Mageres Gemisch wird typischerweise während des Bodenbetriebs bei Meeresspiegeldruck in den POHs der meisten kleinen Flugzeuge empfohlen, die mit einem Vergasersystem ausgestattet sind. Warum ist es?
Ich habe einige Leute sagen hören, dass dies daran liegt, dass der Motor weniger Leistung für den Bodenbetrieb benötigt, aber das überzeugt mich nicht. Wenn es um die Menge an Leistung geht, müssen wir nur das Gas zurücknehmen und die Leistung reduzieren, was wir genau beim Rollen und Halten kurz vor der Landebahn tun. Bei der Mischung geht es darum, das Verhältnis von Kraftstoff und Luft, das in die Zylinder eintritt, zu steuern, und wir ändern es gemäß den Schwankungen der Luftdichte, nicht der erforderlichen Leistungsabgabe. Wenn das der Fall ist, warum empfehlen die POHs dann ein mageres Gemisch für den Bodenbetrieb auf Meereshöhe?
Bearbeiten) Ich denke, meine Frage ist zu schlecht gestellt, als dass manche Leute sie leicht verstehen könnten. Lass mich es nochmal versuchen. Plug Foulings treten auf, wenn das Gemisch für die gegebene Dichtehöhe zu fett eingestellt ist. Aus diesem Grund empfehlen viele POHs der GA-Flugzeuge den Piloten, ab 3000 MSL mit der mageren Mischung zu beginnen. Das bedeutet, solange das Flugzeug unter 3000 MSL bleibt, haben die Piloten keinen Grund, das Gemisch zu magern, zumindest um Plug-Foulings zu vermeiden. Dennoch empfehlen dieselben POHs den Piloten, das Gemisch für den Bodenbetrieb mager zu machen, selbst wenn die Höhe, auf der der Bodenbetrieb durchgeführt wird, unter 3000 MSL liegt. Meine Frage lautet also: "Warum empfehlen die POHs den Piloten, das Gemisch für Bodenoperationen mager zu machen, selbst wenn die Dichtehöhe des Bodens dies nicht erfordert?".
Der neue Versicherer für die Cessna 210, die ich fliege, verlangt nur 300 US- Dollar , um mich in die Police aufzunehmen – statt 1.300 US-Dollar, die der alte verlangte –, also habe ich das 210-Handbuch zum ersten Mal seit mehreren Jahren gelesen. Mir ist aufgefallen, dass das Benutzerhandbuch nichts über das Lehnen auf dem Boden erwähnt und Ratschläge zum Lehnen in die Luft gibt, die durch neuere Best Practices ersetzt wurden. Ich habe in den Handbüchern für den Cherokee und die Cessna 182 nachgesehen, und sie erwähnen auch nichts darüber, sich auf den Boden zu lehnen.
Eines der ersten Dinge, die ich beim Fliegen der Cessna 182 gelernt habe, ist, sich aggressiv auf den Boden zu lehnen. Als ich damit anfing zu fliegen, gab es mehrere Flüge, die nicht gestartet werden konnten, weil wir beim Hochlaufen die Mags nicht klar bekommen konnten. Nach ein paar teuren Fahrten zum A&P lehnte ich mich aggressiv auf den Boden. Zu der Zeit war ich zu beschäftigt mit der Informationsflut, um überhaupt darüber nachzudenken, warum ich mich lehnen musste, nur dass es viel Geld gespart hätte, wenn ich es getan hätte. Dieser Beitrag ist eine Erklärung dafür, warum Sie sich auf den Boden lehnen müssen – insbesondere ältere Motoren mit kleiner Bohrung.
Kraftstoff ist anders als in den 1960er und 1970er Jahren
Die POH für den Cherokee und 182 geben 80/87 Kraftstoff an. Der 210 gibt 100/130 an und das 100/130 Low Lead ist auch zugelassen. Was bedeuten diese Zahlen also?
