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2015,12,04,10,0416115
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80 Beiträge Seite 3 von 4
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Die Aussage Klopfen würde durch hohen Ladedruck bei niedriger Drehzahl verursacht werden, ist zwar gängig, aber falsch. Wenn dem so wäre, dann wären tausende von Motoren mit Festpropeller bereits im Startlauf kaputtdetoniert. Ein üblicher 360er oder 320er mit Festpropeller dreht beim Start und im Steigflug so zwischen 2200 und 2400 RPM (je nach Prop-Steigung), während gleichzeitig der Ladedruck mit offener Drosselklappe auf Meereshöhe bis zu 29 inch beträgt. Keiner von diesen Motoren stirbt den Klopftod. Die alte Oversquare Regel ist ein spritfressendes Ammenmärchen. Niedrige Drehzahlen verursachen niedrigere Reibleistungen (Friction Horsepower), niedrigeren Verschleiß und geringeren Verbrauch. Wir fliegen z.B. unseren getunten 250 PS LyCon IO-360 im Cruise mit 1900 RPM, 23 inch und LOP. Da klopft trotz High-compression-Pistons nichts.
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Danke für die Korrektur, ist richtig, Frage bleibt gleich :-)
Weil: da könnte man doch sehen ob andere Manufacturer den 540er LOP erlauben...
@Erwin: mit dem "Over Square" Märchen hat doch schon John Deakin in "Pelicans Pearch" aufgeräumt.
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Hier mal wie ich es verstehe, also korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege:
Das stochiometrische Verhältnis für Avgas 100 ist 14,8:1. Bei diesem Gemisch findet jedes Spritmolekül ein Luftmolekül für die Verbrennung. Ist der Druck hoch genug, oberhalb 70% Leistung, verbrennt bei diesem Verhältnis das gesamte Gemisch auf einmal, anstatt abzubrennen. Diese Explosion ist detonation oder Klopfen. Unterhalb 70% Leistung (also nicht ganz geöffneter Throttle) oder in Druckhöhen unterhalb 20 inch gibt es kein Klopfen mehr, weil dann die Energie nicht ausreicht. Auf beiden Seiten des stochiometrischen Verbrennungs"peaks", rich und lean, ist entweder zu viel Sprit (rich) oder zu viel Luft (lean) vorhanden, so daß das Gemisch abbrennt statt zu explodieren. Es entsteht eine Flammfront, beginnend bei der Kerze, die sich nach unten fortsetzt, und den Zylinder nach unten "drückt", anstatt, wie beim Klopfen, draufhaut wie ein Hammer und das Material zerstört.
Eine "Kühlung" entsteht auf beiden Seiten, ROP und LOP, nicht durch die Verdunstung, sondern dadurch, daß die zuviel vorhandenen Sprit- respektive Luftmoleküle mit erhitzt werden müssen, und die hierfür benötigte Energie dem Verbrennungsprozess nicht mehr zur Verfügung steht, wodurch dieser kälter abläuft. Da die Erhitzung des nicht verbrannten Sprits auf der ROP Seite mehr Energie benötigt als auf der LOP Seite für die Luft, ist der Kühleffekt auf der ROP Seite besser.
Umgekehrt ist aber auch der Temperaturabfall des Verbrennungsprozesses auf der LOP-Seite steiler, sprich, der Bereich, wo der Zylinder mit dem "leansten" Gemisch dann irgendwann nicht mehr zündet, kommt früher. Das ist dann der unrunde Lauf, ab dem man wieder leicht anreichert, damit alle Zylinder zünden.
Bei Klopfen geht die CHT hoch, und die EGT runter, weil der Verbrennungsprozess kurz ist, und sehr viel Energie erzeugt, der wiederum durch die Zylinderwand aufgenommen wird. Die EGT geht runter, weil bei Öffnen des Auslassventils die Verbrennung schon 'längst' fertig ist, und somit das Abgas relativ kalt ist.
