Frage:
Warum füllen wir immer noch Blei in unseren Kraftstoff?
falstro
2014-03-03 16:33:09 UTC
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Blei in Benzin für Automobile wurde aus fast allen Teilen der Welt verboten, wobei die meisten Verbote aus den neunziger Jahren stammen. Warum vergiften wir uns in Avgas immer noch mit Blei? Ich verstehe, dass Tetraethyllead (wie es anscheinend technisch genannt wird) ein Oktanverstärker ist, aber der Wikipedia-Artikel erwähnt auch, dass Fortschritte bei der Herstellung von bleifreiem Kraftstoff mit hoher Oktanzahl dieses Argument so gut wie zunichte gemacht haben. Es gibt natürlich noch mehr Gründe, aber keine, die die Automobilindustrie vor vielen Jahrzehnten nicht überwinden konnte. Ich weiß, es ist "bleiarm" mit sehr wenig Blei im Vergleich zu "herkömmlichem" Benzin, aber der Ausstieg aus bleihaltigen Kraftstoffen in Autos begann bereits in den 1970er Jahren. Sagen Sie mir also nicht, dass die meisten Flugzeuge einfach zu alt sind. Sind Flugzeugtriebwerke im Vergleich zu Automotoren so besonders, dass sie ihre Bleifixierung erhalten müssen, bevor sie fliegen?

Es ist auch eine Tatsache, dass es Flugzeugkolbenmotoren gibt, die dies tun Mit bleifreiem Kraftstoff läuft es einwandfrei. Warum bietet es kaum ein Flughafen an? Selbst im kostenbewussten und umweltfreundlichen Europa bieten die meisten Flughäfen nur 100LL und Düsentreibstoff an.

[Wiki (letzter Satz des Absatzes)] (http://en.wikipedia.org/wiki/Tetraethyllead#Aviation_gasoline) sagt, es liegt an der Preisgestaltung
@ratchetfreak; Es heißt jedoch, dass bleifreier Kraftstoff mit hoher Oktanzahl immer noch billiger ist. Ich denke, sie suchen nach einer Alternative zu Tetraethyllead, die wirtschaftlich machbar ist, dh für Motoren, die bleihaltigen Kraftstoff benötigen, geht es nicht darum, warum diese Motoren bleihaltigen Kraftstoff benötigen (und weiterhin benötigen).
Es gibt wenig, was Sie davon abhält, einen Automotor in Ihre Cesna einzubauen und Mogas zu verwenden (außer Platzbedarf, Wasserkühlung, fehlendem Sicherheitszertifikat, ...)
@ratchetfreak Das Katana, für das ich fliege, ist zertifiziert und läuft perfekt mit Mogas (es ist ein Rotax). Die Frage ist immer noch, warum Bleikraftstoffmotoren heute noch hergestellt werden, mehr als * 40 Jahre * nach dem Beginn des Ausstiegs aus Bleikraftstoffmotoren und mehr als ein Jahrzehnt nach dem Verbot der Verwendung unter allen anderen Umständen . Es kann nicht sein, dass sie alt sind. Nehmen wir zum Beispiel den Continental IO-550, er wurde erstmals im Jahr 1983 eingesetzt, hat einen FADEC zum lauten Schreien und * kaut * immer noch Blei.
Nur als Kommentar aus Zeitmangel: Die Motorzertifizierung ist so teuer, dass sich kein Hersteller darum kümmern kann, während seine 30 Jahre alten Standardprodukte noch verkauft werden. Rotax ist anders, weil sie einen neuen Markt eröffnen (Ultralight und VLA).
@yankeekilo; Guter Punkt, aber würde der IO-550 keine Zertifizierung benötigen? Oder gibt es eine Überholspur, wenn sie alten Motoren "ähnlich genug" ist oder so?
@roe ist sich nicht sicher, aber die Einstiegsschwelle für neue Spieler ist extrem hoch, weshalb die Entwicklung bestenfalls schrittweise erfolgt (wie so oft in der Luft- und Raumfahrt).
Shell hat [einen Ersatz angekündigt] (http://www.avweb.com/avwebflash/news/Shell-Announces-Unleaded-100-Octane-Fuel221070-1.html). 10 Jahre in der Herstellung von einem Unternehmen mit sehr tiefen Taschen und vielen Doktorarbeiten. Wahrscheinlich nicht einfach zu machen.
Wenn jemand interessiert ist, http://www.avweb.com/avwebflash/news/New-Petition-Calls-For-Action-On-Avgas-Lead221923-1.html
Einige Flugzeugtriebwerke können durch ein Supplemental Type Certificate (STC) für den Betrieb von 91 oder besserem ETHANOL-FREI Autogas zugelassen werden. Jedes Triebwerk und jede Flugzeugzelle muss durch das STC-Verfahren genehmigt worden sein und über das Zertifikat oder STC für das einzelne Flugzeug verfügen, um das so genannte "Mogas" verwenden zu können. Es gibt einen hohen Prozentsatz der GA-Flotte, der für "Mogas" STC-fähig sein kann, aber viele Fehlinformationen haben dazu geführt, dass die Nutzung insgesamt spärlich ist.
Fünf antworten:
voretaq7
2014-03-04 00:17:13 UTC
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Es gibt nichts "Besonderes" an einem Flugzeugtriebwerk, das Blei im Treibstoff benötigt - Motoren kümmern sich nicht viel um das Blei in Tetraethyl-Blei, und sie kümmern sich auch nicht viel um es (es) überall hinkommt, Zündkerzen verschmutzt und das Öl verunreinigt). Was sie interessiert, ist die Oktanzahl (Anti-Klopf-Bewertung) des Treibstoffs.