Shell erklärt es wirklich gut, (Fettdruck ist von mir)…
Avgas-Sorten werden hauptsächlich durch ihre Oktanzahl definiert. Für Flugbenzine werden zwei Bewertungen angewendet (die Bewertung für mageres Gemisch und die Bewertung für fettes Gemisch), was zu einem mehrfachen Nummerierungssystem führt, z. B. Avgas 100/130 (in diesem Fall ist die Leistungsbewertung für mageres Gemisch 100 und die Bewertung für fettes Gemisch 130).
In der Vergangenheit gab es viele verschiedene Flugbenzinsorten, die allgemein verwendet wurden, z. B. 80/87 , 91/96, 100/130, 108/135 und 115/145. Mit sinkender Nachfrage wurden diese jedoch auf eine Hauptsorte, Avgas 100/130, rationalisiert. (Um Verwirrung zu vermeiden und Fehler beim Umgang mit Flugbenzin zu minimieren, ist es üblich, die Klasse nur durch die Magergemischleistung zu bezeichnen, dh Avgas 100/130 wird zu Avgas 100).
Vor einigen Jahren wurde eine zusätzliche Sorte eingeführt, um die Verwendung eines Kraftstoffs in Motoren zu ermöglichen, die ursprünglich für Sorten mit niedrigerem Bleigehalt ausgelegt waren : diese Sorte heißt Avgas 100LL, wobei LL für „Low Lead“ steht.
Alle Geräte und Einrichtungen, die mit Avgas umgehen, sind farblich gekennzeichnet und weisen deutlich die API-Markierungen auf, die die tatsächlich beförderte Klasse angeben. Derzeit sind Avgas 100LL und Avgas 100 die beiden wichtigsten Sorten, die international verwendet werden. Um die Identifizierung zu erleichtern, sind die Kraftstoffe gefärbt, dh Avgas 100LL ist blau gefärbt, während Avgas 100 grün gefärbt ist.
EAA erklärt die Änderung auch…
Avgas 80/87 wird in Flugzeugtriebwerken mit niedrigem Verdichtungsverhältnis verwendet und enthält wenig oder kein Blei (bis zu 0,5 Gramm Blei pro Gallone sind erlaubt, aber keines erforderlich). Es hat eine rote Farbe und sollte aufgrund einer niedrigen Motoroktanzahl von etwa 80 in keinem Automotor verwendet werden.
Avgas 100/130 kann in einigen Automotoren verwendet werden. Es hat sowohl Forschungs- als auch Motoroktanzahlen von etwas über 100. Avgas 100/130 hat eine grüne Farbe, enthält vier Gramm Blei pro Gallone und wird immer schwieriger zu finden.
Avgas 100 LL (das LL steht für „bleiarm“) enthält zwei Gramm pro Gallone, die Hälfte des Bleis, das im Avgas 100/130 enthalten ist, das es ersetzen sollte. Es hat Forschungs- und Motoroktanzahlen, die 100/130 Avgas sehr ähnlich sind. Die Farbe ist blau. Dieses Produkt hat teilweise einen hohen Aromaanteil.
Avgas 115/145 wurde für Hochleistungs-Kolbenflugmotoren entwickelt, die im Zweiten Weltkrieg und im Koreakonflikt eingesetzt wurden. Es ist heute aufgrund mangelnder Nachfrage sehr schwer zu finden und wird normalerweise nur auf Sonderbestellung hergestellt. Die Farbe ist lila.
Purvis Brothers hat ähnliche Informationen in metrischen Einheiten:
Tetraethylbleigehalt:
- 80/87 Max. 0,14 g/l
- 100/130 hat 1,12 g/l
- 100 LL hat 0,56 g/l
Warum also verschmutzen Stecker?
Die Motoren des Cherokee und des 182 wurden für Kraftstoff mit wenig oder keinem Blei entwickelt. 100LL hat mindestens viermal so viel Blei wie 80/87. Jährlich gibt es eine beträchtliche Menge Blei, die von ihnen entfernt werden muss. Andererseits war der 210 für Kraftstoff ausgelegt, der doppelt so viel Blei enthielt. Ich kann mich nicht erinnern, jemals die Stecker verschmutzt zu haben, und sie haben normalerweise nicht viele Bleiablagerungen im Jahr. Ich habe mit zwei anderen 210-Fahrern gesprochen und sie erinnern sich auch nicht daran, die Stecker verschmutzt zu haben – obwohl sie sich aggressiv auf den Boden lehnen.
