Da die Temperaturen hier in New York in Richtung (und darunter) den Gefrierpunkt sinken, ist es für diejenigen von uns ohne schön beheizte Hangars an der Zeit, darüber nachzudenken, unsere Flugzeuge vorzuheizen, bevor wir den Schlüssel drehen.
Lycoming SI 1505 sagt mir, dass „ die Verwendung der Vorwärmung das Starten bei kaltem Wetter erleichtert und erforderlich ist, wenn der Motor auf Temperaturen unter +10°F/-12°C (+20°F/- 6 °C für Motormodelle der Serie –76) ", aber die allgemeinen Empfehlungen, die ich erhalten habe, lauten vorzuheizen, wenn es in den letzten 4 Stunden unter dem Gefrierpunkt war.
Ab welcher Temperatur macht es Sinn, einen Kolbenflugmotor vor dem Start vorzuwärmen, und wie stellt man sicher, dass der Motor durchgehend und gleichmäßig aufgeheizt wird?
Ich heize auf der Rampe vor, mit einem Umluftheizgerät.
Ich werde mich mit meinen Links in diesem Beitrag auf einen alten AvWeb-Artikel von Mike Busch beziehen.
Wie das meiste, was Mike schreibt, ist es eine gute Lektüre wert.
Das Vorwärmen Ihres Motors im Winter ist aus einer Reihe von Gründen wichtig, aber es gibt zwei Hauptgründe, die Ihre Aufmerksamkeit auf sich ziehen sollten - der erste ist die Verhinderung von Metall-auf-Metall-Verschleiß, indem sichergestellt wird, dass alle Teile ausreichend Spiel haben, um zu funktionieren, und der Zweitens verbessern Sie die Schmierung , indem Sie sicherstellen, dass Ihr Öl fließen kann und die Räume, in die es fließen wird, ausreichend geöffnet sind, um das Öl hereinzulassen.
Das Starten eines Kolbenmotors ist für den größten Teil des Verschleißes verantwortlich, den der Motor in seinem Leben erfährt - Oberflächen, deren Schutzbeschichtungen aus Öl längst abgetropft sind, schlagen zusammen, während Sie den Motor starten, und einige Sekunden nach dem Start, bis das Öl austritt Pumpe kann Druck aufbauen und Spritzschmierung im Kurbelgehäuse kann die anderen beweglichen Teile gründlich benetzen.
Bei einem echten Kaltstart gibt es eine zusätzliche Komplikation: Wie 2NinerRomeo betont , haben verschiedene Metalle in Ihrem Motor unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten, und Sie haben Stahl (wahrscheinlich mehrere Legierungen), Aluminium, Messing und einige andere in Ihrem Motor Kraftwerk. Im kalten Zustand können die Abstände zwischen diesen Metallen so eng sein, dass der zusätzliche Verschleiß erheblich ist , und an einem bestimmten Punkt können Sie sogar den Motor beschädigen, indem Sie versuchen, zu starten, Lager zu rasieren oder durchzudrehen und die Zylinderwände mit den schnell expandierenden Kolben zu beschädigen, sobald der Motor läuft Feuer.
Der andere Faktor, der bei einem Kaltstart zu berücksichtigen ist, ist die Schmierung – sowohl das Öl, das die Schmierung übernimmt, als auch die Räume, in die es fließen muss.
Nehmen Sie den Ölmessstab aus einem kalten Motor und Sie werden staunen, wie das Öl dort in einer dicken Schicht haftet (dies gilt besonders für schweres Einbereichsöl wie 100W, aber selbst 15W50 beginnt bei 30°F sehr klebrig zu werden -35 °F Bereich). Öl, das durch die Kälte verdickt ist, pumpt nicht sehr gut - Ihr Motor kann länger als normal brauchen, um Öldruck aufzubauen, und enge Räume erhalten möglicherweise wenig bis gar keine Schmierung, bis das Öl ausreichend erhitzt (und verdünnt) ist, um zu gelangen durch die schmaleren Ölgaleeren und engen Räume zwischen einigen Komponenten.
Diese engen Zwischenräume, wie ich unter Metall-auf-Metall-Verschleiß erwähnt habe, sind bei Kälte tendenziell enger, was bedeutet, dass es für Öl noch schwieriger ist, sich einzuarbeiten und einen guten Flüssigkeitsfilm aufzubauen. Bis dieser Film aufgebaut ist und seinen Job macht, ist Ihr Motor wirklich unzureichend geschmiert , auch wenn er läuft. (Schauen Sie sich das Webinar-Video in der Antwort von 2NinerRomeo an, in dem Mike Busch sehr detailliert auf die Funktionsweise von Öl eingeht, er hat eine nette Erklärung für den Prozess der Flüssigkeitsfilmschmierung.)
