Technik. Triebwerkkunde. Dieter Kohl - Flight Training 1. Triebwerkkunde.ppt

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1 Triebwerkkunde Technik Dieter Kohl - Flight Training 1

2 Triebwerkkunde - Themen 1. Arten von Flugmotoren 2. Gemischbildungsanlagen 1. Die Vergaseranlage, -vereisung, -vorwärmung 2. Das Einspritzsystem 3. Leistungsregulierung (starrer Propeller) 1. Leistungsreg. (Verstell-Propeller) 2. Leistungsreg. (Constant-Speed-Propeller) Dieter Kohl - Flight Training 2

3 1. Arten von Flugmotoren Einteilung nach: 1. Zylinder-Anordnung a) Boxer-Motoren b) Reihen-Motoren c) Stern-Motoren 2. Kühlung a) Luftkühlung b) Flüssigkeitskühlung 3. Arbeitsweise a) Otto-Motoren b) Diesel-Motoren 4. Arbeitsverfahren a) Viertakt-Verfahren b) Zweitakt-Verfahren Dieter Kohl - Flight Training 3

4 1.1 Zylinder-Anordnung Reihen-Motor (hängend) Boxer-Motor Stern-Motor V-Motor (hängend) Dieter Kohl - Flight Training 4

5 1.2 Die Kühlung Kühlrippen Ist das Flugzeug mit einer Zylinderkopf-Temperaturanzeige ausgerüstet, so können die vorgeschriebenen Betriebstemperaturen leicht überwacht werden. Fehlt diese, so muss die Überwachung durch die Öltemperaturanzeige erfolgen. Dieter Kohl - Flight Training 5

6 1.3 Arbeitsverfahren des 4-Takt4 Takt-Motors Dieter Kohl - Flight Training 6

7 2. Gemischbildungsanlagen Vergaser Bild: Prinziperklärung Vergaser um 1906 Einspritzsysteme Bild: Einspritzdüse für Einpunkt- Saugrohreinspritzung Dieter Kohl - Flight Training 7

8 2.1 Die Vergaseranlage Vergaseranlagen mischen Luft und Kraftstoff im sogenannten Vergaser. Die Luft muß ein Venturirohr passieren und wird durch die Verengung beschleunigt. Der hierbei entstehende Unterdruck saugt über die Hauptdüse Kraftstoff in das sogenannte Drosselklappengehäuse, der sich dort mit der Luft zu einem zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemisch verbindet. Dieter Kohl - Flight Training 8

9 2.1.1 Vergaservereisung Eisansatz zum Motor Eisansatz Eisansatz Kraftstoff Luftzufuhr vom Filter Durch die Verdampfung des Kraftstoffs kühlt sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Vergaser bis zu ca. 21 C unter die Temperatur der eintretenden Außenluft ab. Der in der Luft enthaltene Wasserdampf kondensiert aufgrund der Abkühlung sofort nach Eintritt in das Vergasersystem. Sinkt die Temperatur in der Mischkammer bis 0 C oder darunter, so bildet sich Eis. => Leistungsverlust des Motors und rauher Motorlauf => Gefahr des Motorausfalls, insbes. bei kleinen Drehzahlen! Dieter Kohl - Flight Training 9

10 2.1.2 Vergaservorwärmung rmung Durch Betätigung des Vergaservorwärmungs-Bedienhebels (-knopfs) wird die durch Auspuffrohre angewärmte Luft ungefiltert zum Vergaser geleitet. Die gefilterte Kaltluftzufuhr wird unterbrochen. Hierdurch kann Eisansatz im Vergaser abgetaut bzw. vermieden werden. Dieter Kohl - Flight Training 10

11 2.1.3 Maßnahmen Merke: Vergaservereisung tritt weniger bei sehr kaltem Wetter (weit unter 0 C) auf, sondern vorwiegend bei Temperaturen zwischen -5 C und +18 C!!! Bei eintretender Vergaservereisung im Flug nur die Vorwärmung betätigen, ohne die Stellung des Gashebels zu verändern. Nie pumpen! Starte nie, wenn beim Startcheck das Betätigen der Vorwärmung nicht mindestens 100 U/min Drehzahlabfall ausmacht (s. Flughandbuch)! Am Boden die Vorwärmanlage nur zur Funktionskontrolle in Betrieb setzen oder wenn der Motorlauf durch Vereisung beeinträchtigt wird! Schalte stets auf Vorwärmung vor dem Drosseln zum Gleitflug, bei starkem Dunst, in Wolkennähe, bei Regen oder hoher relativer Luftfeuchtigkeit! Bei kurzen Platzrunden und den relativ kleinen Aufwärmzeiten des Motors sollte die Vorwärmung bereits im Gegenanflug querab zum Landezeichen betätigt werden! Bei feuchten Wetterlagen halte die Vergaservorwärmung bis zum effektiven Start gezogen, da sich sonst Feuchtigkeit im Vergaserraum ansetzen kann, die beim Start durch die plötzliche Beschleunigung der Luft gefrieren und plötzlichen Leistungsverlust bis zum Leistungszusammenbruch verursachen kann! Dieter Kohl - Flight Training 11

12 2.2 Das Einspritzsystem Einspritzsysteme mischen Luft und Kraftstoff erst kurz vor Eintritt in den Zylinder. Der Kraftstoff wird entweder in die Ansaugleitung am Einlassventil oder direkt in den Verbrennungsraum im Zylinder eingespritzt. Dieter Kohl - Flight Training 12