Wie Steve Ells erklärt: „Das Additiv in Avgas, das hilft, das Blei im Kraftstoff zu entfernen, macht nicht viel, bis die Verbrennungstemperaturen etwa 1.400 Grad F erreichen.“
Im Leerlauf erzeugt Ihr Motor nicht viel Wärme. Wenn Sie sich aus dem Lernen für Ihren PP-Test erinnern, ist Kraftstoff ein Kühlmittel. Je mehr Kraftstoff Sie also einem Motor im Leerlauf geben, desto kühler läuft er. Wenn Sie den Motor neigen, läuft er heißer - was Sie am Boden wollen.
Gelehnt
Keine der Bedienungsanleitungen, die ich mir angesehen habe, erwähnte, dass er sich auf den Boden lehnte. Wahrscheinlich, weil bei der Herstellung der Flugzeuge Verschmutzungsstopfen kein Problem waren. Die Kraftstoffpreise waren niedrig, also war es keine große Sache, eine halbe Gallone oder so zu sparen. Die Wahrheit ist, dass ein vollfettes Gemisch in Kombination mit der niedrigen Leistungseinstellung das perfekte Szenario für Bleiverschmutzung Ihrer Zündkerzen und Ventilschäfte ist.
Warum also bringen Ausbilder neuen Schülern nicht bei, sich aggressiv zu lehnen? Vielleicht vergessen Piloten so wenig Zeit, vor dem Start voll zu tanken. Aber wenn Sie sich richtig lehnen, wird dies nie ein Problem sein. Neigen Sie das Flugzeug mit Taxidrehzahl (normalerweise 1000 U/min), so dass es zu stolpern beginnt. Dann nur ein bisschen anreichern. Sie können mit dieser Mischungseinstellung rollen und Ihren Anlauf machen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, mit weniger als der vollen Mischung abzuheben. Sobald Sie den Gashebel um ein paar hundert Umdrehungen vorschieben, stolpert der Motor. Wenn Sie versuchten, auf Startleistung vorzurücken, würde der Motor aufgrund von Kraftstoffmangel absterben, bevor Sie überhaupt mit dem Startlauf begonnen haben. Um die Peinlichkeit zu vermeiden, beim Verlassen des Anlaufbereichs ins Stocken zu geraten, lege ich meine Hand auf den Gemischknopf, wenn ich den Tower oder CTAF anrufe.Und ich nehme es nicht ab, bis ich das Gemisch zum Start auf voll fett gestellt habe. (Oder weniger als das für Höhen mit hoher Dichte.)
John D. Collins erklärt sein Verfahren für Höhen mit hoher Dichte:
Auf Meereshöhe bis zu einer Dichtehöhe von etwa 3000 Fuß würde ich das Gemisch zum Start voll fett schieben. In Höhen mit höherer Dichte würde ich einen Vollgaslauf machen und das Gemisch so einstellen, dass die höchste Drehzahl erreicht wird, da dies Ihnen die meiste verfügbare Leistung gibt. Wenn Sie über 3000 MSL steigen, würde ich den Motor auf die höchste Drehzahl einstellen.
Wie die Oktanzahl berechnet wird.
Von Shell:
Motorklopfen, das eine explosionsartige Detonation des Kraftstoff-Luft-Gemisches oder eine Vorzündung beschreibt, kann innerhalb kurzer Zeit zu schweren Motorschäden und nachfolgendem Ausfall führen. Antiklopf-Bewertungen werden als Oktanzahl für Werte von 100 oder weniger und als Leistungszahlen für Werte über 100 ausgedrückt. Diese Zahlen beziehen sich auf die Kraftstoffleistung im Vergleich zu einem Bezugskraftstoff aus reinem Isooktan. Da die Antiklopfeigenschaften durch das Luft/Kraftstoff-Mischungsverhältnis beeinflusst werden, werden Bewertungen sowohl für die Leistung bei fettem Gemisch als auch für die Leistung bei magerem Gemisch entwickelt. Fette Gemischeinstellungen führen zu höheren Oktanzahl- oder Leistungszahlen, da der hinzugefügte Kraftstoff als internes Kühlmittel wirkt und Klopfen unterdrückt. Vor 1975 wurden beide Zahlen als Sortenbezeichnung angegeben, aber die aktuelle Spezifikation verwendet nur die Bewertung für magere Mischungen. Aktuell, ASTM (American Society for Testing and Materials) spezifiziert fünf Klassen – 80, 82UL, 91, 100 und 100LL (niedriger Bleigehalt). In der Praxis ist nur 100LL weit verbreitet. Die Produktion von Grade 80 wurde im Allgemeinen aufgrund geringer Nachfrage eingestellt.
