Frage:
Warum sollten einige Kolbenmotoren nicht mager betrieben werden?
Pondlife
2014-01-04 02:48:37 UTC
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Abgesehen von den behaupteten Vor- und Nachteilen von Lean-of-Peak (LOP) gegenüber Rich-of-Peak (ROP) heißt es im C172S Lycoming IO-360-L2A-Handbuch " Ein kontinuierlicher Betrieb bei Gemischeinstellungen mit einem EGT-Spitzenwert ist verboten ", und tatsächlich wurde mir immer beigebracht, den Triebwerks-ROP zu betreiben.

Natürlich sollten Sie immer den POH für Ihr Flugzeug befolgen, aber Kolbenmotoren im Allgemeinen berücksichtigen. Warum sollte das Ausführen von LOP verboten sein?

Sechs antworten:
#1
+25
voretaq7
2014-01-04 03:20:28 UTC
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In Anbetracht der Kolbenmotoren im Allgemeinen gibt es einige Gründe, nicht "Lean of Peak" zu betreiben, aber die mir bekannten Argumente lassen sich in drei große Kategorien einteilen:

  1. Schlechte Instrumentierung
    Die meisten Befürworter des Lean-of-Peak-Motorbetriebs werden Ihnen auch mitteilen, dass Sie einen guten Motormonitor benötigen (mit Sonden für Abgastemperatur (EGT) und Zylinderkopftemperatur (CHT) für jeder Zylinder ), damit Sie sicherstellen können, dass alle Ihre Zylinder innerhalb sicherer Temperaturgrenzen arbeiten.
    Hersteller-CHT / EGT-Systeme sind häufig "Einzelsonden". Auf dem IO-360 in Ihrem Cessna-Beispiel, bei dem Sie einen toten Winkel von 3 Zylindern in Ihrer Überwachung haben und das potenzielle Risiko einer Motorbeschädigung aufgrund der unvollständigen Informationen, die Sie haben.

  2. Ungleichmäßige Gemischverteilung
    Einige Motoren können aufgrund der ungleichmäßigen Gemischverteilung einfach keine Spitzenwerte aufweisen: Entweder wird der Motor rau, wenn einige Zylinder "verfehlen". , oder Sie haben einige Zylinder mit einem niedrigen EGT-Spitzenwert und einer sicheren Zylinderkopftemperatur, während andere ihre CHT reduzieren und möglicherweise Ihren Motor beschädigen.
    Diese Art von ungleichmäßiger Gemischverteilung tritt häufig bei Vergasermotoren auf, aber dort Es gibt viele Einspritzmotoren, die auch eine schlechte Kraftstoffverteilung aufweisen. & erhebliche Abweichungen im Gemisch zwischen den Zylindern (Hier verdient GAMIJectors ihr Geld - durch die Bereitstellung ausgewogener Einspritzdüsen, um die Kraftstoffverteilung auszugleichen).

  3. "Falls etwas kaputt geht"
    Hypothetisches Szenario : Sie fahren in einer Höhe von 8000 Fuß, haben sich auf eine Kreuzfahrt gelehnt und Ihre Gemischregelung fällt plötzlich so aus, dass Ihr Motor bei der aktuellen Gemischeinstellung hängen bleibt. Alle Flughäfen in Ihrem Ausdauerbereich befinden sich ungefähr auf Meereshöhe.
    Ein Motor mit magerem Spitzenwert kann beim Abstieg zur Landung unruhig werden (das Gemisch wird zu mager, um die Verbrennung zu unterstützen). Ein Motor, der reich an Spitzen ist, kann während des Abstiegs akzeptabel weiterlaufen. (Die Mischung kann in "die Red-Box-Zone" übergehen, wo der Betrieb bei hohen Leistungseinstellungen gefährlich ist, aber Sie werden theoretisch die Leistung für Ihren Abstieg reduzieren, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung Ihres Motors gering ist Nicht so hoch, es sei denn, Sie müssen ein Durchstarten oder ein anderes Hochleistungsmanöver durchführen.

