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17. Mai 2022: Von Malte Randt an Chris _____ Bewertung: +2.00 [2]

Der Grund für die Zugabe von TEL war schon immer hauptsächlich die (für den Hersteller möglichst günstige) Erhöhung der Klopffestigkeit des Kraftstoffs.

Die Schmierung der Ventile durch Blei war ggf. ein Nebeneffekt, was aber bei den meisten heutigen Motoren aufgrund besserer Fertigungsqualität kaum mehr erforderlich ist.

Im Gegenteil: Oft schadet das Blei im Kraftstoff, es lagert sich in Motor und Abgassystem an. Um das zu reduzieren werden dem Kraftstoff sogenannte "Scavenger" zugefügt, Stoffe die die Ablagerung des Bleis reduzieren. Oft ist das 1,2-Dibromethan, das Zeug ist auch alles andere als gesund...

Klopffestigkeit ist und bleibt aber das Problem für einige Motoren. Avgas 100 LL hat eine sehr hohe Klopffestigkeit; bei fettem Gemisch bis zu MOZ 130. Große Zylindervolumina, Luftkühlung, feste Zündzeitpunkte und mechanisch geregeltes Gemisch, hohe Kompression oder per Turbo aufgeladen... Da braucht man so hohe Klopffestigkeit.

Viele Flugmotoren mit weniger hohen Anforderungen an die Klopffestigkeit sind heute schon für bleifreies Avgas 91 UL zugelassen. Das ist exakt der gleiche Kraftstoff, nur ohne die Zugabe von TEL und notwendigen Scavengern.

Insbesondere Rotax-Motoren kommen häufig sogar mit Super-Benzin für Autos zurecht; aufgrund kleiner Zylinder, Wasserkühlung und elektronischer Motorsteuerung - wie in allen heutigen Autos.

Shell ist übrigens nicht an der FAA sondern an den Kosten gescheitert. Shell hatte 2013 eine Formulierung für bleifreien Kraftstoff mit vergleichbarer Klopffestigkeit vorgestellt, die Herstellungskosten waren aber unwirtschaftlich hoch und das Unternehmen hat die PAFI dann verlassen.

Die Zusätze in GAMIs G100 UL wären auch teurer als TEL. Solange es also TEL gibt, haben die auch keinen business case. Insofern erscheint ein TEL-Verbot notwendig, um den Markt zu verändern.

Ich bin gespannt, was in den kommenden 2-3 Jahren passieren wird.

17. Mai 2022: Von Matthias Kramer an Malte Randt

Malte, ich komm noch mal auf deinen ersten Beitrag zurück:

Bislang wurde vielfach davon ausgegangen, dass das fertig mit Blei gemischte 100 LL auch nach 2025 zumindest von ausserhalb der EU noch importiert werden könnte. Das funktioniert dann aber wohl auch nicht mehr, da die Konzentrationsgrenzwerte von TEL überschritten werden, oder?

Heißt dann ohne fragliche Ausnahmegenehmigungen keine Verfügbarkeit von Avgas 100 LL nach 2025 in Europa...

17. Mai 2022: Von Michael Söchtig an Matthias Kramer Bewertung: +1.00 [1]

Vielleicht gibt es ja dann das Avgas 100 VLL - Lycoming hat in seinem STC das zumindest erlaubt - vielleicht gibt es dann ein AVGAS 100 das genau das Maximum des zulässigen beinhaltet...

Dennoch, das Blei muss weg. Vielleicht hilft der Druck jetzt einfach mal.

17. Mai 2022: Von Malte Randt an Matthias Kramer

Es gibt zu der Frage leider bisher keine mir bekannte Aussage einer Behörde, eines Herstellers oder Verbands.

Worauf die AOPA die Vermutung im Artikel aus dem letzten Jahr gestützt hat, ist mir ebenso unbekannt.

Die Klassifikation von TEL (Schädlichkeitskategorie 1A) ist im neuen Annex XIV REACH-VO genannt, der Grenzwert von 0,1 Massenprozent entstammt der REACH-VO selbst.