Es ist ROP und LOP Betrieb gleichermaßen völlig normal, solange bei allen Zylindern gewährleistet ist, daß die Verbrennung als solche abläuft und nicht explodiert, sprich klopft.
Nur ist es aufgrund des steileren Temperaturabfalls auf der LOP Seite insoweit "gefährlicher", daß der derjenige Zylinder, der am heissesten von allen verbrennt, tatsächlich unbemerkt klopft oder zu heiss abbrennt. Wenn man da keine Möglichkeit hat, gleichzeitig EGT und CHT zu monitoren, wie bei den Glascockpit oder einem EDM700, ist es m.E. und so wie das auch viele sehen, die ich kenne, besser, ROP zu fliegen, weil man da alle Zylinder auf der "sichereren" Seite hat und man sich von der reichen Seite annähert. Wie gesagt, es mag zwar sein, daß diese Zylinder insgesamt heisser sind (CHT etwas höher als auf der anderen, der LOP, Seite) aber solange sie nicht klopfen, ist alles paletti.
Ist das ungefähr richtig so ?
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...die Erläuterungen sind weitgehend richtig, nur dass 70% nicht mit 20" MP gleichzusetzen ist, es nicht in allen Fällen (nicht mal in vielen) zu Detonationen bei Peak EGT kommt und daher Peak CHT auch nicht bei Peak EGT erreicht wird, sondern irgendwo 50-75 Grad Fahrenheit ROP, dort, wo man best power erreicht. Da, wo ihr fliegt. Kann natürlich sehr wohl im Limit sein.
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Ich würde Dir ja gerne antworten, Enrico... - aber ich verstehe Deine Frage einfach nicht... :P
Von was redest Du? Klopfen passiert nur bei sehr hohen Leistungseinstellungen, bei miesem Sprit oder wenn die Zylinder völlig überhitzt sind. Das kann unter Umständen beim Start bei hohen Temperaturen in geringer Höhe passieren und deswegen startet man auch nicht mit geleantem Motor.
In größerer Höhe, bei Reiseflugleistungen und mit einem funktionsfähigem Motor gibt es keine Detonationen, weder ROP noch LOP.
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Zur Präszisierung, ich meinte mit Peak im Verbrennungsprozess den Punkt, wo das Verhältnis aus Druck und Hitze dazu führt, daß das Gemisch explodiert. Das ist weder mit Peak EGT noch mit Peak CHT gleichzusetzen. Die 70% stimmen grob, sind aber wahrscheinlich abhängig vom Motor und der Verdichtung und anderen Faktoren.
Bernd, soweit ich das sehe, korrigiere mich, ist das Klopfen Ursache von heissen Zylindern, nicht Resultat. Hohe Leistungseinstellung heisst: ich leane zu stark, erreiche ein stochiometrisches Mischungsverhältnis, und gebe Vollgas. Dann explodiert das Gemisch, die Zylinder werden heiss, und die EGT geht runter. In grossen Höhen ist das Gemisch aufgrund des geringeren Druckes nicht mehr in der Lage, zu klopfen. Zumindest so wie ich es verstehe
Mir ging es nur darum, zu verdeutlichen, daß ich sehr gut ROP fliegen kann, und zwar mit vielleicht höheren CHTs als bei LOP, aber dass das nichts ausmacht, solange kein Klopfen entsteht.
Und Klopfen entsteht auch nicht bei Peak EGT, wenn ich mich nicht irre.
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Lutz, es kommt im Reiseflug bei 75% Motorleistung und weniger auch bei PEAK EGT nicht zu Detonationen, wenn der Motor auch nur halbwegs gesund ist! Die Gefahr ist eher die gekoppelte thermische und mechanische Belastung mit "weichem" Zylinderkopf, hohen Drücken und Beschleunigungen wenn man auf Dauer bei Best Power fliegt. Jede andere Konfiguration - egal ob weiter ROP oder LOP - ist weniger belastend für den Motor...
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Habe ich ja geschrieben? Allenfalls im Start/Steigflug mit >75% könnte man bei Peak EGT in den Bereich von Detonationen kommen.