  4. ol>

    Ein Verbot des Lean-of-Peak-Betriebs in Ihrem POH basiert wahrscheinlich historisch auf Nr. 1 oder Nr. 2 oben - der Hersteller möchte Ihnen nicht raten, etwas zu tun, das Ihren Motor beschädigen könnte. Der Betrieb von Rich-of-Peak ist eine konservative Betriebsanleitung, bei der der Nachteil ein leicht erhöhter Kraftstoffverbrauch ist und die Möglichkeit, eine Zündkerze (die bei normalen Betriebsleistungseinstellungen nicht wahrscheinlich ist) zu verschmutzen, gegenüber dem Nachteil potenzieller Motorschäden durch unsachgemäßen Lean-of-Peak-Betrieb.

#2
+14
acpilot
2015-09-13 04:03:24 UTC
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Die direkteste Antwort auf Ihre Frage hat wenig mit Physik zu tun und viel mit dem Verständnis eines typischen Piloten, wie ein Kolbenmotor funktioniert. Die Hersteller geben ROP an, weil es "einfach" ist. Die meisten Piloten (ich selbst eingeschlossen, während 2900 Flugstunden) waren während des Trainings nicht dem Warum eines ordnungsgemäßen Motorbetriebs ausgesetzt. Uns allen wurde das "LOP = verbrannte Ventile" beigebracht, was einfach nicht stimmt. Die Hersteller kompensieren dieses Unverständnis, indem sie die Betriebsanweisungen des Motors zu stark vereinfachen, um uns vor uns selbst zu schützen.

Entgegen der landläufigen Meinung ist LOP für Kolbenmotoren nicht schlecht. Was schlecht ist, ist die Mischungseinstellung innerhalb des üblicherweise als "rotes Kästchen" bezeichneten Bereichs. Um LOP sicher laufen zu lassen, müssen Sie sich weiter lehnen, als es die meisten Standard-Einspritzdüsen unterstützen können. Das Neigen mit unausgeglichenen ("Standard") Injektoren führt schließlich zu einem rau laufenden Motor, der sonst einen einwandfreien ROP ausführen würde. Hier werden ausgewogene Injektoren von Gami oder Continental erforderlich. Es handelt sich um Präzisionsinjektoren, mit denen Sie den LOP weit genug lehnen können, während Sie jedem Zylinder gleichmäßige Kraftstoffmengen zuführen, damit der Motor reibungslos läuft (zu stark vereinfacht). Google "Mischung Einstellung Redbox", um loszulegen. Beachten Sie, dass Sie ROP sein können und sich immer noch in der roten Box befinden. ROP allein ist keine Garantie dafür, dass Sie den Motor richtig laufen lassen.

Es gibt eine Menge Forschung, die Sie zu dem Schluss führen wird, dass LOP nicht schlecht ist, wenn es richtig eingestellt ist (genau wie ROP in Ordnung ist wenn richtig eingestellt). Tatsächlich läuft der Motor in den meisten Fällen kühler und sauberer als ein identischer Motor-ROP. Meins tut es.

Ich empfehle dringend, dass Sie Folgendes mehrmals lesen:
Pelican's Barsch Nr. 63: Wo soll ich meinen Motor laufen lassen? (Teil 1)
Pelican's Barsch Nr. 64: Wo soll ich meinen Motor laufen lassen? (Teil 2 - Der Aufstieg)

Es gibt einen dritten Artikel in der Reihe, aber auf der Website kann ich ihn nicht veröffentlichen ... brauche mehr Ruf!
(Bearbeiten: Pelican's Perch # 65: Wo soll ich meinen Motor laufen lassen? (Teil 3 - Kreuzfahrt)) +
(bearbeiten: Pelican's Barsch Nr. 66: Wo soll ich meinen Motor laufen lassen? (Teil 4 - Abstieg))

Ich fliege meinen IO-520 LOP auf einer Kreuzfahrt (waaaay ROP im Aufstieg) und sehe im Vergleich zu meinem POH-Kraftstoffverbrauch Einsparungen von ca. 1,5 g / h. Es kostet drei oder vier Knoten, aber das ist ein fairer Handel! Meine 1470 Stunden Continental Clyinder halten eine starke Kompression und ich verbrenne sehr wenig Öl. Ich benutze einen EDM700 Motor Monitor und Gamis. Hab keine Angst vor LOP, lerne einfach, wie man es richtig macht!