Den TEL-Gehalt von Avgas 100 LL habe ich den Datenblättern der Hersteller entnommen, die Spezifikation ASTM D910-21 ist nicht frei verfügbar.

Da der Grenzwert sich nicht auf die Bleikonzentration sondern logischerweise auf die TEL-Konzentration bezieht (es wurde ja TEL reguliert, nicht Pb), muss man noch beachten dass 1g TEL einen Massenanteil an 64% Pb hat.

Avgas 100 LL enthält 0,56g Pb und folglich 0,875g TEL. Der TEL-Gehalt überschreitet folglich den Grenzwert nach REACH. Demnach erfordert auch der Import nach meinem Verständnis eine Autorisierung.

Bei Avgas 100 VLL ist der Bleigehalt auf 0,45g reduziert; das entspricht 0,7g TEL - was knapp unter dem Grenzwert läge. Das Gemisch könnte also theoretisch ohne Sondergenehmigung aus dem EU-Ausland importiert werden, hier bleiben aber die Frage der Kompatibilität mit den Flugmotoren und die Problematik möglicher Kostensteigerungen.

17. Mai 2022: Von Chris _____ an Malte Randt Bewertung: +1.00 [1]

Klopffestigkeit mag bei Turbomotoren das zentrale Thema sein, ich dachte früher auch bei den Non-Turbos, aber nachdem ich weiß, dass der Lycoming IO-360 (so einen habe ich) bei manchen Submodellen bleifrei tanken darf und in anderen nicht, und wenn ich überdies meine Zylinderkopftemperaturen sehe, glaube ich nicht mehr daran, dass es an der Klopffestigkeit liegt, sondern an den Testprotokollen.

Nur als Beispiel: wenn Lycoming den Motor spezifiziert bis CHT 500 F, er also auch bei dieser Temperatur noch problemlos laufen muss, ich sehe aber selbst Temperaturen von 380 F nur selten, und nur wenn ich die Kühlklappen vergesse erreiche ich überhaupt 420 F, dann liegt m.E. nahe, dass die Tests überspezifiziert sind.

Im übrigen fahren Benzinmotoren im Auto teilweise mit Turbo und deutlich höheren Verdichtungen, und das bei den deutlich niedrigeren Oktanzahlen des Autobenzins. Da passt doch was nicht zusammen.

Was du zum GAMI-Kraftstoff sagst (kein Business Case), mag stimmen, aber die sind nun wirklich (bisher) an der FAA gescheitert.

17. Mai 2022: Von Malte Randt an Chris _____

Kompression ist ja nicht der einzige Faktor. Größe und Geometrie des Brennraums, Anordnung der Ventile, Strömungen im Zylinder, Einspritzung, Kühlung, Timing der Ventile und Zündung usw. beeinflussen das Detonationsverhalten ebenso.

Daher passt dein Vergleich mit dem Auto nicht. Es gibt kein modernes Auto mit 6 Litern Hubraum bei 4 Zylindern mit Luftkühlung ohne elektronische Motorsteuerung...

Ich bin diesbezüglich aber auch nur interessierter Laie - andere hier kennen sich im Details deutlich besser aus.

Mag sein, dass Lycoming und Conti überspezifiziert haben - dann gäbe es ja die Chance, das für einige Motoren zu korrigieren und diese noch für andere Kraftstoffe zuzulassen. Aber wenn der Hersteller das nicht tun will oder kann, was machen wir dann?

Und ja, momentan versagt die FAA der Firma GAMI die Allgemeinzulassung. Ob das "willkürliche Blockade" ist oder ob es dafür technische oder sonstige objektiv nachvollziehbare Gründe gibt, kann ich nicht beurteilen.

17. Mai 2022: Von Malte Höltken an Chris _____ Bewertung: +2.00 [2]

Ob Du Deinen Lycoming nur in einer gefriertruhe laufen lässt oder nicht spielt für die Zulassung keine Rolle. Der Motor hat einen zugelassenen Betriebsbereich und an keinem Punkt innerhalb dieser Enveloppe darf durch die Verwendung eines Kraftstoffs ein Schaden am Motor entstehen.

