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El sistema de lubricación del motor proporciona lubricación y refrigeración a todos los engranajes, rodamientos y estriados. Es capaz también de retener materias extrañas que, de circular libremente por el circuito de lubricación y acabar en un alojamiento de cojinete o caja de engranajes, podrían provocar un rápido fallo. El aceite usado debe realizar la tarea de lubricación sin significante deterioro y ser capaz de proteger los elementos lubricados fabricados con materiales que no sean resistentes a la corrosión.
El sistema de lubricación de los turbohélices se diferencia algo de los de otros motores de reacción debido a las fuertes cargas soportados por los engranajes de la caja reductora de la hélice que debe lubricar. La mayoría de los motores de reacción poseen sistemas internos de lubricación con recirculación de aceite que es distribuida mediante presión a los puntos del motor que se necesita lubricar y después es devuelta al depósito acumulador mediante bombas (o por gravedad). Solo pequeños motores usados en aplicaciones específicas con cortos periodos de utilización (motores “Booster” o de sustentación vertical) no usan la recirculación y el aceite usado en la lubricación se elimina drenado al exterior o eyectado en la corriente de gas del motor.
Se usan básicamente dos sistemas de lubricación con presión de aceite y recirculación, si bien el segundo de ellos también se puede subdividir como sigue:
• Sistema de lubricación de colector húmedo (“wet‐sump”).
• Sistema de lubricación de colector seco (“dry‐sump”) o De tanque caliente (“hot‐tank”). o De tanque frío (“cold‐tank”).
Sistema de válvula limitadora de presión (“pressure relief valve”).
Sistema de flujo total (“full flow”).
En el sistema de lubricación de colector húmedo el aceite es distribuido presurizado a los cojinetes del motor y al acoplamiento del rotor de turbina, pero retorna por gravedad al carter de la caja de engranajes de accesorios, que sirve además como depósito acumulador de aceite, y esos engranajes se lubrican por “chapoteo”. Hoy día este sistema ha caído en desuso y solo se usa en pequeños motores (como APU).
Los motores actuales en que el depósito de aceite es una parte integral del motor, pero que el retorno del aceite a el se hace mediante bombas de recuperación, no pueden ser considerados como de colector húmedo. En los sistemas de colector seco (la casi totalidad de los usados actualmente) el aceite usado en la lubricación‐refrigeración de cojinetes, estriados y engranajes de motor y caja de accesorios es recogido mediante bombas de recuperación (“scavenger pumps”) para llevarlo al tanque (acumulador) de aceite externo al propio motor. En los sistemas de “tanque caliente” el cambiador de calor para la refrigeración de aceite está ubicado en la parte presurizada de alimentación de aceite a los puntos a lubricar, por lo que al tanque llega (caliente) con el calor que ha podido recoger durante el proceso de lubricación. En los sistemas de “tanque frío” el cambiador de calor para la refrigeración de aceite está ubicado en la parte de retorno del circuito de aceite antes de llegar esta (ya fría) al tanque. En realidad los sistemas de “válvula limitadora de presión” y de “flujo total” son sistemas de colector seco y tanque frío, pero se destacan especialmente porque:
• En el sistema de “válvula limitadora de presión” el flujo de aceite suministrado para la lubricación es controlado por la válvula limitadora de presión (“relief valve”), que opera permitiendo el suministro de aceite al circuito si la presión de alimentación no excede de un valor determinado, pero que cuando se sobrepasa esa presión recircula el aceite directamente desde la salida de la bomba principal hacia la entrada de ella o lo devuelve al depósito.
• En el sistema de “flujo total” suministra en todo momento el flujo de aceite necesario, en el margen completo de revoluciones del motor, permitiendo que la bomba principal suministre directamente presión de aceite a los puntos a lubricar pero prescindiendo para ello de la válvula limitadora (“relief valve”).