Viele Flugzeugtriebwerke mit "geringer Leistung" laufen einwandfrei mit bleifreien Treibstoffen mit einer niedrigeren Oktanzahl (darunter der Lycoming O-320) und die O-360-Familie, die einen guten Teil der GA-Flotte antreibt), aber Hochleistungs-Flugzeugtriebwerke (z. B. der IO-520, den Sie in Beech Bonanzas finden) benötigen einen Kraftstoff mit 100 Oktan. In der genehmigten Spezifikation für Flugbenzin mit 100 Oktan ( ASTM D910) ist Tetraethylblei als Oktanverstärker der Wahl aufgeführt.

Es ist auch erwähnenswert, dass einige der in Automobilbenzin verwendeten Oktanverstärkungstechniken für Flugzeugtriebwerke nicht akzeptabel sind (in den USA ist die Zugabe von Ethanol am häufigsten, was zwei unerwünschte Auswirkungen hat: Reduzierung der Energie Inhalt des Kraftstoffs und Beschädigung der Dichtungen des Flugkraftstoffsystems und anderer Komponenten.


Warum stellen wir also immer noch 100LL her und warum bieten wir nicht bei jedem die anderen bleifreien Optionen an? Flughafen?

Flugbenzin ist ein winziger Teil des Benzinmarktes, daher ist es nicht sinnvoll, 5 Tanks mit jeweils 5 verschiedenen Kraftstoffsorten zu haben Flughafen:
Alle Flugzeugtriebwerke werden mit 100LL betrieben, daher wird immer noch 100LL (bleihaltiges) Flugbenzin produziert, da es eine "Eintreibstoff" -Lösung für die Anforderungen der Kolbenluftfahrt ist.

Wenn bleihaltiges Avgas morgen verschwinden würde, würden die Triebwerke, die es benötigen, ohne zugelassenen Treibstoff belassen, was dazu führen würde, dass diese Flugzeuge geerdet würden, bis ein alternativer Treibstoff entwickelt werden könnte oder die Triebwerkshersteller ein Verfahren zur Leistungsreduzierung entwickeln die Motoren (Betrieb mit reduzierter Leistung). Aus offensichtlichen Gründen ist keine dieser Optionen attraktiv, insbesondere für Leute, die Motoren mit höherer Leistung besitzen, die vermutlich für die Leistung gekauft wurden ...

Das Ändern der Avgas-Spezifikation ist ein ziemlicher Arbeitsaufwand - es muss sichergestellt werden dass der neue Kraftstoff ein "Drop-In-Ersatz" für 100LL ist - einer, der in jedem Verhältnis mit 100LL gemischt werden kann und in jedem Motor, der für 100LL-Kraftstoff ausgelegt ist, ordnungsgemäß funktioniert.
Die FAA arbeitet mit Motorenhersteller und große Kraftstoffhersteller in einem Programm, das zu einer solchen Spezifikation führen wird (eine Google-Suche nach bleifreiem Avgasübergang liefert ebenfalls nützliche Ergebnisse) und hoffentlich eine universelle bleifreie Flugkraftstoffspezifikation und Ein oder mehrere Produkte werden aus diesen Bemühungen hervorgehen.