Viel Spaß beim Fliegen!

#3
+6
Fly Guy
2018-01-04 23:22:37 UTC
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Ein weiteres Poster, das bereits mit 2 Artikeln aus der "Pelican's Perch" -Serie verknüpft ist. Obwohl diese Diskussion 4 Jahre alt ist, möchte ich den dritten Link hinzufügen, den acpilot wahrscheinlich veröffentlichen wollte:

" Mixture Magic "

https://www.avweb.com/features_old/pelicans-perch-18mixture-magic/ Dieser Artikel kann als Vorläufer der beiden anderen angesehen werden. Beginnen Sie mit den Grundlagen und machen Sie später die Punkte für das Ausführen von LOP:

  • Warum Neigen wichtig ist (sicherer Motorbetrieb, geringerer Kraftstoffverbrauch)
  • Grundlagen von Verbrennung und Gemisch
  • Eine ungleichmäßige Gemischverteilung ist
    • die Ursache für den "wackeligen Motor", wenn Sie sich zu stark neigen
    • nur mit Kraftstoffeinspritzung reduzierbar
    • warum Sie brauchen ein EGT / CHT-Monitor an allen Zylindern (siehe andere Antworten hier).
  • Das Verhältnis von Leistung, Kraftstoffdurchfluss, EGT und CHT und wie Diagramme dieser Variablen zu interpretieren; Hier kommt Deakin zu dem Punkt, dass es
    • Punkte mit ähnlicher Leistung gibt, aber mit weniger Kraftstoffverbrauch und kühleren Temperaturen auf der mageren Seite der EGT-Kurve.
    • die Idee des "Nehmens" Die Drosselklappe ein wenig zurück "direkt nach dem Start bei Saugmotoren ist eine schlechte Idee (CGT wird höher statt niedriger)
    • Verwenden Sie einen Motormonitor. Gehen Sie mit dem heißesten Zylinder als Referenz auf LOP.

Geldangebot:

Für einen Betrieb mit hoher Leistung und maximaler Leistung sollten Sie reichhaltigere Mischungen und höhere Drehzahlen verwenden. Für einen Betrieb mit geringer Leistung und maximaler Effizienz sollten Sie schlankere Gemische und niedrigere Drehzahlen verwenden.

Deakin beantwortet die Frage von OP implizit in diesem Artikel, vorausgesetzt, die Motorenhersteller wollten auf der sicheren Seite sein (Hervorhebung durch me):

Es scheint mir, dass das Laufen in Übereinstimmung mit dem POH in den schlimmsten Fällen gute Ergebnisse liefert, und TCM hielt dies wahrscheinlich für die beste Option .

Dieser und die beiden anderen Artikel haben mich damals überzeugt, LOP zu fliegen (auf einem IO 360 A1A, EDM 700-Monitor, Kraftstoffdurchflussmesser). Das gab mir eine reibungslose Kreuzfahrt mit ~ 10% weniger Kraftstoffverbrauch.

FWIW, ich habe alle Artikel von John Deakin auf AVweb gelesen und kann sie nur empfehlen. Sie bieten großartige Einblicke von einem Luftfahrtveteranen - manchmal widerwillig, aber meistens mit Quellen belegt, die bereits bei der Wright Co.

liegen
Es wäre großartig, wenn Sie die Hauptpunkte der Artikel zusammenfassen könnten; [Wir mögen im Allgemeinen keine Nur-Link-Antworten] (https://aviation.stackexchange.com/help/how-to-answer) hier, weil sie kaputt gehen können.
@Pondlife, Ich habe den Inhalt des Artikels etwas näher erläutert. Bei defekten Links habe ich überprüft, ob die Artikel aus dem Internetarchiv abgerufen werden können.
@Fly Guy ... gutes Zeug.
#4
+5
Steve H
2014-01-07 04:48:30 UTC
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Der Lyc O-320 ist anfällig für Verschleiß der Auslassventilführung. Hitze beschleunigt den Verschleiß. Das Ausführen von LOP führt im Allgemeinen dazu, dass das Auslassventil heißer läuft als das Ausführen von ROP und sich viel schneller abnutzt.