Este sistema se emplea en motores que operen con altas presiones en los alojamientos de cojinetes y que de utilizar el sistema de “válvula limitadora de presión” necesitarían tener bombas e alimentación mucho mayores.
• Subsistema de presión:
Suministra la cantidad correcta de aceite (limpio), con la presión y temperatura de aceite adecuadas, a todos los puntos del motor a lubricar‐refrigerar.
Consta de:
o Tanque de aceite o Bomba (principal) de presión de aceite (normalmente de engranajes). o Válvula limitadora de presión.
o Filtro principal de aceite.
o Refrigerador de aceite (en los sistemas de “tanque caliente”).
o Filtros en alojamientos de cojinetes o Inyectores o boquillas suministradoras de aceite.
• Subsistema de recuperación de aceite:
Recoge el aceite desde los puntos de lubricación y lo devuelve al tanque de aceite desde donde puede volver a ser recirculado. Consta de:
o Sumideros (en los que se recoge el aceite de cojinetes y engranajes).
o Bombas de recuperación de aceite (varias).
o Detector de partículas magnéticas (“Chip Detector”).
o Separador de aire‐aceite
o cámara
o Refrigerador de aceite (“Oil Cooler”) con válvula by‐pass y by‐pass de temperatura.
• Subsistema de ventilación:
Proporciona una ligera presión sobre el aceite en el tanque que asegura un flujo de aceite hacia la entrada de la bomba, evitando así que se produzca cavitación en ella y ayudando a que haya una presión uniforme en los inyectores de aceite y un apropiado flujo de aceite en los cojinetes.
El aceite recogido en los distintos compartimentos (“sumideros”) de cojinetes y cajas de engranajes por las bombas de recuperación arrastra una cierta cantidad de aire que se libera en el espacio de expansión sobre el aceite en el tanque (presurizándolo ligeramente). Componentes de este Subsistema son:
o Tuberías de ventilación y válvula antirretorno (“check valve) en el Tanque.
o Válvula de presurización (en el Tanque).
o Desaireador (separa el aire del aceite devuelto al Tanque).
o Separador centrífugo (separa el aceite del aire a ser evacuado al exterior)
o Válvula de vacío (contrarresta la excesiva succión de los alojamientos de cojinetes por las bombas de recuperación)
. • Instrumentación en el Sistema de Lubricación: o Indicación de Presión diferencial de aceite (entre la salida de bomba principal y subsistema de ventilación).
o Indicación (luz) de aviso de Baja Presión de aceite. o Temperatura de aceite. o Cantidad de aceite (en el tanque).
o Luz de aviso de Obstrucción del Filtro de aceite.
o Luz de aviso de partículas magnéticas en el aceite.
Sistema de aire interno. Se define el sistema de aire interno como el conjunto de los flujos de aire que el motor no usa directamente para la producción de empuje (o potencia). Las funciones que realiza son variadas e importantes para operar el motor segura y eficientemente:
• Refrigeración interna del motor y de ciertos accesorios.
• Sellado de los alojamientos de cojinetes.
• Prevenir la ingestión de gases calientes en las cavidades de los discos de turbina (oponiendo la presión del aire interno a la de la corriente principal de gases calientes).
• Control de las cargas axiales en los cojinetes.
• Control de las tolerancias entre los extremos de los álabes de turbina y el cárter de turbina.
• Antihielo de motor
. • Suministro de aire para servicios del avión. Casi una quinta parte de la masa total de aire que entra en el motor puede ser usada para cubrir estas funciones.
El aire necesario para las funciones descritas se “sangra” del compresor (en diferentes etapas) o del difusor pre‐cámara(s). Se trata, si es posible, de sangrar el aire de las primeras etapas del compresor en que la presión y la temperatura del aire sean compatibles con la función a que se destine para no perder en ello más trabajo de compresión del necesario. Una vez que el aire ha realizado la función a que se destinó se expulsa al exterior del motor (o del avión) o se vuelve a introducir en la corriente de gases del motor.