Obwohl eine Frage offen bleibt: Warum scheinen die meisten Luftkolbenmotoren im Vergleich zu modernen Automobilen so veraltet zu sein?
Gute Antwort, aber Blei wirkt auch als Schmiermittel und einige Motoren hängen davon ab, sodass Ihr erster Absatz nicht wirklich 100% genau ist.
@yankeekilo Das hat viel mit dem Prozess zu tun, * alles * durch die FAA-Zertifizierung zu erhalten - die Modernisierung eines Motors würde einen Berg von Papierkram und spezielle Genehmigungen (wahrscheinlich in Form von STCs) erfordern, um ihn als Ersatz auf zertifizierten Flugzeugzellen zu installieren für die "alten" Designs. Die vorhandenen "Vintage" -Motoren funktionieren, also produzieren wir sie weiter (genau wie die vorhandenen Flugzeugkonstruktionen - die neuesten Piper Archers von heute sind weitgehend identisch mit den ersten produzierten Cherokees ...)
@Lnafziger Persönlich habe ich nicht viel Wert auf "Blei als Schmiermittel" gelegt - ich denke, dass die Verschmutzung durch Bleiaufbau genauso wahrscheinlich zu * klebenden * Ventilen führt wie zu deren Schmierung. Wo normalerweise Blei ins Spiel kommt, sind die Ablagerungen auf Ventilen / Ventilsitzen, die den Aufprall des Ventils auf den Sitz mildern und eine Beschädigung des Ventilsitzes ("Ventilsitz-Rezession") verhindern, was eigentlich zu berücksichtigen ist, aber ich bezweifle viele Flugzeuge fliegen an dieser Stelle mit originalen "weichen" Ventilsitzen herum. Könnte jedoch ein Problem für "klassische" Sternmotoren mit großer Bohrung sein.
Nun, ** zu viel ** Blei führt absolut dazu, dass Ventile hängen bleiben, aber in Flugzeugen, die für bleihaltigen Kraftstoff ausgelegt sind, kann die vollständige Beseitigung ebenfalls zu Problemen führen.
Es gibt auch [Tendenz] (http://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_diesel_engine#Modern_.2821st_century.29_aircraft_diesel_engine_manufacturers), _diesel_-Triebwerke zu verwenden, die Jet-A / Jet-A1 für Motoren mit geringerer Leistung und Turboprops verbrennen (auch Jet verbrennen) -A / Jet-A1) für die leistungsstärkeren und Avgas insgesamt loswerden (weil es bereits teurer und weniger verfügbar ist, zumindest außerhalb der USA).
"[Ethanol] beschädigt die Dichtungen des Flugkraftstoffsystems und andere Komponenten", das muss nur eine Frage der Materialauswahl sein, sonst würden Autos überall auseinanderfallen, nicht wahr? Oder gibt es bestimmte Komponenten, die nicht in Autos verwendet werden, wie eine Kraftstoffblase oder so?
@roe Mein Verständnis ist, dass einige der Problemkomponenten die Kraftstoffblasen und Kraftstoffpumpenmembranen sind - es ist definitiv eine Frage der Materialauswahl (obwohl das Ändern der Materialien wahrscheinlich eine Rezertifizierung der Komponenten erfordern würde), aber Ethanol im Kraftstoff hat andere unattraktive Eigenschaften, die mich ausmachen entschieden "kein Fan" :)
@roe - lol, warst du schon einmal in einer Autowerkstatt? Autos auf der ganzen Welt fallen definitiv auseinander ... Okay, okay, ich bin dumm :). Beachten Sie jedoch, dass Flugzeugtriebwerke weitaus zuverlässiger sein müssen als Automotoren. Wenn ein Automotor auf Sie ausfällt, halten Sie an und rufen einen Abschleppwagen. Wenn in einem Flugzeug der Motor ausfällt oder sogar die Leistung verliert, können Sie sterben. Der Motor muss also viel präziser sein. Daher ist die FAA wählerisch in Bezug auf Motoren, daher braucht es viel Zeit, um reguläre 100 aus der Tür zu bekommen.
@falstro, Ethanol wird Gummidichtungen, Dichtungen und Schläuche sehr schnell [zerstören] (http://www.fuel-testers.com/ethanol_problems_damage.html). Für E-85 zugelassene Fahrzeuge haben Edelstahlschläuche und verschiedene Dichtungen, um dem Ethanol zu widerstehen. Auf der anderen Seite kann riesige Kraft aus Ethanol auf der [Straße] (http://koenigsegg.com/ccxr/) oder Methanol / Ethanol auf der [Strecke] (https://en.wikipedia.org/) gewonnen werden. wiki / IndyCar_Series # Fuel), wenn das gesamte Kraftstoffsystem auf Alkohol ausgelegt ist.
@FreeMan sicher, ok. Warum verwenden wir Kraftstoffsysteme, die nicht mit Ethanol umgehen können? Die meisten der heute verwendeten Flugzeuge wurden gebaut, lange nachdem Blei auf der Straße * verboten * wurde.
@falstro drei kleine Buchstaben: [FAA] (http://aviation.stackexchange.com/questions/2031/why-are-we-still-putting-lead-in-our-fuel/2040?noredirect=1#comment3662_2040) ( wie voretaq7 angesprochen).
@FreeMan Ok, Sie stimmen also zu, dass der Punkt bereits besprochen wurde? Die FAA zu beschuldigen ist ein bisschen wie ein Cop out, da es mehrere zertifizierte Motoren sowie eine Reihe von STCs für vorhandene Motoren / Kraftstoffsysteme gibt. Ganz zu schweigen davon, dass es die FAA (oder EPA oder was auch immer) keinen Cent kostet, zu sagen: "Okay Leute, hört zu, morgen / nächstes Jahr / Jahrzehnt wird bleihaltiger Kraftstoff nicht mehr legal sein."
@falstro Ja, sorry, kommentiert, bevor mir klar wurde, wie alt die Frage war.
Skip Miller
2014-03-04 23:23:05 UTC
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Blei im Kraftstoff ist in erster Linie ein Anti-Klopf-Mittel, das die Oktanzahl erhöht und höhere Verdichtungsverhältnisse im Motor ermöglicht, was wiederum mehr Leistung und eine effizientere Verwendung des Kraftstoffs ermöglicht. Viele GA-Flugzeugtriebwerke wurden speziell gebaut, um den klopfsicheren Kraftstoff mit höherer Oktanzahl zu nutzen. Obwohl viel daran gearbeitet wird, einen bleifreien Ersatzkraftstoff zu entwickeln, der die gleiche Leistung ermöglicht, sind wir noch nicht da. Für diese Motoren ist kein alternativer Kraftstoff zertifiziert, und das Verbrennen von bleifreiem Kraftstoff bei hohen Leistungseinstellungen kann diese Motoren schwer und schnell beschädigen. In diesen Fällen brauchen wir also immer noch die Führung.