Die beste Vorwärmung ist, die Nacht in einem schönen, warmen, beheizten Hangar zu verbringen. Es garantiert im Grunde, dass jeder Teil Ihres Flugzeugs auf die gleiche Temperatur gebracht wurde, und bietet Ihnen sogar einen schönen Platz für den Vorflug, anstatt es draußen auf der Rampe bei den 6-aber-fühlt sich-wie-60-Knoten-Winterwinden zu tun .
Eine Hangarvorwärmung ist nicht nur das Beste für Ihren Motor – Ihre Kreiselinstrumente werden auf eine angenehm warme Temperatur gebracht (denken Sie daran, mechanische Kreisel müssen sich drehen und haben die gleichen Probleme wie Ihr Motor in Bezug auf die Abstände durch die Kälte reduziert), und die Schiffsbatterie wird ebenfalls aufgewärmt, damit sie bereit ist, ihren bestmöglichen Startstrom zu liefern.
Leider haben einige von uns (wie ich) keine Hangars – beheizt oder nicht – oder unser örtlicher FBO verlangt eine saftige Summe, um die Nacht im Warmen zu verbringen. Diejenigen von uns ohne Hangars müssen sich mit einer Art Rampenvorwärmung begnügen. Ich gehe davon aus, dass Sie im selben Boot wie ich sitzen (kein Hangar, kein Strom) und eine andere Technik anwenden müssen.
Die meisten Rampenvorwärmer, bei denen Sie weder einen Hangar noch Strom haben, haben die Form eines "Zwangsheißluft" -Systems - entweder eines, das vom FBO herumgefahren wird, oder eines tragbaren, das mit Propangas betrieben wird. Es gibt sogar solche, die um einen Campingkocher herum gebaut sind, die täuschend gut bei der Arbeit sind (und zur Not das Avgas verbrennen können, das Sie abgelassen haben, als Sie Ihre Tanks auf Wasser überprüft haben).
Das allgemeine Verfahren für eine erzwungene Heißluftvorwärmung besteht darin, die Wärme in die Kühleinlässe der Motorhaube zu leiten, die warme Luft über und um den Motor herum und aus den Kühlauslässen strömen zu lassen. Starten Sie die Heizung vor dem Vorflug und mit etwas Glück ist Ihr Motor nach dem Rundgang startklar.
Wenn es extrem kalt ist, können Sie einen Teil der Einlässe blockieren und während des Vorheizens eine Decke über die Motorhaube legen, um die Wärme am Motor zu halten, und wie 2NinerRomeo betont, wenn Sie eine hochintensive Wärmequelle wie verwenden Ein Propangasheizer stellt sicher, dass Sie nicht so viel Hitze in die Motorhaube pumpen, dass Sie Ihre Farbe blasen. Ein allmähliches Aufwärmen ist das, was Sie wollen – wir lassen den Motor langsam rösten, nicht grillen.
Es gibt drei gängige Methoden, um festzustellen, ob Ihre Vorwärmung genug Zeit hatte, um Ihren Motor ausreichend aufzuwärmen – jede Technik funktioniert ziemlich gut, und Sie können die für Ihre Situation am sinnvollsten verwenden.
Dies ist klassisch, wenn Sie eine Motorhaube haben, die sich wie die meisten Piper-Flugzeuge leicht öffnen lässt. Fühlen Sie einfach alle Ihre Zylinder und das Kurbelgehäuse. Sie sollten, wenn Ihr Vorheizen gründlich genug war, sich alle leicht warm anfühlen. Es ist Low-Tech, aber es funktioniert gut, wenn Sie es verwenden können.
Aus praktischen Gründen ist es normalerweise einfacher zu sagen, ob das "obere Ende" (Zylinder) auf diese Weise fertig ist als das "untere Ende" Kurbelgehäuse / Kurbelwelle / Lager), aber mit einigen Motorhauben (viele Cessnas oder mein Cherokee 180 ) Sie bekommen einfach nicht Ihre Hand hinein, um den Motor zu fühlen: Sie können die vorderen Zylinder und ein bisschen vom Gehäuse erreichen, aber die hintere Hälfte des Motors ist im Grunde unzugänglich, ohne die Motorhaube auseinander zu nehmen (und all das zu verlieren, was eingeschlossen ist Wärme).
Ein weiterer guter Indikator ist, dass das Öl gut abfließt, wenn Sie den Peilstab aus dem Motor nehmen - vergleichen Sie damit, wie dick und sirupartig das Öl im kalten Motor war und es offensichtlich sein sollte, wenn es "fertig" ist.
Dies funktioniert für so ziemlich jeden Motor, auch wenn der einzige Zugang, den Sie haben, die kleine Ölklappe ist, aber es ist auch einer der langsamsten und konservativsten Indikatoren: So ziemlich die gesamte thermische Masse des Motors muss sich erwärmen, bevor das Öl eindringt Der Sumpf wird aufgewärmt und beginnt sich zu lockern.
