Warum verbrauchen Flugzeugkolbenmotoren so viel Öl?

Diese Frage bezieht sich auf ein- / zweikolbenmotorige Flugzeuge. Nach dem Einfliegen einer Cessna 152 und einer Piper Dakota ist mir aufgefallen, dass beide viel Öl verbrauchen. Der Ölcheck ist fester Bestandteil der Checkliste. Piloten tragen zusätzliche Ölflaschen auf dem Rücken. Warum ist das so? Vor allem im Vergleich zu Automotoren, die „ähnlich“ sind und nicht so regelmäßig nachgefüllt werden müssen?

Wie oft und wie lange lässt du deinen Automotor auf Vollgas laufen?
Und das sind Reihenmotoren, es gibt ein Sprichwort über Radialmotoren, dass etwas nicht stimmen muss, wenn kein Öl austritt.
@ user3528438 Wie oft füllen sie bei Autorennen Öl nach?
Ich bin ein A&P und dachte dasselbe, bevor ich meinen Universitätsabschluss machte. Ein hoher Ölverbrauch ist ein Zeichen für einen übermäßig abgenutzten Motor oder einen vernachlässigten Motor. Wenn ein Motor einen übermäßigen Ölverbrauch hat, stimmt etwas nicht und es ist unsicher - Punkt. Es gibt auch Macken wie das im C-172 verwendete Lycoming 0-360, das jedes Öl über 6 oder 7 qt ausbläst, obwohl der Hersteller 8 qt empfiehlt - Piloten lernen, 8 qt nicht einzufüllen. Düsentriebwerke haben einen erhöhten Ölverbrauch, wenn sie sich abnutzen und das ist auch für sie ein Kriterium für die Überholung. Ein Flugzeugmotor sollte nicht mehr Öl verbrennen als ein gut gewartetes Auto.
@jwzumwalt Das sind sehr gute Informationen. Sie sollten das als Antwort hinzufügen.
@ user3528438: Das ist eigentlich nicht so relevant. Als Designer optimieren Sie für den typischen Fall. So kann ein Auto bei maximaler Drehzahl und ein Flugzeug bei niedriger Drehzahl übermäßige Ölleckagen aufweisen, aber im umgekehrten Fall sollte keines von beiden viel Öl verbrauchen.
„Der Ölcheck ist fester Bestandteil der Checkliste.“ Das liegt natürlich teilweise daran, dass zu wenig Öl im Motor auf 8.000 Fuß AGL und möglicherweise Meilen vom nächsten geeigneten Landeplatz entfernt ist, geschweige denn vom nächsten Flughafen, was für den Piloten und alle Passagiere ein wenig beunruhigend sein kann. Es ist ein ziemlich schneller Check am Boden, der Ihnen während des Fluges viel Kopfzerbrechen ersparen kann; Dasselbe gilt für einen ziemlichen Bruchteil der Checklistenpunkte in dieser Flugzeugklasse, insbesondere für diejenigen in der Checkliste für die Vorflugkontrolle.
@jwzumwalt: Die Frage ist jedoch, was einen übermäßigen Konsum ausmacht? Mein Insight & Miata (beide mit über 200.000 Meilen) verbrauchen zwischen den Ölwechseln keine nennenswerte Menge – ein Zeitraum, der etwa 100 Stunden an einem Flugzeugmotor entspricht. Mein Pickup aus den 80ern wird in der gleichen Zeit etwa einen Liter auslaufen. Autos aus den 60ern, die ich gefahren bin, verbrauchen vielleicht einen Liter auf 1000 Meilen.
@ jamesqf "Die Frage ist jedoch, was einen übermäßigen Konsum ausmacht?" Wo hast du das gelesen? 100 Stunden = 200.000? Wiederholen Sie Ihre Berechnungen. 2000 Stunden entsprechen in etwa 50.000-75.000 Meilen (30-35 mph * 2000 Stunden = 70.000 Meilen)
@jwzumwalt: Ich glaube, du hast falsch gelesen, was ich geschrieben habe. Ich meinte, dass das Ölwechselintervall - 7500 Meilen - ungefähr einer Laufzeit von 100 Stunden entspricht (natürlich wird davon ausgegangen, dass ich hauptsächlich auf der Autobahn fahre). Ich wechsle das Öl & c in empfohlenen Intervallen. Ich habe in Klammern 200.000 Meilen erwähnt, um zu zeigen, dass es sich nicht um neue Autos handelt: Sie haben einen angemessenen Verschleiß. Was ist also bei einem typischen Flugzeugtriebwerk - sagen wir einem O-360 - der erwartete Ölverbrauch und was ist zu hoch? Ein Liter in 10-20 Stunden?
@ jamesqf: Mfg nicht angeben, aber die University of Iowa verwendete 12 Flugzeuge, um festzustellen, dass der durchschnittliche Ölverbrauch bei TBO (1500/2000 h) 1 qt pro 13 h betrug. Für ein Auto ist das ungefähr 1 qt pro 450 Meilen, was für jeden, der das Unglück hat, einen Clunker zu besitzen, in ziemlich schlechtem Zustand ist. Was sinnvoll ist, weil die meisten Leute eine Faustregel akzeptieren, dass ein Auto auf dem letzten Bein ist, wenn es 1qt@500mi verbraucht. Dies korreliert zufällig mit meinem Mitsubishi-SUV bei seinen derzeitigen 140.000 km.
@PlasmaHH In den ernsthafteren Autorennen-Ligen werden Motoren nach jeweils 1-2 Rennen komplett umgebaut (wobei das Öl abgelassen und durch neue ersetzt wird). Im Allgemeinen nicht mehr als 24 Stunden Laufzeit dazwischen, und häufiger nur ein paar Stunden. Bei Top-Fuel-Drag-Rennen wird der Motor alle 3-5 Sekunden neu aufgebaut.
@Davidw Soweit ich sehen kann, haben die meisten GA-Flugzeuge (und insbesondere die in der Frage erwähnten) keine Sternmotoren. Ich denke, Radials wurden hauptsächlich in größeren Flugzeugen verwendet: Sogar Dinge wie die Spitfire und P51 Mustang verwendeten V-12
@ DavidRicherby Was ich nicht vorgeschlagen habe, war der Fall. Außerdem waren die meisten Kampfflugzeuge der US Navy bis zum Jet-Zeitalter mit Radials ausgestattet, einschließlich der relativ kleinen F3F und F4F.