Mit etwas Glück und Technologie wird sich dies in einigen Jahren ändern. Wenn nicht, sind Dieselmotoren ein wahrscheinlicher Ersatz für die 100LL-Brenner. Aber das ist eine teure Änderung für die meisten GA-Flugzeuge.

jwenting
2014-03-03 21:09:50 UTC
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Ein Faktor kann durchaus sein, dass Motoren, die mit bleihaltigem Kraftstoff betrieben werden, sparsamer sind als solche, die dies nicht tun.
IOW Sie erhalten mehr Leistung und / oder eine bessere Reichweite von bleihaltigem Kraftstoff als von einer identischen Menge bleifreien Kraftstoffs Kraftstoff, wenn er in einem Motor mit ähnlicher Technologie verbrannt wird.
Ein Flugzeug, das bleifreien Kraftstoff verbrennt, hat also eine schlechtere Leistung und / oder eine schlechtere Reichweite. Und natürlich würde insbesondere die Leistung Probleme verursachen, da dies einen längeren Startlauf, eine niedrigere Servicegrenze, eine schlechtere Steigleistung und möglicherweise ein Flugzeug bedeutet, das nicht einmal vom Boden abheben kann.
Und angesichts der weitaus längeren Leistung Lebensdauer von Flugtriebwerken im Vergleich zu Automotoren gibt es weit mehr Flugzeuge, die bleihaltigen Treibstoff benötigen, die Übergangszeit wäre ebenfalls viel länger. Und ein Auto, in dem Sie eine Flasche Bleiersatzmittel in den Kraftstofftank geben. Wenn es etwas langsamer fährt, ist es nicht so schlimm wie ein Flugzeug, in dem Sie dasselbe tun, und es ist nicht nur langsamer, sondern kann nicht zum selben klettern Höhe und braucht mehr Landebahn ...

