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PRAXIS | TECHNIK
66 www.fliegermagazin.de #2.201666 www.fliegermagazin.de #2.2016
Fünf Irrtümer übers Leanen G E M I S C H E I N ST E L LU N G Die Macht des roten Hebels wird oft unterschätzt – und in der Ausbildung häufig vernachlässigt. So kommt es zu Missverständnissen
Die Mischung macht’s: Der rote Hebel stellt ein, ob das Kraftstoff-Luft- Gemisch fett (Benzinüberschuss) oder mager (Luftüberschuss) ist
DER EINFLUSS DER MIXTURE
IMMER GLEICH sind die Zusammenhänge in einem
Ottomotor bezüglich des Kraftstoff-Luft-Gemisches, die
unsere Grafik illustriert. Sie zeigt, was sich im Zylinder
abspielt, wenn das Gemisch durch Herausziehen des
roten Mixture-Hebels von »rich« (reich oder fett, also
mehr Benzin, als mit der vorhandenen Luft verbrannt
werden kann) immer weiter Richtung »lean« (mager, also
mehr Luft, als mit dem vorhandenen Benzin verbrannt
werden kann) verändert wird. Alle anderen Leistungspa-
rameter (Gas- und Propellerhebel) bleiben unverändert.
Absichtlich sind keine absoluten Werte genannt, außer
für jeweils 50 Grad Fahrenheit auf der reichen und der
mageren Seite des EGT-Spitzenwerts »peak EGT«. Die
EGT-Kurve zeigt den Verlauf der Abgastemperatur beim
Leanen, also beim Abmagern des Gemisches. Darunter ist
die Zylinderkopftemperatur (Cylinder Head Temperature
– CHT) aufgezeichnet. Sie erreicht ihren Spitzenwert bei
einem reicheren Gemisch als »peak EGT«, etwa bei 65 bis
70 Grad »rich of peak«, kurz ROP. Der Druck im Zylinder
(Internal Combustion Pressure – ICP) und die Motorleis-
tung (Horse Power – HP) erreichen kurz vorher bei 75
Grad ROP ihr Maximum – genau dieser Wert findet sich
entsprechend als Einstellung für die maximale Leistung in
vielen Handbüchern. Wichtig: Während die Leistung auf
der reichen Seite relativ langsam zum Spitzenwert an-
steigt, fällt sie auf der mageren Seite stark ab. Das ist der
Grund für den unrunden Motorlauf, den viele Triebwerke
bei starkem Abmagern aufweisen. Die unterste Kurve
zeigt den Kehrwert des spezifischen Kraftstoffverbrauchs
(Brake Specific Consumption of Fuel – BSCF) und ist ein
Maß für die Effizienz des Motors. Sie erreicht ihr Maxi-
mum bei etwa 60 Grad F »lean of peak«, kurz LOP. Übliche
Flugmotoren können in diesem Bereich nur betrieben
werden, wenn sie eine Benzineinspritzung haben, deren
Treibstoffdüsen aufeinander abgestimmt wurden.
EGT
CHT
ICP
HP
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RICH LEAN50°F
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Irrtum 1Je magerer, desto heißerWer den roten Hebel herauszieht, sorgt dafür, dass der Motor heißer läuft: Abgas- und Zylinderkopftemperatur steigen an. Soweit richtig. Und das geht immer so weiter – falsch! Wenn die Temperaturen nicht irgendwann wieder sinken würden, könnte niemand von »peak EGT« reden, also vom Spitzenwert der Abgastemperatur. Details zeigt die Grafik auf Seite 67. Die Grundlagen: Im Zylinder verbrennt ein Gemisch aus Benzin und Luft. 1:14,7 nach Gewicht ist das optimale Verhältnis. Ist mehr Benzin dabei, läuft die Verbrennung langsamer und damit kühler ab; ist zu viel Luft dabei, kühlt die. Weil die Luft in großer Höhe dünner wird, muss das Gemisch der Flughöhe angepasst werden.
