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72 Beiträge Seite 1 von 3
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Was genau passiert denn durch die veraenderte "Flammfrontgeschwindigkeit"?
ich muss da etwas weiter ausholen:
Grundsätzlich wird die Flammfrontgeschwindigkeit sowohl zum fetten, wie auch zum zu mageren Gemisch hin langsamer. Grundsätzlich liegt diese Geschwindigkeit grob bei 1-2 m/sec.
Die höchste Flammfrontgeschwindigkeit ist bei Erreichen des optimalen "stöchiometrischen Kraftstoffluftverhältnis von 14,7 Gewichtsteilen Luft und einem Teil Kraftstoff.
Allerdings sorgt bei zu fettem Gemisch der zusätzliche, nicht verbrennende, sondern verdunstende Anteil an Kraftstoff für mehr Abkühlung, als im korrespondierenden, armen Bereich der überschüssige Anteil an Luft.
Also ist jene zunehmende Flammfrontgeschwindigkeit auf der mageren Seite viel heisser als auf der zu fetten Seite, denn dort kühlt der überschüssige Kraftstoff insbesondere das Auslassventil viel weiter ab.
Bei langsamerer Flammfront findet somit auch die Expansion des verbrennenden Gemisches später statt. Entsprechend muss dann der Zündzeitpunkt früher liegen, um erstens die Leistung möglichst optimal auszubeuten (die Expansion sollte in etwa bei 5-15° nach OT beginnen) und zweitens die Temperatur im Moment des Öffnens des Auslassventils sich soweit als möglich durch die Expansion gesenkt haben.
Der Zündzeitpunkt ist aber bei unseren Flugmotoren fest, er kann nicht - wie bei modernen Automotoren, beständig angepasst werden.
Grundsätzlich gilt hierbei zu überlegen: limitierend ist die Temperatur des Auslassventils.
Denn je heisser das wird, desto eher kann es Schaden nehmen. Um diese Temperatur zu überwachen, könnte ja die EGT dienen, jedoch sind sowohl die Geber zu unexakt, wie auch der Rückschluss von der Abgastemperatur in 2.5" Entfernung vom Krümmerflansch (ich habe auch schon noch unexaktere Angaben wie 2-4" gelesen), denn so definieren die EGT-Hersteller den Einbauort der Geber.
Das soll heissen, dass diese Temperatur sehr gut als relativer Wert geeignet ist, Peak zu finden, jedoch nicht einen absoluten Wert für die Abgastemperatur (weder an genau dieser Stelle noch beim Umspülen des Auslassventils) geben kann.
Soweit nun mein "pseudowissenschaftliches Geschreibe" hierzu.
Ich möchte aber mal wieder (!!!) die Gelegenheit nutzen, auf die Notwendigkeit exakt eingestellter Zündzeitpunkte der Magneten hinzuweisen, diesmal mit etwas Hintergrund aus meiner Autobastelvergangenheit:
Ich hatte Ende der 70er diverse ältere Porsche, und zwar die ersten sogenannten G-Modelle. Die 74er und 75er hatten 150 PS und ab 1976 dann 165 PS, beide bei wohl gleichem Motor. Auf der Suche nach diesen 15 Mehr-PS fand ich heraus, dass Porsche angeblich lediglich bei der Fertigung auf geringere Toleranzen beim Einstellen von Nockenwellen und Zündzeitpunkt achtete und dadurch dieses mehr von 10% Leistung erzielte!
Reicht (Euch) das denn nicht, wenn im Maintenance Manual 20° +0°/- 2° Grad (IO-470 meiner Baron) steht, zu versuchen, diese 20° möglichst EXAKT zu treffen?
Dass dies nicht so ist, kann man immer wieder beobachten: zurückschlagende Propeller, oder ewiges Orgeln deuten oft auf entweder zu frühe oder zu späte Zündzeitpunkte.
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Wow ! Super Erklärung, danke !
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Alles paletti - aber das habe ich alles nicht verstanden.
Wuerde auch einer wissenschaftlichen Bertrachtung auch nicht standhalten.
Wo kann man denn Informationen bekommen, was wirklich im Verbrenungsprozess stattfindent und eine auf Fakten basierte Interpretation:
- wie gefaehrlich is LOP operation bei welchen % power setting
- warum erlaubt Cessna im Lycomg 550 der C182T (ein Mammut engine flat rated to engine 235HP) keine ops 50F lean of peak aber at peak operation, at all power settings
- gibt es statistisch gesicherte Untersuchungen welche Auswirkungen LOP operation hat
Happy Landings,
Guido
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Verstehe ich nicht.
An diesem Motor habe ich maximale EGT's von 850 C gesehen.
Im lean of peak climb nur 770C (in etwa).
Was ist denn nun los? Welche Gefahr geht davon aus, if any?