Wenn tatsächlich die FAA langsam arbeiten sollte an dem Thema, wäre nur eine bestimmte Behörde ein Verhinderer, nicht "Die Behörden". Da die Zulassung von TEL durch die ECHA aber eine Europäische Sache ist, würde ich eh mit der Zulassung zuerst über die EASA gehen, ggfs danach eine FAA Validation durchführen.

@Malte: Ich habe nach meinem Vortrag zum Thema auf der AERO die Gelegenheit etwas länger mit Lars Hjelmberg zu sprechen. Die Herstellung von unverbleitem Avgas ist wesentlich komplexer als lediglich TEL und Scavenger wegzulassen. Die petrochemische Zusammensetzung wird wohl im Ganzen geändert, was man in kurzen Beiträgen allerdings nur unterkomplex darstellen kann. Richtigerweise muss man benennen, dass der Unterschied in der Normierung lediglich die Zugabe von TEL und Farbstoffen kennt. Über die genaue Zusammensetzung sagt das nur Bedingt etwas aus.

Die Bleiablagerungen haben bei alten Motoren auch weniger die Ventile geschmiert, sondern den Stoß abgefangen. Die neueren, besser gehärteten Ventile haben ja nur bedingt Einfluss auf die Reibeigenschaften, aber viel Einfluss auf die Strukturdynamik. Durch bessere Materialien (welche seit geraumer Zeit bei Motorüberholungen und - Reparaturen eingesetzt werden) ist die Dämpfungswirkung der Bleiablagerungen auch nicht mehr wirklich notwendig.

17. Mai 2022: Von Chris _____ an Malte Höltken

"Ob Du Deinen Lycoming nur in einer gefriertruhe laufen lässt oder nicht spielt für die Zulassung keine Rolle. Der Motor hat einen zugelassenen Betriebsbereich und an keinem Punkt innerhalb dieser Enveloppe darf durch die Verwendung eines Kraftstoffs ein Schaden am Motor entstehen."

Genau das meine ich mit überspezifiziert. Der zugelassene Betriebsbereich ist bei weitem größer als benötigt.

17. Mai 2022: Von Malte Höltken an Chris _____ Bewertung: +1.00 [1]

Der zugelassene Betriebsbereich ist größer als von Dir benötigt. Das besagt nicht unbedingt, dass es keine Installation oder Betriebsbedingungen gibt, an denen die Grenzen nicht benötigt werden.

17. Mai 2022: Von Chris _____ an Malte Höltken

"Der zugelassene Betriebsbereich ist größer als von Dir benötigt. Das besagt nicht unbedingt, dass es keine Installation oder Betriebsbedingungen gibt, an denen die Grenzen nicht benötigt werden."

Das ist doch genau der Punkt. Wenn Lycoming spezifizieren würde, dass in Installationen, bei denen der Motor diese oder jene engere Betriebsgrenze einhält, anderer Kraftstoff akzeptabel ist - das wäre doch prima. Dann kann man sich überlegen, wie man die engeren Betriebsgrenzen sicherstellt (bspw. durch automatische Kühlklappen, oder indem man einfach das Gas rauszieht bei Temperaturüberschreitung - machen die Turbinenflieger ja auch alle), und gut. Stattdessen wurde vor Jahrzehnten auf den Worst Case abgestellt und seitdem nicht "mit spitzem Bleistift" nachgebessert.

17. Mai 2022: Von Malte Randt an Malte Höltken
Danke für die Infos, wieder etwas gelernt.

Gilt das auch für Avgas 91 UL im Vergleich zu Avgas 100 LL oder bezog sich die Aussage auf hochoktaniges, bleifreies Avgas als Ersatz für 100 LL?

Da hatten oder haben meines Wissens Hjelmco, Swift und GAMI entsprechende alternative Formulierungen in der Entwicklung.

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