Irrtum 2Niemals unter 5000 Fuß!Das Gemisch abmagern (auf Englisch leanen) kann, darf und soll man in jeder Höhe – obwohl es Handbücher gibt, die eine Mindesthöhe von 3000 oder 5000 Fuß empfehlen. Es kommt auf die Motorleistung an: Continental und Lycoming erlau-ben das beliebige Leanen bei praktisch allen Motoren bei 65 Prozent Leistung und weniger, oft schon ab 75 Prozent. Mit allen Hebeln nach vorn kann Leanen auf maximale Leistung dagegen sehr wohl Schaden anrichten. Noch wichtiger: Die Tabellen für den Spritverbrauch im Reiseflug beziehen sich auf ein geleantes Triebwerk. Angegeben sind Werte für die beste oder die wirtschaftlichste Leistung (siehe Irrtum 3). Ohne Lea-nen sind die Verbrauchswerte viel höher!
Irrtum 3Ohne EGT-Anzeige geht’s nicht»Magern Sie den Motor ab, bis die Abgastemperatur (EGT) ihr Maximum erreicht und auf der mageren Seite leicht abfällt. Dann reichern Sie das Gemisch wieder an, bis die EGT auf 75 Grad F unterhalb des Maximums gesunken ist. Dann hat der Motor die beste Leistung.« So oder ähnlich lesen sich Handbücher. Wenn man eine Abgastemperaturanzeige wenigs-tens für einen Zylinder hat, geht das prima. Noch besser ist ein Engine Analyzer, der die Temperaturen aller Zylinder zeigt. Zu bedenken ist aber, das bei dieser Einstellung die Temperatur- und Druckbelastung des Motors am höchsten ist. Je nach Motor empfiehlt das Handbuch auch eine Gemischeinstellung für den wirtschaftlichsten Betrieb – oft bei »peak EGT«, manchmal bei 50 Grad F unterhalb auf der mageren Seite. Ganz ohne EGT-Anzeige leant man, bis der Motor rau läuft – und reichert dann wieder leicht an. Das entspricht der wirtschaftlichsten Einstellung.
Irrtum 4Absolute EGT-Werte sind wichtigFür die Gemischeinstellung ist der absolute Temperaturwert (meist ir-gendwo bei 1200 bis 1400 Grad F) der Abgase völlig egal. Entscheidend ist die Relation zum Spitzenwert »peak EGT«. Logischerweise ist die Tempera-tur bei einer anderen Gemischeinstellung immer niedriger – um wie viel ist der entscheidende Wert. Dabei spricht man von »rich of peak« (ROP), wenn die Temperatursenkung durch Anreichern des Gemisches erreicht wird, das Gegenteil ist »lean of peak«, kurz LOP. So erreicht ein Motor bei 75 Grad ROP seine beste Leistung – und etwa 60 Grad LOP seine größte Wirtschaftlichkeit (siehe Kasten). Wichtig sind die absoluten Temperatur-werte der Zylinderköpfe: Auch wenn sich die durch rote Linien markierten Grenzwerte bei 450 oder gar 500 Grad F finden, sind sich Experten einig, dass zugunsten der Langlebigkeit dauerhaft 380 Grad F nicht überschrit-ten werden sollten – und wenn, dann nur kurzzeitig bis 420 Grad F.
Irrtum 5»lean of peak« ist gefährlichDie meisten Motoren beginnen sehr unrund zu laufen, wenn man sie über »peak EGT« hinaus abmagert. Der Grund: Die Gemischverteilung ist in den Zylindern nicht gleich, sie erreichen alle bei einer leicht anderen Gemischeinstellung »peak EGT«: Einige laufen vielleicht schon »lean of peak«, wenn der Zylinder mit dem Sensor der EGT-Anzeige das Maximum erreicht, andere noch ROP. Weil aber die erzeugte Leistung auf der mage-ren Seite von »peak EGT« steil abfällt (siehe Kasten), äußert sich die unter-schiedliche Leistungsabgabe der Zylinder als rauer Motorlauf. Abhilfe ist nur bei Einspritzmotoren möglich: Einspritzdüsen mit unterschiedlichen Öffnungen sorgen dafür, dass alle Zylinder bei der gleichen Gemischein-stellung »peak EGT« erreichen. Das hat nichts damit zu tun, dass sie dabei die gleiche EGT haben, siehe Irrtum 4. So laufen Motoren auch LOP ruhig und können den wirtschaftlichsten Betrieb bei etwa 60 Grad LOP nutzen.
Wichtig: die Anzeige für die Abgastemperatur (Exhaust Gas Temperature – EGT)
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