Antworten (3)

Automotoren sind nicht ähnlich. Sie sind flüssigkeitsgekühlt und können daher mit viel engeren Toleranzen hinsichtlich Wärmeausdehnung und -kontraktion gebaut werden.

Luftgekühlte Flugzeugtriebwerke müssen mit einem großen Betriebstemperaturbereich umgehen, und aufgrund des relativ lockeren Sitzes der Kolbenringe wird Öl verbraucht.

Danke. Ich nehme an, Sie sagen, dass der Spalt durch den lockereren Sitz der Kolbenringe mit Öl gefüllt werden muss. Ein Teil dieses Öls wird während des normalen internen Verbrennungszyklus verbrannt. Daher der erhöhte Ölverbrauch. Die Spielpassung wird wegen des höheren Betriebstemperaturbereichs des luftgekühlten Motors im Vergleich zum flüssigkeitsgekühlten Motor benötigt. Das macht Sinn.
Auch Flugzeugtriebwerke sind im Grunde Konstruktionen aus den 1950er Jahren (wenn nicht früher). Viele, die noch fliegen, wurden in den 60er und 70er Jahren gebaut. Die meisten Automotoren der 1960er Jahre leckten und verbrannten Öl - nach ein paar Jahren war es üblich, alle paar tausend Meilen einen Liter zu benötigen. Das verwendete Öl hatte üblicherweise ein Gewicht von 30 oder mehr. Moderne Automotoren, wie der in meinem Honda Insight, werden mit engeren Toleranzen gebaut (was durch moderne Werkzeuge möglich ist) und laufen mit einem viel dünneren 0w20-Öl. Nach 200 km leckt oder brennt meins immer noch nicht messbar.
@jamesqf: Dies wirft die Frage auf, warum es in den letzten 50-60 Jahren im Gegensatz zu Autos keine wesentlichen Verbesserungen bei Flugzeugkolbenmotoren gab.
@vsz Ich denke, andere Probleme hatten Priorität. Motoren und Flugzeuge wurden im Laufe der Jahre definitiv stark verbessert, aber man kann nicht alles auf einmal lösen. Ich wundere mich jedoch über tatsächliche Zahlen, um alle Mythen zu Bett zu bringen. Fühlen Sie sich frei, eine neue Frage zu stellen.
@vsz: Drei Gründe, die ich sehen kann. Erstens, wenn ich mich nicht irre, wurden die meisten GA-Flugzeuge und ihre Triebwerke tatsächlich in den 1950er bis Mitte der 70er Jahre GEBAUT. (Vergleichen Sie beispielsweise den Preis eines Cherokee aus den 60er Jahren mit einem neuen Warrior.) Zweitens einfache Wirtschaftlichkeit: Die Kosten für F&E und Werkzeuge für Automotoren können über Millionen von Einheiten amortisiert werden, im Vergleich zu Tausenden für Flugzeugmotoren. Und schließlich zwangen Kfz-Emissionskontrollen und Kraftstoffverbrauchsnormen die Autohersteller, sich zu verbessern, während die FAA-Vorschriften Innovationen abschreckten.
@jamesqf: Also liegt es im Grunde daran, dass es nicht genug Nachfrage nach neuen GA-Flugzeugen gibt, da es genug alte gibt, um den Markt zu sättigen? Sinnvoll, da Kaskoschäden selten genug sind und bestehende Flugzeuge regelmäßig mit Neuteilen gewartet werden. Der Club, in dem ich flog, hatte in den 1960er Jahren sowohl Segelflugzeuge als auch Schleppflugzeuge gebaut, und Teile werden immer noch hergestellt, um sie flugfähig zu halten. Es scheint, dass die meisten GA-Flugzeuge heute wie Theseus 'Schiff sind.
@vsz: Ich würde nicht wirklich sagen, dass es an Nachfrage mangelt. Es ist wirklich Mangel an Angebot: Es gibt nicht so viele Menschen, die in der Lage (oder in der Lage, aber willens) sind, mehr als eine Viertelmillion US-Dollar für ein neues Flugzeug auszugeben: planeandpilotmag.com/article/single-engine-piston -Flugzeuge Vor allem, wenn das Äquivalent zu diesem Flugzeug aus den 1960er Jahren für 10% des Preises zu haben ist.
Ich denke, diese Antwort hat VW und Corvair vergessen. Sie hatten bei richtiger Wartung nicht mehr Ölverbrauch als jedes andere Auto.
@jwzumwalt: Nicht meine Erfahrung. Obwohl ich nie einen VW oder Corvair besessen habe, war es für Autos dieser Zeit durchaus üblich, Öl zu verbrauchen.
Vor 1979, als Chrysler/Lee Iacocca das Computer-Auswuchten zum Industriestandard machten, hielt das durchschnittliche Auto etwa 50.000 auf unbefestigten Straßen und 75.000 auf Autobahnen. Sie kamen abgesehen von Vibrationen nicht aus dem Design. Nach 1979 und dem Computer-Balancing begannen Autos sofort, 150-200.000 Meilen zu halten. Flugzeugtriebwerke sind normalerweise immer noch nicht computerausgeglichen.
Dies wirft die Frage auf: Warum werden Flugzeugtriebwerke nicht flüssigkeitsgekühlt?
@JakeRobb Gewicht und Komplexität