Habe noch nichts (auch bei Dir) wissenschaftlich haltbares Material dazu gelesen.
Happy Landings,
Guido
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Wo kann man denn Informationen bekommen, was wirklich im Verbrenungsprozess stattfindent
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Vielen Dank!
Werden im Buch Aussagen gemacht, die fuer den Betrieb von aircraft piston engines spezifische Informationen haben?
Happy Landings,
Guido
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Nein, so spezifisch ist das Buch nicht, es geht generell um die Prozesse im Ottomotor, ohne sich auf eine spezifische Anwendung zu versteifen. Es geht generell um den Arbeitsprozess, die Kraftstoffe, Gemischbildung und - bildner, Ladungswechsel und Stömungen, Zündungen, Entflammung, Verbrennung und Flammfronten, Abgasnachbehandlung und ein Kapitel über "Ottomotorische Technologien" und Motorsteuerung. Es ist halt relativ Grundlegend (über jedes der Kapitel gibt es schließlich ganze Bücher und Journals), gibt aber einen netten Überblick, auch wenn man nur wenige Ingenieurswissenschaftliche Grundlagen mitbringt.
Nach oberflächlicher Recherche habe ich das hier ad hoc gefunden:
https://www.researchgate.net/profile/Miroslav_Jovanovic2/publication/259935191_Impact_of_Changing_Q uality_of_AirFuel_Mixture_During_Flight_of_a_Pist on_Engine_Aircraft_with_Respect_to_Vibration_Low_ Frequency_Spectrum/links/0f31752ea2af044669000000 .pdf
und
Habe beide Artikel aber nur überflogen, gerade.
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Danke.
Was ist denn nun mit LOP?
Fragt man spezifisch nach kommen nur allgemeine Aussagen.
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Ich habe mich da noch nicht tief genug eingelesen, um belastbare Aussagen machen zu können. Liegt aber eher auch daran, daß keines der regelmäßig von mir bewegten Flugzeuge dafür überhaupt zugänglich ist. Oft leane ich nach Drehzahlmesser und Gehör.
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https://youtu.be/4hmG5qwCpbw
Diese Videos geben einen guten Überblick, insbesondere wie ich finde das dritte.
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google doch mal bei AvWeb und Pelicans Pearch
... aber was möchtest du denn spezifisch wissen?
Flammfrontgeschwindigkeit? Beim Start der Verbrennung bei ca. 1-2m/s und dann steigend bis auf leicht das 10-20 ig fache. Durchschnittliche Flammfrontgeschwindigkeit bei unseren Motoren bei ca. 20m/s in modernen Automotoren durch eine bessere Verwirbelung auch bei deutlich über 50m/s. Bei Best Power ist sie am Größten, also ein Gemisch von ca. 1:12,5. Auf der armen Seite fällt sie ziemlich schnell ab, weshalb z.B. die Zyl.-Kopftemperaturen auch ziemlich schnell abfallen. Es wird halt weniger Energie auf den Kolben und damit auch in Gegenrichtung umgewandelt. Auf der reichen Seite geht es alles etwas langsamer.
Die Verbrennung ist bei 60-80 Grad Kurbelwellenwinkel abgeschlossen.
Ventile sind dafür ausgelegt, dass sie die Temperaturen der Abgase aushalten, so lange sie ausreichend Wärme abführen können. Das geschieht über den Kontakt des Ventiltellers mit dem Zyl.-Kopf und über die Ventilschäfte.
Bei LOP sind die Abgastemperaturen aber ja auch schon geringer, als bei Peak. Die Leistung geht nur auch deutlich nach unten.
Verbrannte Ventile sind das Resultat aus schlechter Abdichtung Ventil Zyl.-Kopf beim Arbeitsprozess und ausgeschlagenen Ventilführungen.
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Seit langer Zeit befasse ich mich mit LOP. Generell wird gesagt, dass die alten 'Big Engines' nicht anders sinnvoll fliegbar waren. Die meisten Aussagen LOP sind für die USA gemacht. Juristische Haftungsprobleme und die grosse Sensibilität beim Fliegen auf der kalten Seite (die Hersteller trauen dem Ami wenig zu) führen dazu, dass z. B. Lycoming LOP meidet, wie der Teufel das Weihwasser. Jon Deakin hat in seinen Ausführungen LOP relativ verständlich beschrieben. Die Turbo-Serie beginnt bei Pelican's Pearch #31. In der Nummer #41, Detonation Myths, ist das magere Fliegen auch beschrieben. Auch für weiterführende Literatur steht John Deakin zur Verfügung.
Bitte weiterhin interessante Flüge, an denen wir teilhaben dürfen.