Kleiner gleich 75% kannst Du LOP, peak oder ROP fliegen wie Du lustig bist, aber die größte Belastung wird es - wie Du auch sagst - bei best power geben. Die aber trotzdem im Limit sein kann.
Zu sagen, "man fliege im cruise mit kleiner 75% mal besser ROP" wegen irgendwelcher theoretischer thermischer Probleme oder gar wegen Detonationen, ist, egal wieviele Einweiser und Bonnie-Jockeys das sagen, Quatsch.
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Ich leane zwar nicht und genieße das hier als "Popcorn-Thread" ;-), aber
Unsere Beech wird halt seit immer schon ROP geflogen, von allen Eigentümern und Einweisern.
Das klingt ein bisschen nach dem "niedersächsischen Dreisatz", wie mir mal ein gebürtiger Niedersachse erklärte:
1. DAS haben wir immer schon so gemacht
2. DAS (andere) haben wir noch nie so gemacht
3. Da könnte ja jeder kommen
Wenn es um Verbessern und Lernen geht, ist das eine eher hinderliche Einstellung, und das sollte zum Nachdenken anregen.
Klar, früher war alles besser. Früher war sogar früher alles besser ;-)
Und vor dem Krieg (such Dir einen aus) hat man auch so manches gemacht. Würdest Du das heute immer noch so machen?
Schönen Gruß
Olaf
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'Peak', Erico, ist nunmal ein stehender Begriff und damit verbindet man Temperaturen und nicht irgendeinen Peak im Verbrennungsprozess, den Du als erreichen des stoichiometrischen Verhältnisses angibst. Aber natürlich erreichst Du dieses Verhältnis ca. bei Peak EGT. Bzw. umgekehrt.
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@Erwin: mit dem "Over Square" Märchen hat doch schon John Deakin in "Pelicans Pearch" aufgeräumt.
Das soll doch schon Charles Lindbergh gewesen sein, der als Zivilist Army-Piloten zeigte, wie sie durch kräftiges Leanen in der P38 erheblich mehr Reichweite bekamen.
Edit: hatte mich geirrt, es war der obersquare myth, den er demontierte.
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Ok, soweit klar.
Kleiner gleich 75% kannst Du LOP, peak oder ROP fliegen wie Du lustig bist, aber die größte Belastung wird es - wie Du auch sagst - bei best power geben. Die aber trotzdem im Limit sein kann.
Die Jockeys fliegen 65%, 2300rpm bei 22,5 MP beim IO520, fuel flow dabei 48l/h.
Wer fliegt hier noch F33A - J.D. - wie ist das bei dir ?
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Ich fliege auch bei längeren Flugstrecken meinen Lycosaurus IO-360 gerne over-square mit 2100 RPM, 24" MP und 50° LOP... - dann wird es angenehm leise in der Kabine, die CHT pendelt sich bei 260°F ein, ich bin immer noch mit gut 120 kts TAS unterwegs und der Verbrauch liegt bei 23 L/h... :-)
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Da sind aus meiner Sicht doch ein paar Ungereimtheiten drin. Ich weiß aber nicht, ob diese aus einer unpräziesen Formulierung herrühren, oder Verständnisprobleme offenlegen. Ich fang einfach mal an.
- Stochiometrisches Gemisch ist eher ein theoretischer Wert. Im Verbrennungsraum wird bei diesem Mischungsverhältnis nicht jedes Spritmolekül ein Sauerstoffmolekül finden. Das passiert, oder besser das geht in die Richtung bei LOP-Betrieb. Best Power auf der anderen Seite gewährleistet umgekehrt, dass wirklich jedes Sauerstoffmolekül ein Spritmolekül abbekommt.
- Auch bei einer Detonation verbrennt nicht das gesamte Gemisch auf einmal. Die Verbrennungsgeschwindigkeit ist nur um ein Vielfaches höher. Detonationen rühren von Selbstenzündungen her.
- Auch bei Betrieb Peak EGT hast du eine sauberer Verbrennung.