Da ich denke, dass die meisten Leute hier eher A&Ps sind, werde ich dies hinzufügen. Horizontal gegenüberliegende Vierzylinder-Flugzeugmotoren verwenden auch speziell "aschefreies Dispersionsmittel" -Öl, da das Öl gepumpt wird, um die Oberseite des Zylinders zu schmieren, und ein anständiger Teil bei der Verbrennung verbrannt wird. Also ja, es gibt eine Linie, die als "übertrieben" angesehen werden kann und die viel mit Weisheit in einem kleinen Kolbenmotor zu tun hat, im Gegensatz zu einem Jet, bei dem es im Allgemeinen ein Limit von einem Pint pro Stunde gibt, oder etwas Ähnliches , wo mehr als das einen Ölverbrauchslauf erfordern würde. Aber was Flugzeugkolbenmotoren angeht, verbrennen sie Öl, weil sie anders schmieren als ein Automotor.

Prost !

"Luftgekühlte Motoren" ist eine beliebte Fehlbezeichnung ... Öl sorgt für die Primärkühlung, wobei die Rippen an den Zylindern nur einen Teil der Wärme verteilen. Das Öl schmiert nicht nur, sondern leitet auch Wärme von Hochtemperaturpunkten ab, wie den Zylinderköpfen, Lagerflächen an der Kurbelwelle und bis zu einem gewissen Grad den Zylinderwänden, wenn Öl darauf spritzt.

Aus einer Vielzahl von Gründen neigen öl-/luftgekühlte Motoren dazu, mehr Öl zu verbrauchen als wassergekühlte Motoren, von dem breiteren Temperaturbereich, dem die Motoren ausgesetzt sind, bis hin zu dem Öl, das doppelte Leistung erbringt.

Darüber hinaus kann die flache Zylinderanordnung beim Start zu einem gewissen Ölverlust führen, da sich Öl in den Zylindern ansammelt, wenn sie nicht laufen, was bei vertikalen oder V-Zylinderanordnungen, die typischerweise in Automobilen verwendet werden, nicht vorkommt. Dies gilt insbesondere für Sternmotoren, bei denen einige Zylinder umgekehrt sind, wodurch sich Öl auf den Kolben sammelt, wenn es nicht läuft, vorbeileckt und in die Verbrennungskammern gelangt. Aus diesem Grund neigen Sternmotoren dazu, beim Starten riesige Rauchwolken auszustoßen, wenn das Öl verbrennt.

Dies gilt auch für öl-/luftgekühlte Automobilmotoren, wie die Vierer-Boxermotoren, die in den 1950er bis 1980er Jahren in Volkswagen-Fahrzeugen verwendet wurden, und die Sechser-Boxermotoren in Porsche 911, bis der breite Temperaturbereich solcher Motoren auf strengere Emissionskontrollen stieß. Diese Motoren waren auch für ihren höheren Ölverbrauch bekannt.

Warum verbrauchen Flugzeugkolbenmotoren so viel Öl?
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