje de entrada del AGB usando el tren de engranajes, y el engranaje de entrada luego impulsa los ejes intermedios y las cajas de engranajes.

Uso de la almohadilla

Los accesorios tienen almohadillas asignadas en el AGB, los mencionados se han resaltado en verde:

^{Accesorios y sus almohadillas de accionamiento asignadas en el AGB. Fuente CFM56-7B manual}

Relación de RPM de los engranajes

Datos tomados del manual del motor:

• N2 es 14.460 rpm
• El eje de transmisión radial gira a 1,343 N2 (19 418 rpm)
• Eje de transmisión horizontal a 1.301 N2 (18.811 rpm)
• Eje de arranque a 1.002 N2 (14.494 rpm)
• Eje de manivela a 0,986 N2 (14.260 rpm)

También: fotos reales de las cajas de cambios en esta respuesta .

Después de haber realizado algunas inspecciones boroscópicas del motor en el pasado, generalmente se usa un motor de accionamiento neumático de algún tipo para hacer girar el funcionamiento interno del motor bajo inspección. En las series de motores de turbina General Electric CF6-6 y CF6-50, hay una almohadilla de transmisión en la posición de las 6 en punto donde se encuentra el eje de la torre que impulsa la caja de cambios accesoria. Se retira la placa de cubierta y se conecta el motor de accionamiento neumático (que generalmente se incluye en el kit de boroscopio), y los componentes del compresor y la turbina se pueden girar durante la inspección. En los motores de turbina más pequeños, por lo general, el funcionamiento interno se gira a mano, utilizando una llave de tubo antigua y una barra de extensión.

Arranque del motor: normalmente por un generador de arranque, pero algunos motores son de arranque neumático.

Inspección con boroscopio: varía bastante. Algunos tienen herramientas en el eje que pueden bloquear el eje, y he visto otros sin ninguna forma de sujetar el eje para una inspección in situ. En este caso, normalmente hay dos mecánicos trabajando... uno sujetando y el otro inspeccionando. Si se quita el motor de la aeronave, entonces hay puntos de sujeción, pero puedo decir que he visto motores sin ninguno y sujeción improvisada por parte del mecánico. No lo sé, pero puede haber alguna guía del fabricante sobre la sujeción, porque obviamente uno podría sujetar en el lugar equivocado.

Después de mi última sospecha de FOD en un turbohélice (PT6), dos mecánicos de la compañía hicieron una inspección con boroscopio. Uno sostuvo / manipuló el accesorio, mientras que el otro enhebró el boroscopio.