¿Por qué los motores de pistón de los aviones requieren cebado?

Los motores de los automóviles modernos son realmente muy sofisticados en comparación con la mayoría de los motores de pistón de los aviones, que son una tecnología de 70 años.

Los automóviles modernos suelen tener una bomba de combustible eléctrica en el tanque que a menudo se inicia al abrir la puerta del lado del conductor, cuando su trasero está en el asiento, el sistema de combustible está presurizado. Cuando se activa el sistema de encendido, la ECU (computadora del motor) observa la temperatura del refrigerante del motor y la temperatura del aire exterior y dirige los inyectores electrónicos de combustible para medir la cantidad exacta de combustible que es correcta para las condiciones, directamente en las válvulas de entrada. Un motor frío necesita una proporción mucho mayor de combustible a aire al arrancar (2-3 veces cuando está caliente), que se reduce a medida que se calienta. Cuando comienza a funcionar, la ECU también tiene en cuenta la masa del flujo de aire y el contenido de oxígeno del escape para mantener el equilibrio ideal entre combustible y aire para un funcionamiento suave y eficiente del motor.

Esta tecnología existe para los motores de los aviones, pero es costosa de instalar, por lo que muy pocos aviones la tienen. La mayoría de los aviones ligeros tienen sistemas muy simples y completamente manuales. Apague el motor cortando el suministro de combustible (cerrando la mezcla), esto asegura que el motor esté completamente seco de combustible, de modo que si la hélice gira, no haya nada en los cilindros que pueda explotar y girar la hélice, potencialmente mutilando alguien.

Los motores de pistón crean mucha succión mientras funcionan y dependen en gran medida de la succión al vacío para funcionar. La baja presión en el carburador atomiza el combustible, que luego ingresa al cilindro, explota, lo que a su vez atrae más combustible y aire. Sin embargo, debido a que la mezcla se cortó, el motor y el carburador están todos secos (cualquier combustible que quede en el carburador el recipiente se evaporará con el tiempo), lo que produce poca succión. Sin succión, sin atomización de combustible, sin espuma. El cebador bombea una neblina atomizada muy rica de combustible en la entrada de cada cilindro, lo que le da al motor algo para hacer espuma, creando succión para jalar combustible a través del carburador y sostener el motor. Esta es la razón por la que siente resistencia cuando usa la imprimación, la está forzando a través de un montón de boquillas atomizadoras. Esta es la razón por la que debe comenzar inmediatamente después del cebado, si espera demasiado, perderá la atomización.

Tenga en cuenta que muchos carburadores con motor de pistón de avión tienen bombas aceleradoras que inyectan combustible crudo en el carburador con avances rápidos del acelerador, esto es para evitar un corte pobre. Algunas personas piensan que es lo mismo que usar la cartilla, pero no lo es en absoluto. Debido a que no hay succión cuando presiona el acelerador hacia adelante, todo lo que está haciendo es inyectar combustible líquido en el carburador, no hay vacío para atomizarlo, por lo que todo lo que está haciendo es llenar los cilindros con combustible crudo y no estallarán. Un chorro único es bueno porque tener combustible en el recipiente del carburador da algo para atomizar una vez que se enciende, pero demasiado simplemente inundará el motor.

Un arranque en caliente es muy diferente de un arranque en frío, el motor no necesita una mezcla tan rica y el recipiente del carburador todavía tiene combustible, por lo que cuando lo arranca no necesita cebar en la mayoría de los casos.

Los motores de pistón de las aeronaves requieren cebado de combustible o enriquecimiento de combustible solo cuando están fríos. Esto es cierto para TODOS los motores de pistón.

El enriquecimiento del combustible es necesario porque la temperatura fría no permite que el combustible se atomice/vaporice correctamente en la mezcla de aire y combustible y, de hecho, puede volver a condensarse en combustible crudo en las superficies interiores frías del motor. El enriquecimiento del combustible asegura que habrá una adecuada humedad del combustible en el aire que llega a los cilindros para el arranque.

En un motor de automóvil con carburador, el enriquecimiento del combustible se realiza con un estrangulador manual o automático.

Los motores de pistón de aviones carburados típicos no usan un estrangulador, sino que usan líneas de cebado para suministrar enriquecimiento de combustible adicional.

En un motor de avión de cuatro cilindros puede haber una, dos, tres o cuatro líneas de cebado que rocían combustible atomizado directamente en el cilindro del motor muy cerca de la válvula de admisión. Estas líneas de cebado suelen ser tubos de cobre de 1/8”. Es fácil sobrecebar el motor y algunos pilotos prefieren no tener una línea de cebado para cada cilindro. Tener menos líneas de cebado permite que uno o dos cilindros disparen incluso cuando los otros están sobrecebados.

Aquí hay una foto que muestra líneas de cebado de cobre de 1/8” conectadas al motor cerca de las válvulas de admisión.

¿Por qué necesitamos enriquecimiento en primer lugar? La gasolina es líquida. El encendido requiere una mezcla de aire y vapor de gasolina.

En un motor en marcha, teniendo suficiente velocidad de entrada de aire, la gasolina se convierte en niebla que se evapora cuando ocurre la compresión en el cilindro. El motor caliente también ayuda mucho.

Al arrancar un motor frío, la velocidad del aire no es suficiente para crear una niebla, se obtienen gotas más grandes que alcanzan rápidamente las paredes de la cámara de combustión y la entrada y se depositan allí. La compresión es más débil, también lo es el calentamiento debido a la compresión. No hay suficiente vapor de gasolina, no hay ignición. ¿La solución? Agregue más gasolina a la mezcla aspirante que se niega a mezclarse.

Los motores de automóviles con carburador (hace ~ 30 años) tenían la válvula de estrangulamiento que reducía la presión en el carburador, lo que permitía que entrara más gasolina en la corriente de aire. La válvula de estrangulamiento es un problema de confiabilidad: tiene que poder cerrar casi por completo la entrada de aire, o no funcionará. Creo que es por eso que generalmente no se usa en motocicletas y probablemente también en aviones. Una válvula de estrangulación que no regresaba por completo era un modo de falla común y no se notaba hasta que se necesitaba toda la potencia.

Todavía se necesita algo de enriquecimiento para arrancar el motor. En el avión, uno quiere un método que tenga una probabilidad bastante baja de apagar el motor en el aire. Así que tenemos cebado.

Y sí, los motores de los automóviles también se ceban. En los motores modernos controlados por computadora alimentados por inyección, un solo pulso automático de inyección antes de arrancar hace el truco. Dependiendo de las condiciones, la ECU puede usar cebado, enriquecimiento de arranque (tiempos de inyección más largos al arrancar), ambos o nada.

Y estoy seguro de que hice (así como casi cualquier conductor avanzado) el cebado manual (quitar el filtro de aire y verter un poco de gasolina directamente en la entrada de aire del carburador) en muchos autos que se negaron a arrancar en un clima frío durante una década o dos. atrás.