In einer ROP-Umgebung landet der zusätzliche Kraftstoff, der nicht verbrannt wird, auf vielen der oberen Endkomponenten, einschließlich des Auslassventils . Wenn es von der Oberfläche oder aus der Kraftstoff- / Luftladung verdunstet, kühlt es die Komponente oder lädt sie leicht auf (ähnlich wie Wasser, das von Ihrer Haut verdunstet, kühlt es ab). Klingt vielleicht nicht nach viel, macht aber einen großen Unterschied in der Verschleißrate der Top-End-Komponenten.

Ist das der Grund, warum Autohersteller dazu neigten, Motoren reich zu machen (Ende der 60er, Anfang der 70er Jahre)? Ich denke, dass das ultimative Ziel darin bestand, die NOx-Emissionen durch niedrige Temperaturen zu reduzieren. Dies führte jedoch zu einem miserablen Kraftstoffverbrauch, der die Autohersteller (insbesondere in den USA) bei dem Embargo von 1973 in Mitleidenschaft zog.
#5
  0
koekie
2016-11-04 06:09:58 UTC
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Die EGT bei 50d ROP ist genau die gleiche EGT bei 50 dF LOP. Die gleiche Temperatur. Es ist bei LOP nicht kühler oder bei ROP wärmer. Die CHT bei EGT von 50 d ROP ist signifikant höher als die CHT bei EGT von 50 dF LOP. Kein LOP-Betrieb kann den zu überwachenden Zylinder beschädigen, da der ICP und die CHT immer niedriger sind jederzeit während des LOP-Betriebs.

Willkommen bei aviation.SE! Können Sie Ihre Antwort etwas erweitern? Sie sagen, dass LOP-Operationen niemals schädlich sind, aber warum verbietet der Hersteller dann LOP-Operationen in dem von mir erwähnten Fall?
Einige wirklich gute / solide Details hier.http: //www.advancedpilot.com/articles.php? Action = article & articleid = 1838
APS ist gut, aber ich sehe keinen Grund, 1.000 US-Dollar auszugeben, um zu erfahren, was bereits online erklärt wurde. Deakin ist der Mann!
#6
-2
xpda
2014-01-04 23:20:15 UTC
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Zu weit von der Spitze zu laufen ist schlecht für den Motor. Dies ist einfach, wenn die Mischung nicht präzise genug ist oder wenn Sie absteigen und vergessen, die Mischung anzupassen. Wenn ein bestimmter Motor nicht viel Spielraum hat oder wenn der Motor durch einen etwas zu weiten Spitzenwert beschädigt werden kann, verbietet der Hersteller die Praxis.

Wie kann es für einen Motor schlecht sein, "zu weit" zu laufen? Je weiter Sie fahren, desto kühler läuft der Motor. Es sei denn, Sie meinen, dass der Motor irgendwann abgestellt wird ...
Ich hatte einen Bonanza A36 und einen Piper Archer, in denen der POH sagte, er solle sich nicht zu weit lehnen, sonst könnten Sie den Motor beschädigen. Bei neueren Motoren bin ich mir nicht sicher.
Der IO-550-B (oder IO-520-Bx) in Bonanzas und der IO-360 in Archers können unabhängig vom Alter LOP ausgeführt werden. Jeder Kolbenmotor ist LOP-fähig ... Die Physik unterscheidet nicht zwischen Motormarken und Modellen. Die Idee, dass LOP schlecht ist, ist absoluter Unsinn.
Das Handbuch sagte nicht, dass LOP schlecht ist. Es sagte zu weit LOP ist schlecht. Ich weiß nicht warum.
Im Allgemeinen ist ein leichtes Lop schlecht (> 65% Leistung). Ein weiterer Schritt ist in Ordnung, es sei denn, die Kraftstoffverteilung ist so, dass der Motor nicht reibungslos läuft. Das rote Kästchen zeigt die "gefährlichen" Bereiche.


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