Ps. Piper läßt die Mirage mit RPM 2400, MP 29, FF 18G, bei 65% lt. POH lean of peak fliegen
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Allerdings sorgt bei zu fettem Gemisch der zusätzliche, nicht verbrennende, sondern verdunstende Anteil an Kraftstoff für mehr Abkühlung, als im korrespondierenden, armen Bereich der überschüssige Anteil an Luft.
Also ist jene zunehmende Flammfrontgeschwindigkeit auf der mageren Seite viel heisser als auf der zu fetten Seite, denn dort kühlt der überschüssige Kraftstoff insbesondere das Auslassventil viel weiter ab.
Und warum ist dann der Zylinderkopf (das ist die Stelle, wo das Auslassventil sitzt) bei 50° LOP kälter als bei 50° ROP? Die Geschichte mit der Verdunstungskälte wird seit Jahrzehnten an ahnungslose Flugschüler verkauft, wird dadurch aber auch nicht richtiger...
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warum erlaubt Cessna im Lycomg 550 der C182T (ein Mammut engine flat rated to engine 235HP) keine ops 50F lean of peak aber at peak operation, at all power settings
Das ist eines der Merkwürdigkeiten des Cessna-Handbuches. Wörtlich steht da im Kapitel 4:
"Operation on the lean side of peak TIT is not approved."
Und zwar gleich nachdem mir das Handbuch erklärt hat, dass ich bis 88% MCP mit 50° ROP (in Worten: RICH of peak) fliegen darf. Also genau mit der für den Motor gefährlichsten Gemischeinstellung.
Interessanterweise steht der obige Satz NICHT im Kapitel 2, ist also keine Limitation. Böse Zungen behaupten, Cessna hat diesen seltsamen Satz ins Kapitel 4 geschrieben, weil sie genau wissen, dass Lycoming-Motoren wegen zu großer Fertigungstoleranzen bei den Einspritzdüsen und dementsprechend ungleichmäßiger Gemischverteilung gar nicht in der Lage sind, LOP zu fliegen. Diesbezügliche Kundenkritik kann man dann mit Verweis auf das Handbuch schnell niederbügeln...
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https://youtu.be/vCy6j9rgjAkf
mal ein Versuch: weil die Verbrennung zu dem Zeitpunkt, wo das Auslassventil öffnet, bereits vorbei ist, würde ich sagen ? Anders als bei ROP, wo durch das Mehr an Avgas die Verbrennung erst am Abklingen bzw. nicht vollständig vorbei ist ?
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Servus zusammen.
Ich bin hier als Forumsmitglied neu, das ist mein erster Beitrag. Was ich über den LOP-Betrieb weiß, ist daß normalerweise die Peaktemperaturen der einzelnen Zylinder relativ weit auseinander liegen. Das macht ROP nicht so viel aus, aber LOP gehen dann auch die Leistungswerte der Zylinder umso stärker auseinander. Die Folge: Die Impulse, die die Kurbelwelle von den Zylindern bekommt, sind ebenfalls sehr unterschiedlich. Das wäre für den Motor sehr belastend.
Deshalb ist es für den LOP-Betrieb äußerst wichtig, daß die Zylinder möglicht gleichzeitig peaken (hinsichtlich der EGT). Mit Einspritzventilen von GAMI soll das z.B.möglich werden.
Die habe ich in meiner 201 auch drin und fliege sehr gerne LOP bei sehr geringen Zylinderkopftemperaturen.
Grüße aus München
Marcus
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Hi Marcus,
auch hier lese ich immer nur allgemeine Aussagen, wie "moeglichst nahe zusammenliegen"...
20, 50, 100F was ist akzeptabel?
Schon aus Sicherheitsgruenden logge ich die Daten auf transatlantic Fluegen regelmaessig.
Hier C182T, normally aspirated.
Data are self-explanatory.
Sind die nun "hahe zusammen"?
Happy landings,
Guido
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@Guido
Hier C182T, normally aspirated.
Data are self-explanatory.
Wo sind sie denn ? - ich sehe nichts ...
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Und warum ist dann der Zylinderkopf (das ist die Stelle, wo das Auslassventil sitzt) bei 50° LOP kälter als bei 50° ROP? Die Geschichte mit der Verdunstungskälte wird seit Jahrzehnten an ahnungslose Flugschüler verkauft, wird dadurch aber auch nicht richtiger...
die frage ist, wo sitzt die sonde? beim zündkerzenring ist die T um ca 70 F höher als bei der sonde, die
in der bohrung unterhalb sitzt!
mfg
ingo fuhrmeister
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Norbert - please see above.
Die PDF Datei kam nicht rueber, so habe die in Photos umgewandelt.