Ich weiß nicht, wann 80/87 weniger verfügbar wurde, aber im Service Letter L185B von Lycoming vom 19. Januar 1988 heißt es: „Wann immer 80/87 nicht verfügbar ist, sollten Sie den niedrigsten verfügbaren Blei-100-Kraftstoff verwenden.“ Weiter heißt es: „Bleihaltigere Kraftstoffe können zu erhöhten Motorablagerungen sowohl im Brennraum als auch im Motoröl führen. Es kann eine erhöhte Wartung des Zündfunkenzugs und häufigere Ölwechsel erfordern. … Der Betrieb bei voll fettem Gemisch erfordert häufigere Wartungsintervalle; Daher ist es wichtig, ordnungsgemäß zugelassene Verfahren zum Abmagern des Gemischs zu verwenden.“
Das Dienstschreiben erwähnt nicht, sich auf den Boden zu lehnen, aber es erwähnt Folgendes:
Bei Motordrehzahlen von 1000–1200 U/min am Boden sind die Zündkerzentemperaturen hoch genug, um die Bleifänger im Kraftstoff zu aktivieren, was die Bildung von Salzablagerungen auf den Zündkerzen und Auslassventilschäften verzögert.
Da je magerer das Gemisch, desto heißer die Zylindertemperaturen, würde ein aggressives Abmagern helfen, Bleiablagerungen zu reduzieren.
Der Brief bietet eine Methode zum Anlehnen an die Luft, um Ablagerungen zu reduzieren.
Dies geschieht, um längeres Laufen mit einem zu fetten Gemisch zu verhindern, was zu verschmutzten Zündkerzen, Bleiablagerungen und unruhigem Motorlauf führen kann. Es verbraucht auch weniger Kraftstoff. Vor dem Start wird das Gemisch auf voll fett gestellt, um sicherzustellen, dass kein Kraftstoffmangel auftritt und Leistungsverluste vermieden werden, aber am Boden, wo das Abstellen des Motors, selbst wenn es versehentlich zu weit geneigt ist, kein großes Sicherheitsrisiko darstellen würde.
Ihre Frage scheint zu sein Why should I lean my engine's mixture on the ground (when idling/taxiing)?
Um zur Antwort zu kommen, beginnen wir mit ein paar Annahmen:
Annahme 1: Der Motor wird mit 50 % Leistung oder weniger betrieben.
Annahme 2: Wir befinden uns auf oder nahe dem Meeresspiegel (Dichtehöhe von 3000 Fuß oder weniger).
Annahme 3: Voll fett ist SEHR fett - Viel zusätzlicher Kraftstoff, um die Zylinder während des Starts zu kühlen.
Alle diese Annahmen gelten für Ihr typisches GA-Kolbenflugzeug während typischer Bodenoperationen (Leerlauf / Aufwärmen und Rollen).
Das Betreiben eines Motors bei niedriger Leistung mit einem sehr fetten Gemisch führt zu drei Problemen:
Keines davon ist besonders gut für Ihren Motor, und die Lösung für alle drei Probleme ist dieselbe: Mageres Gemisch, damit Sie weniger Kraftstoff durch die Zylinder pumpen:
Jetzt, wo wir darüber gesprochen haben, warum es uns obliegt, darüber nachzudenken, wie man sich richtig auf den Boden stützt.