- Nicht die Flammfront drückt den Kolben nach unten. Es sind die Verbrennungsgase.
- Bei Detonationen steht der Druckanstieg im Verbrennungsraum in einem ungünstigen Verhältnis zur Position des Kolbens. Der Kolben kann noch nicht wirklich gut ausweichen, weshalb der Druckanstieg viele Teile des Motors extrem belastet. Kolben, Pleuel, Lager, Zylinderkopf, ...
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I stand corrected / better formulated.
Normalerweise erfolgt die Zündung m.W. bei ca. 12° hinter dem oberen Totpunkt. Bei Detonation zündet das Gemisch weit vorher, ohne Zündfunken soweit ich weiss. Und weil das so ist, so habe ich es gehört, zündet dann eben doch das gesamte Gemisch fast auf einmal. Fast wie beim Diesel, nur durch Druck und Hitze. Die Detonation "haut dem Zylinder" dann einen drauf, während er noch im oberen Totpunkt ist oder sehr kurz dahinter. Denke das ist das, was dem Zylinder und den Pleueln schadet. Aber ist wahrscheinlich auch wieder bei jedem Motor anders.
Ich habe oben Videos gepostet, das untere davon beschreibt den Vorgang recht gut.
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weiß jetzt nicht genau was ich beitragen kann... ich fliege meistens 22/23, je nach Höhe zwischen 44 und 46 Liter, TAS ~ 155 kt, CHT 175° C (350° F).
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Enrico, Deine Frage/Aussage der unrunde Lauf Lean auf Peak käme von dem Gemisch das dann "irgendwann nicht mehr zündet" ist noch nicht ganz korrekt. Noch mal: Der Unrundlauf kommt von größeren Unterschieden im Drehmoment/Verbrennungsdruck einzelner Zylinder, aufgrund der Steilheit der Drehmomentkurve bei LOP. Die einzelnen Töpfe laufen und zünden dabei schon noch , aber eben mit unterschiedlichem Bumms.
Für alle Skeptiker: Die alten Kolbenpropliner mit Motoren wie z.B. R-3350 oder R-4360 wurden alle LOP betrieben. Man machte sich dabei genau diesen Drehmomentverlauf zu Nutze, indem man bis zu einem definierten Drehmomentverlust verarmte und anschließend das fehlende Moment durch Erhöhung des Ladedrucks ausglich.
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Apropos: so habe ich es gehört
Vor ca. 3 Wochen: ... habe das neulich aufgeschnappt, als in der Flugschule über das Thema Aquila gesprochen wurde. Da ging es explizit um Kühlung. Bevor ich falsch wiedergebe, höre ich noch mal nach und schreibe es dann hier.
Gibt's zum angeblichen Rotax-Aquila-Temperatur-Problem Neuigkeiten?
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Falsch, Zündung erfolgt weit vor OT. Nach meinem Kenntnisstand bei 25 Grad.
... und vielleicht liest du nochmal langsam, was ich geschrieben hatte. Wenn du davon etwas nicht verstehen solltest, dann frage bitte, und ich werde versuchen, es auf eine andere Art zu erklären.
Weiter zum Thema "Kühlung":
Das Sauerstoff/Benzingemisch ist im Verbrennungsraum nicht homogen verteilt. Willst du eine sehr effektive Verbrennung erhalten, das heißt max. Anteile an Benzin verbrennen, dann musst du dafür sorgen, dass es einen Luftüberschuss gibt. Kein Benzinmolekül sollte die Chance bekommen, zu entwichen. Da die Menge Luft, die du in den Verbrennungsraum bekommen kannst, aber durch den Hub des Kolbens vegrenzt ist, kannst du so auch nur eine kleinere Menge Sprit hinzufügen, also weniger Energie umwandeln.
Bei reichem Gemisch sorgst du dafür, dass jedes Luftmolekül tatsächlich am Verbrennungsprozess teilnimmt. Damit dir also in dieser inhomogenen Masse keines entwicht, gibst du reichlich Sprit dazu. Es wird also mehr Energie umgewandelt.