Happy Landings,
Gyuido
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Guido, du sitzt vermutlich einem gängigen Missverständnis auf:
Nicht die Temperaturdifferenz der jeweiligen EGT Werte der einzelnen Töpfe ist maßgeblich, sondern der Unterschied im Kraftstoffdurchfluss bei den jeweiligen einzelnen EGT Peaks der jeweiligen Zylinder. Sprich, die sollten möglichst alle bei einer Mixerhebelstellung gleichzeitig peaken. Wenn Sie das jedoch zeitversetzt beim Verarmen tun, gibt's Vibrationen. Der Grund für die stärkeren Vibrationen LOP ist der, daß die Drehmomentkurve auf der armen Seite steiler verläuft. Somit ist bei gleichem Abstand zum Peak auf der armen Seite die Drehmoment Differenz zwischen den einzelnen Zylindern größer als auf der reichen Seite und daraus resultierend die Vibration.
Dies soll durch kalibrierte Düsen verringert werden, wobei es wohl nicht in jedem Fall perfekt funktioniert: Unsere T303 hatte zum Beispiel keine kalibrierten Düsen und funktionierte perfekt LOP, wohingegen die C421 mit GTSIO-520 und Gamijectors jenseits von Peak rau läuft.
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Absolut korrekt, was Armin da zum Leanvorgang schreibt!
Auch der IO-360 meiner Mooney läßt sich mit den hauseigenen Injektoren prima leanen... - alle 4 Zylinder peaken innerhalb 1-1,5 Litern Durchflussdifferenz beim Leanen, die GAMI Injektoren können das auch nicht besser. (Glück gehabt!?)
Der Motor läuft auch LOP perfekt ruhig und die niedrigere Zylinderkopftemperatur nehme ich auch dankend als dauerhafte Materialschonung mit...
Ich leane auch im Steigflug schon fleissig mit und halte die EGT bei ca. 1300°F beim magersten Zylinder. Diese EGT-Temperatur entspricht der EGT auf Meereshöhe bei Vollgas und bereits bei 3000 ft sinkt die EGT um ca. 80°, d.h. dass bereits eine Menge Sprit unverbrannt in den Auspuff läuft und ich Leistung verschenke, wenn ich nicht leane.
Eine weitere Beobachtung ist, dass die gemessene Kompression Jahr für Jahr wieder besser geworden ist, seit ich LOP fliege. Ich kann es zwar nicht beweisen, ich vermute aber, dass die saubere Verbrennung Ablagerungen reduziert und damit einfach für sauberere Ventile und Brennräume sorgt.
Ich fliege jetzt seit fast drei Jahren (gut 200h) fast nur noch Lean of Peak und kann nur Positives berichten... - deutlich weniger Verbrauch, niedrigere Zylinderkopftemperaturen und gleichbleibende bis leicht bessere Kompressionswerte (Zyl 1-3 immer bei 73-75, Zyl 4 von 66 über 68 auf 70 verbessert) sind gute Argumente dafür... - natürlich nur, wenn der Motor das auch ohne rütteln und schütteln mitmacht.
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die frage ist, wo sitzt die sonde?
die frage ist vollkommen wurscht - 50° lop ist der zylinderkopf immer kälter als 50° rop :-)
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Hallo Ingo,
die Story mit der Verdunstungskälte ist in der Tat nicht stimmig, leuchtet aber jedem ein und scheint sich daher zu halten. Die niedrigeren Temperaturen bei ROP-Betrieb kommen durch den verzögerten Zündzeitpunkt. Das Treibstoff/Luftgemisch ist bei "zu" fettem Gemisch nicht so zündwillig wie bei stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis (Lambda = 1), die Explosion im Zylinder läuft etwas "gemütlicher" und unvollständiger. Somit wird es auch nicht so heiß, wie beim Zylinderkopftemperaturmaximum, was kurz vor dem Erreichen von Peak-EGT liegt (ROP-Seite). Bei LOP-Betrieb wird hingegen deutlich weniger thermische Leistung im Zylinder erzeugt (es gelangt ja auch weniger Treibstoff in den Verbrennungsraum) und 2. mehr davon in mechanische Energy umgewandelt (der Wirkungsgrad ist ja bei LOP am besten).
Viele Grüße
Mark
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Ist es schlimm, wenn ich oute, daß wir (keine Ferryflüge) die Beech ROP fliegen, aus der Überlegung heraus, daß wir mit einem classic EDM eh kaum richtig LOPpen können, im Zweifel auf der LOP-Seite evtl. einen der Zylinder zu heiss fliegen würden, und bei einer Endurance von 4.5h (+1h Reserve) im Reiseflug bei 65% keinen wirklichen Vorteil sehen bei Flügen innerhalb Deutschlands und ab und zu ins nähere EU Ausland - ausser der 5+% Spritersparnis, die wir eher damit erzielen, daß wir einfach an einem weniger teuren Platz zu tanken versuchen ?
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