13 3. Leistungsregulierung (Starrer Propeller) Drehzahlmesser: = höchstzulässige Dauerdrehzahl in MSL = höchstzulässige Dauerdrehzahl in 5000 ft MSL = höchstzulässige Dauerdrehzahl in ft MSL = höchstzulässige Drehzahl des Motors Mit dem Gashebel (throttle) wird die Leistung des Triebwerks über die Benzin-Luft- Strömung im Vergaser oder im Einspritzsystem geregelt. In allen Sport- und Reiseflugzeugen mit starrem Propeller ist der Drehzahlmesser das einzige Instrument, dass die Leistung des Triebwerks direkt anzeigt. Er wird meist über eine flexible Welle angetrieben und zeigt die Umdrehungen der Kurbelwelle des Motors pro Minute an (U/min oder RPM = revolutions per minute). Dieter Kohl - Flight Training 13

14 3.1 Leistungsregulierung (Verstell-Propeller) Der Verstellpropeller ermöglicht es uns, für jede Phase des Fluges die richtige Propellersteigung mit der dazugehörigen Leistung zu wählen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten (Start, Steigflug) wird eine kleine Steigung mit hoher Drehzahl (= große Leistung) gewählt. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Steigung des Propellers vergrößert, also der Propeller-Widerstand erhöht und damit die Drehzahl des Motors verringert. Ein Überdrehen des Motors wird so verhindert und die Schubleistung im Reiseflug verbessert. Steigflug Reiseflug Dieter Kohl - Flight Training 14

15 3.2 Leistungsregulierung (Constant-Speed Speed-Propeller) Ladedruckmesser Drehzahlmesser Die Leistungsregulierung eines Flugzeugs mit Constant-Speed-Verstellpropeller erfolgt über Drehzahl UND Ladedruckeinstellung des Motors. Die Drehzahl eines Constant-Speed-Propellers kann ohne Veränderung der Motorleistung eingestellt werden. Der Drehzahlmesser alleine liefert daher keine zuverlässige Angabe über die Motorleistung. Dieter Kohl - Flight Training 15

16 3.2 Leistungsregulierung (Constant - Einstellen der DREHZAHL (Constant-Speed-Propeller) Drehzahl = konstant Bei Constant-Speed-Propellern regelt ein Propeller-Regler (prop governor) automatisch die einmal vom Flugzeugführer eingestellte Drehzahl, indem er jede vom Triebwerk ausgehende Leistungsänderung durch Verstellung des Propellers (Änderung der Propellersteigung) kompensiert. Eine Propellerverstelleinrichtung (prop pitch control, blauer Hebel) ermöglicht das Einstellen der gewünschten Drehzahl. Dieter Kohl - Flight Training 16

17 3.2 Leistungsregulierung (Constant (Constant-Speed-Propeller) - Einstellen des LADEDRUCKS Die Leistung des Triebwerks wird mit dem Gashebel (throttle, schwarzer Hebel) über die Benzin-Luft-Strömung zum Triebwerk eingestellt. Sie kann auf dem Ladedruckmesser (manifold pressure gauge) als sogenannter Ladedruck abgelesen werden. Dieter Kohl - Flight Training 17

18 3.2 Leistungsregulierung (Constant-Speed Speed-Propeller) Merke: 1. Wird der Ladedruck erhöht (Gashebel nach vorne), so vergrößert der Propeller- Regler (prop governor) automatisch die Propellersteigung (prop pitch), um die eingestellte Drehzahl zu halten! 2. Wird der Ladedruck verringert (Gashebel zurück), so verkleinert der Propeller- Regler sofort die Propellersteigung, damit sich die Drehzahl nicht verändert. 3. Der Propellerverstellhebel (prop pitch control, Drehzahl) zusammen mit dem Gashebel (throttle, Ladedruck) ermöglicht es uns, für jede Phase des Fluges die günstigste Propellersteigung zu wählen. 4. Zu jeder mit dem Propellerverstellhebel eingestellten Drehzahl gehört ein festgelegter Ladedruckwert, der die Motorleistung bestimmt. Dieser Ladedruckwert darf niemals überschritten werden, da der Motor sonst überlastet wird! 5. Faustregel (Start ausgenommen): Der Ladedruck in Zoll ( Hg) darf den hundertsten Teil der Drehzahl nicht überschreiten! (Bsp.: Drehzahl 2400 RPM Ladedruck max. 24 Hg) 6. Für jede Phase des Fluges (Start, Steigflug, Reise, etc.) sind die entsprechenden Leistungsdaten (Drehzahl und Ladedruck) dem Flughandbuch des Luftfahrzeugmusters zu entnehmen. Dieter Kohl - Flight Training 18

19 3.2 Leistungsregulierung (Constant-Speed Speed-Propeller) Um Überlastungen des Motors zu vermeiden, sollte man die Propellerverstellung (Drehzahl) und den Gashebel (Ladedruck) folgendermaßen bedienen: Bei Leistungsverminderung (z.b. Übergang von Steig- in Reiseflug) zuerst den Ladedruck (manifold pressure) mit dem Gashebel auf den vorgeschriebenen Wert verringern und dann die Drehzahl (RPM) auf den gewünschten Wert mit der Prop- Verstelleinrichtung reduzieren! Bei Leistungserhöhung (z.b. Übergang vom Horizontalflug in den Steigflug) zuerst die Drehzahl (RPM) und dann den Ladedruck auf die vorgeschriebenen Werte erhöhen. Vergaservereisung Vergaservereisung zeigt sich beim starren Propeller u.a. durch Drehzahlabfall. Beim Constant-Speed-Propeller bleibt die Drehzahl auch bei Vergaservereisung konstant! Die Leistungsminderung wird nur durch einen Abfall des Ladedrucks angezeigt!! Maßnahme: Vergaservorwärmung betätigen! Dieter Kohl - Flight Training 19