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@Thomas, du hast alles sehr gut erklärt und es sollte jedem jetzt klar sein. Ich selber betreibe 2 x TSIO540 Lyco mit je 2 x Turbolader. LOP klappt bei 55 % in 3000 ft noch recht gut. In der Höhe (> 10000ft) geht es nicht mehr, der Motor läuft rau und "unwirsch". Habe GAMI´s drin und alle Zylinder peaken innerhalb von ca 1-3 Litern bzw. Peakt der erste sind die anderen 5 kurz vorm Peak und wenn ich weiter leane sind es ca 20-40 Grad F Differenz (Der erste ist Peak und er letzte 20-40 F vorm Peak) bis alle LOP sind. Also recht nahe beinander. Trotzdem geht LOP nicht wirklich. Bei > 65 % schon gar nicht. Da muss ich aber eher auf die TIT achten, da die gern dann Richtung 1650 F geht und das ist das Laderlimit. Ich filege meist aber nur max 1550 F um die Lader nicht thermisch zu überlasten. Die TIT ist übrigens bei gleicher Power (z.B 60%) niedriger, wenn ich nur mit 2100 U/min fliege, bei 2300 U/min steigt die TIT deutlich, obwohl die Power die selbe ist. Hängt sehr vermutlich mit der pro Minute mehr Zündungen zusammen. Die EGT´s sind alle irgendwo beo 1250-1400 F. Die CHTs be ca 300-350 F. Auch meiner Sicht unauffällig. Ich habe auch "kältere" Zündkerzen drin. Es gab zwei laut Hersteller zu Auswahl. Ich nahme die kälteren. Dann muss man mehr bei rollen auf Verrussung achten, aber ich ziehe fats immer den roten Hebel. Habe mit Russbildung kein Problem.
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Ich betreibe meinen O-360 seit fast 2000h nur mit MOGAS. Im Reiseflug stelle ich meistens 2000/23MP ein.
Ich habe am Auspuff eine Breitband Lambda Sonde montiert. In Steigflug leane ich auf L 0,88 im Reiseflug auf L 1.1
Das leanen geht richtig flott, da die Sonde sehr schnell reagiert. Bis sich dann EGTs und CHTs eingestellt habe, dauert es im Vergleich zur Lambda Anzeige ewig.
Der Vorteil des schnellen Leanens liegt vor allem beim Start auf kurzen hohen und heissen Plätzen. Hier kann nach dem Vollgas setzen innerhaln von 2 Sekunden auf L 0,88 Best Power geleant werden. Bei L 1.1 läuft der Motor LOP, der Scanner merkt das im LOP Programm aber nicht, da die EGT nie peaken.
Bei 2000/23 und 22l/h FF steht L bei 1.12 und er schnurrt wie ein Kätzchen. Heisseste CHT liegt bei 284/ EGT 1220°F
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Normalerweise erfolgt die Zündung m.W. bei ca. 12° hinter dem oberen Totpunkt.
mit diesem zündungszeitpunkt kriegst du keinen motor vernünftig zum laufen, geschweige denn ein flugzeug in die luft.
die standartmäßige zündeinstellung bei den lycos ist 15° vor OT, zumindest beim O320.
deshalb ist auf dem linken magneten ein sog. schnäpper installiert, der den zündzeitpunkt beim anlassen des motors auf den OT retardiert.
der rechte magnet ist beim motorstart, bei korrekter installation des zündschlosses, auf masse gelegt, d.h abgeschaltet.
mit 15° vorzündung würde der motor gar nicht anspringen sondern zurück schlagen und eventuell zerstört werden.
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Ich habe am Auspuff eine Breitband Lambda Sonde montiert.
Die mögen nur kein AVGAS-Abgas, wenn man es denn doch mal tanken muss.
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Ich bleibe dabei - 25 Grad vor OT funkt's
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- lima-delta....bitte CHT nicht mit EGT verwechseln....
mfg
ingo fuhrmeister
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