Die allgemeine Regel lautet: Wenn Sie sich auf den Boden lehnen, sollten Sie sich so aggressiv wie möglich lehnen: Denken Sie daran, dass die erste Annahme, die wir oben gemacht haben, lautet, dass der Motor mit 50 % Leistung oder weniger betrieben wird, und dass Sie mit diesen Leistungseinstellungen arbeiten kann den Gemischknauf so ziemlich überall platzieren, wo Sie ihn wollen, solange der Motor reibungslos läuft: Sie werden Ihrem Motor nicht schaden.
Lycoming hat einige Empfehlungen in SI 1497A , die speziell auf die IO-360-Triebwerke abzielen, die in einigen Cessna-Flugzeugen verwendet werden (und insbesondere auf Flugtrainingsoperationen, bei denen Sie möglicherweise viel Zeit am Boden mit geringer Leistung verbringen), aber die Empfehlungen sind es gilt allgemein auch für Vergasermotoren.
In Ermangelung spezifischerer Anweisungen Ihres Motoren- oder Flugzeugherstellers besteht eine einfache Möglichkeit, mit dem Auflehnen auf dem Boden umzugehen, sich so aggressiv wie möglich zu lehnen, bis zu dem Punkt, an dem der Motor stolpert, wenn Sie versuchen, den Gashebel zum Start oder zur Erhöhung der Leistung vorzuschieben. Dies verhindert ein versehentliches Starten mit einem unangemessen mageren Gemisch und minimiert die drei Probleme, über die wir uns Sorgen machen, da die minimal mögliche Kraftstoffmenge durch den Motor geleitet wird.
Vielen Leuten wird im Training beigebracht, dass man "den Motor niemals auf den Boden lehnen" sollte oder dass man "den Motor niemals unter 5000 Fuß lehnen" sollte - Dies sind Mythen, die auf einem gemeinsamen Ratschlag basieren, den Sie finden werden die meisten POH- oder Motorhandbücher, die normalerweise so lauten:
Bei einer Dichtehöhe von 5000 Fuß und darüber oder bei hohen Umgebungstemperaturen kann es bei vollfettem Gemisch zu Rauheit oder Leistungsabfall kommen. Das Gemisch kann angepasst werden, um einen reibungslosen Motorbetrieb zu erhalten.
Dies ist kein Verbot, sich unter eine bestimmte Höhe zu neigen, obwohl es für die Schüler oft auf dieses Niveau vereinfacht wird: Für die meisten von uns, die auf Feldern in geringer Höhe arbeiten, ist es einfacher, zu lernen: „Lassen Sie den Motor auf dem Boden voll fett laufen " dann erklären Sie einem Schüler, der schon beim Versuch, den Motor zu starten , schon überfordert ist, das Innenleben von Verbrennung und Gemischbildung .
Die Tatsache, die dem Mythos „niemals unter eine gewisse Höhe neigen“ widerspricht, ist, dass sowohl Lycoming als auch Continental empfehlen, den Motor während des Reiseflugs (dh „längere Betriebszeiten“) zu neigen, wenn der Motor 75 % Leistung oder weniger produziert, und diese Empfehlung ist unabhängig von der Höhe (Kreuzen in 1.500 Fuß gegenüber 15.000 Fuß macht keinen Unterschied - was zählt, ist die Menge an Leistung, die der Motor erzeugen soll).
Der Betrieb am Boden ist für den Motor ein "Reiseflug" (eine längere Betriebszeit mit geringer Leistungsänderung) in geringer Höhe (Meereshöhe) und einer niedrigen Leistungseinstellung (normalerweise weit unter 75 % Leistung). weit unter 50 % Leistung), so dass Sie den Motor für den Bodenbetrieb sicher abmagern können, vorausgesetzt, Sie denken daran, das Gemisch auf eine angemessen fette Einstellung zurückzusetzen, bevor Sie einen Betrieb mit hoher Leistung versuchen (Hochfahren, Abheben oder "Aussteigen" auf einem weichen auftauchen).