Die letzte Möglichkeit, den Status Ihrer Vorwärmung zu überprüfen, besteht darin, Ihre Motorinstrumente zu überprüfen: Wenn Ihre Zylinderkopftemperaturen alle einen vernünftigen Wert anzeigen (z. B. 60-70F) und Ihre Öltemperatur mindestens "von der Stange" ist, wurde Ihr Motor gründlich gereinigt erhitzt.
Diese Technik ist jedoch ein wenig instrumentenabhängig - einige Motoren zeigen möglicherweise keine Öltemperaturanzeige an, bis Sie Ihr Öl in den 90-Grad-Bereich bringen (was großartig für den Start wäre, aber lausig, um auf der Rampe zu sitzen und zu warten). . Für diese Motoren möchten Sie wahrscheinlich den Peilstabtest verwenden, um zu überprüfen, ob das Öl "bereit" ist.
Diese Technik funktioniert auch am besten, wenn Sie einzelne Zylindersonden haben, da Sie feststellen können, ob Ihr Motor gleichmäßig erwärmt wurde (dies gilt insbesondere für längere Motoren, wie ein 6-Zylinder-Triebwerk: wenn die vorderen Zylinder mit warmer Luft geblasen wurden und sind in den 90er Jahren, aber die hinteren Zylinder zeigen immer noch 30 Grad an, Sie müssen möglicherweise Ihr Vorwärmverfahren anpassen, um diese hinteren Zylinder zu erwärmen!)
Ich habe mich hauptsächlich auf das Vorwärmen des Triebwerks konzentriert, woran die meisten Leute denken, wenn sie an das Vorwärmen von Flugzeugen denken, aber wie ich kurz erwähnt habe, ist es erwähnenswert, dass auch andere Teile des Flugzeugs vom Vorwärmen profitieren.
Zum Beispiel wird eine warme Batterie (60-70°F) besser starten als eine kalte. Wenn sich Ihre Batterie im Motorraum befindet, wird sie während des Vorheizens aufgewärmt. Andernfalls sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass ein Kaltstart die Batterie ziemlich stark beansprucht, und Ihre Batterie wird es zu schätzen wissen, wenn Sie das Anlassen so weit wie möglich einschränken.
Ebenso müssen Ihre Gyro-Instrumente (Turn & Bank, Directional Gyro, Attitude Indicator) alle hochdrehen - das passiert in Eile (sobald Sie den Master für die elektrischen treffen, sobald der Motor anfängt und das Vakuum Pumpe beginnt wirklich zu drehen für die vakuumbetriebenen).
Wenn Sie etwas warme Luft in die Kabine leiten können, werden Ihre Kreiselinstrumente es Ihnen danken (und Sie werden sich wahrscheinlich selbst danken - diese Steuerjoche sind KALT!). Die Kreisel werden weniger geschlagen als Ihr Motor und kosten sicherlich weniger, wenn sie abgenutzt sind, aber sie bei Laune zu halten, ist ein wenig Mühe wert.
Mike Busch behauptet in einem EAA-Webinar vom 8. September 2011 eine fantastische Motorlebensdauer. Er nennt einen Start mit dem Motor unter 20 ° F ein signifikantes Verschleißereignis und empfiehlt eine Vorwärmung unter 32 ° F. 15 Minuten lang Zwangsluft durch die Motorhaube pumpen, Zeit genug für einen gründlichen Vorflug, Aufzeichnungen usw., sollte ausreichen. Achten Sie darauf, dass das Finish Ihrer Motorhaube keine Blasen bildet.
In Bezug auf das "Warum" liegt der Hauptgrund vermutlich darin, dass Aluminium und Stahl, aus denen der Motor besteht, unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten (Cte) aufweisen und kalte Temperaturen, die weit außerhalb ihres Betriebsbereichs liegen, die Passung von Teilen aus der Toleranz bringen können. In Bezug auf das "Wie", um sicherzustellen, dass Ihr Motor ausreichend vorgespannt ist, könnten Sie vermutlich die Öltemperaturanzeige beobachten. Mine beginnt bei 50F. Ich würde den Motor bequem starten, wenn die Nadel es zumindest von der Stange geschafft hätte, aber das kann lange dauern. Da Öl eine so wichtige Rolle bei der Temperaturregelung des Motors spielt, haften einige Vorwärmer magnetisch an der Ölwanne. Ich habe von einigen Piloten gehört, die erhitzte Luft durch die Auspuffrohre geleitet haben, um die Innenteile zu erwärmen. Ich weiß nicht, wie effektiv das beim Erhitzen des Öls ist.
CG Campbell
Danny Beckett
fbynite
Vase1987