Es gab Beispiele für sehr effiziente, Mogas-kompatible Flugtriebwerke wie den [Porsche PFM 3200] (https://en.wikipedia.org/wiki/Porsche_PFM_3200), sodass der Wirkungsgradwinkel möglicherweise nicht immer relevant ist. Moderne Automotoren sind viel effizienter als ihre bleifressenden Gegenstücke von vor nur 15 Jahren ...
@yankeekilo ja, aber ein Automotor mit ähnlichem Kraftstoffverbrauch wie der mit gleichzeitig hergestelltem verbleitem Benzin wäre das nicht. Das ist der springende Punkt. Es gibt so viele Flugzeuge, die Triebwerke verwenden, die bleihaltigen Treibstoff benötigen, und nicht nur Museumsstücke, sondern auch im Betrieb, für die neue Triebwerke entwickelt werden müssten. Das ist einfach nicht machbar.
Tim
2014-03-06 10:20:05 UTC
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Ich verstehe, dass es sich lediglich um eine Zertifizierung handelt. Es gibt keinen zertifizierten Ersatzkraftstoff, der 100LL ersetzt.

TD Welander
2020-08-14 21:43:03 UTC
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Gegenwärtiger Flugkraftstoff enthält 1 Teil pro Million Blei. und ist absolut kritisch für die Kühlung von Auslassventilen für Flugzeugtriebwerke. Oder wenn Sie bleifreies Avgas ohne Zusatzstoff verbrennen; Sie werden schließlich ein oder mehrere Auslassventile verbrennen. Bei einem 4-Zylinder-Motor kann das Verlieren eines Zylinders aufgrund eines verbrannten Auslassventils das Flugzeug und den Piloten in eine tödliche Situation bringen. 6 Zylinder oder mehr; Wenn Sie einen Zylinder aufgrund einer Verbrennung des Auslassventils verlieren, gelangen Sie immer noch zurück zum Flughafen. Luftgekühlte Flugzeugtriebwerke benötigen unbedingt einen Teil pro Million Blei, um zu verhindern, dass die Auslassventile überhitzen und diesen Zylinder verlieren. Jeder, der längere Zeit mit bleifreiem Kraftstoff geflogen ist, hat wahrscheinlich ein Verbrennungs- und Auslassventil. Ich weiß, weil es mir zweimal passiert ist. Und da es nicht mehr als ein paar hunderttausend Nicht-Turbinen-Flugzeuge auf der Erde gibt, wird das Halten der Führung im Avgas Leben retten und mit einer so geringen Anzahl von Flugzeugen im Vergleich zu Autos; Blei in Avgas alleine zu lassen, sollte kein Problem sein. Dieselkraftstoffspezifikationen erlauben im Allgemeinen 20 ppm Blei im Dieselkraftstoff; natürlich von der Erde, wo der Rohdiesel genommen wurde. Und es gibt mehrere hundert Millionen Dieselmotoren auf der Erde, die einen mindestens 1000-mal größeren Vorsprung im Luftproblem verursachen als Flugzeuge, ein Teil pro Million bleihaltiges Avgas. Sagen Sie es allen, die fragen. Lassen Sie diesen einen Teil pro Million Blei in Avgas, um Leben zu retten, indem Sie die Auslassventile des Flugzeugtriebwerks nicht verbrennen.

Obwohl eine Frage offen bleibt: Warum scheinen die meisten Luftkolbenmotoren im Vergleich zu modernen Automobilen so veraltet zu sein? - Yankeekilo 3. März 14 um 18:26 Uhr
Schöne Antwort - willkommen bei Av.SE!
Diese Antwort ist sachlich falsch. 100LL wird bei ~ 500 ppm angegeben, nicht bei 1 ppm. Beispiel: [BP 100LL-Datenblatt] (https://www.skyfuel.com.au/assets/pdf/MSDS_Avgas_28116.pdf), Sie können andere nachschlagen. Das Kabel dient nicht zur Kühlung der Auslassventile. Es ist die Oktanzahl, die hilft, nicht die Führung.


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