Darüber hinaus stellen Sie durch aggressives Neigen (bis zu dem Punkt, an dem der Motor stolpert, wenn Sie Gas geben und keine hohe Leistung mehr erzeugen können ) sicher, dass Sie nicht vergessen können, das Gemisch für diese Hochleistungsoperationen angemessen fett einzustellen: da der Motor dies nicht zulässt Um diese Leistungseinstellungen zu erreichen, kann es sich nicht selbst beschädigen, und das Schlimmste, was es tun wird, ist zu stolpern oder anzuhalten (ausgehungert von einem übermäßig mageren Gemisch), wenn Sie das Gas nicht verzögern.
Bei hoher Leistung (Start) wird ein fetteres Gemisch benötigt, um zusätzlichen Kraftstoff zum Kühlen bereitzustellen und übermäßig hohe Zylinderinnendrücke zu vermeiden. Die hohe Leistung führt auch zu ausreichend hohen Abgastemperaturen, damit sich trotz Kraftstoffüberschuss und unvollständiger Verbrennung keine Kohlenstoff- und Bleiablagerungen bilden.
Bei niedriger Leistung (Leerlauf/Taxi) führt ein fettes Gemisch zu niedrigeren Abgastemperaturen und zu Kohlenstoff-/Bleiablagerungen, die die Zündkerzen verschmutzen. Das Abmagern des Gemischs fördert eine vollständigere Verbrennung, die Ablagerung von weniger nicht oxidiertem Kohlenstoff und höhere Abgastemperaturen, wodurch verhindert wird, dass die Ablagerungen haften bleiben und bereits vorhandene Ablagerungen weggebrannt werden. Es spart auch Kraftstoff.
Der Unterschied ist also nicht so sehr "am Boden" vs. "im Flug", sondern eher "Low Power" vs. "High Power".
Die Frage wurde beantwortet, aber es ist falsch (und etwas albern, wenn man darüber nachdenkt), zu sagen, dass fette Gemische den Zylinder kühlen, weil „Kraftstoff ein Kühlmittel ist“.
Fette Gemische verbrennen langsamer , sodass der Spitzendruck im Zylinder infolge der Ausdehnung des Gases aufgrund der Verbrennung später auftritt, wenn der Kolben weiter vom OT entfernt ist. Daher ist am Punkt des Spitzendrucks ein größeres Totvolumen über dem Kolben vorhanden, sodass der Spitzendruckwert niedriger ist, was bedeutet, dass die Temperatur niedriger ist .
Aus diesem Grund steigt die CHT stetig an, wenn das Gemisch von voll fett abgemagert wird - weil die Verbrennungsrate zunimmt, was bedeutet, dass der Spitzendruck näher am OT auftritt. Bei ungefähr der „besten“ Mischung ist die Verbrennungsrate am schnellsten, was bedeutet, dass die CHT ungefähr maximal ist. Wenn das Gemisch weiter abgemagert wird, verlangsamt sich die Verbrennung wieder, einschließlich bei „bester Wirtschaftlichkeit“, wodurch stetig abnehmende CHTs erzeugt werden.
Wenn der Spitzendruck auf etwa 16 Grad über den oberen Totpunkt hinaus verzögert wird, liegt der Winkel zwischen der Pleuelstange und der Kurbelwange näher am Ideal, was zu einem größeren mechanischen Vorteil und einer geringeren Belastung der Lager führt.
Die Detonation resultiert aus Gemischen, die bei hoher Leistung nicht fett (noch mager) genug sind, da der Spitzendruck zu nahe am OT auftritt, wenn das Totvolumen klein ist , was bedeutet, dass Druck und Temperatur zu hoch werden. Bei hoher Leistung würde ein sehr mageres Gemisch eine Detonation vermeiden, wie dies bei einem fetten Gemisch der Fall ist, da beide die Verbrennung verlangsamen, sodass das Totvolumen bei Spitzendruck größer ist. allerdings wäre ein dazu mageres Gemisch bei Laufruhe wegen meist ungleichmäßiger Kraftstoffverteilungssysteme nicht zu erreichen, und das magere Gemisch würde auch nicht genug Kraftstoff enthalten, um tatsächlich die volle Leistung zu erbringen. Aus diesen Gründen wird Full Rich bei hoher Leistung verwendet.
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Ryan Mortensen