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igis

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Saturday, May 24th 2014, 3:14pm

Rotax 912 + IVO-Prop: Welche Drehzahl?

Liebe Gyro-Freunde,
ich bin neuerdings etwas verunsichert und bitte mal um eine fachlich kompetente Auskunft zum Thema "Drehzahl-Management" bei unserem Rotax 912 im Zusammenhang mit dem IVO-Verstellprop.
Ich fliege seit 3 Jahren (oder schon 4?) mit dem IVO ohne Ladedruckanzeige o.ä. -- so, wie man es mir seinerzeit in Hildesheim nach dem Einbau geraten hat: Start mit ca. 5600 rpm, in Sicherheitshöhe Gas zurück auf ca.5000 rpm - dann mit dem IVO ca. 800 oder sogar 1000 Umdrehungen reduzieren, also auf 3800 - 4000 rpm und damit fliege ich entspannt und deutlich leiser mit 100-120 km/h durch die Gegend; im Reiseflug bei 140 km/h liegen dann entsprechend ca. 4200-4300 Touren an. Ich achte dabei immer darauf, daß ich mit dem Gas noch "Luft nach oben" habe, also noch eine deutliche Drehzahlerhöhung erfolgt, wenn ich den Gashebel vorschiebe! So habe ich nie das Gefühl, daß ich den Motor würge.
Wie gesagt, so fliege ich seit Jahren und hatte damit auch nie Probleme - im Gegenteil, man hat mir oft bestätigt, daß ich nun - im Gegensatz zu früher, wo ich mit 4500 oder mehr unterwegs war - deutlich leiser bin und das war ja Sinn und Zweck der IVO- Anschaffung.
Jetzt höre ich aber immer wieder mal, daß der Rotax nie unter 4200 Touren betrieben werden soll, möglichst sogar nicht unter 4500 und diese niedrigen Drehzahlen, mit denen ich fliege, äußerst schädlich seien (warum, habe ich allerdings nicht verstanden). Andere wiederum geben Entwarnung und sehen überhaupt kein Problem. Übrigens, alles Leute, die teilweise sogar professionell mit der Wartung unserer Motoren zu tun haben. Für mich also sehr irritierend ?(
Auch beim Recherchieren hier im Forum und sonst im Netz habe ich bisher keine befriedigende Antwort gefunden.
Was ist denn nun richtig? Wenn der 912er tatsächlich immer mit 4200 oder mehr drehen sollte, dann könnte ich mir den IVO sparen, denn so bin ich früher schon ohne Verstellprop geflogen (bei 100-120 km/h)
Zu erwähnen wäre in diesem Zusammenhang vielleicht die Tatsache, daß beim letzten 100 h Check ein deutlicher Kompressionsverlust an einigen Zylindern festgestellt wurde (habe ich beim Fliegen allerdings nie bemerkt), was durch Abschleifen der Ventil-Sitze (?) wieder beseitigt wurde. Könnte das womöglich eine Folge der niedrigen Drehzahlen sein?
In der Hoffnung, daß jetzt endlich mal Licht in die Sache kommt ... obwohl, man soll ja vorsichtig mit dem sein, was so alles in Foren geschrieben wird :D
Sigi

mafli

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Sunday, May 25th 2014, 9:26pm

Hallo Sigi,

wir fliegen die 912er Rotax im Verein auf Dreiachsern. Wir haben bei vielen Rotax Motoren das Problem, dass diese einen deutlichen Kompressionsverlust haben, bevor diese die TBO erreichen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass dies daran liegt, dass die Motoren mit zu geringer Drehzahl geflogen werden, da bei der niedrigsten Reiseflugleistung bereits >= 4300 RPM erreicht werden.

Im Handbuch des Rotax 912 (http://www.flyrotax.com/portaldata/5/dokus/d04670.pdf englisch, http://www.rotax-aircraft-engines.com/po…okus/d04996.pdf deutsch) sind die Leistungsparameter des 912 mit Verstellpropeller auf der Seite 5-6 zu finden (siehe Screenshots). Die Mindestdrehzahl in der Tabelle ist mit 4300 RPM angegeben. Laut Hinweis im englischen Bedienungshandbuch soll entsprechend dieser Werte der Motor bedient werden.

Auch findet sich noch ein weiterer Hinweis unter der Tabelle auf ein SIL: http://www.franz-aircraft.de/Rotax/ref/R…/sl-912-016.pdf

In dem SIL steht unter "Leistungsempfehlungen" zu lesen: "Dauernde Verwendung von Motordrehzahlen unter 5200 1/min mit WOT sollen vermieden werden"

-> Entsprechend würde ich den Rotax nicht unter 4300 RPM fliegen.


Weiter unten findet sich ein weiterer Hinweis: "ACHTUNG: Ein MAP-Instrument ist bei Luftfahrzeugen mit Verstellpropeller oder „Constantspeed“ Propellern zu installieren!

Die MAP Anzeige ist auch bei unseren Flugzeugen mit Constant Speed Propeller zu finden. Die MAP Anzeige ist wichtig, um eine korrekte Leistungseinstellung vorzunehmen. Vielleicht solltest Du so eine Anzeige nachrüsten, um den Motor zu schonen.

Viele Grüße

Matthias
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Monday, May 26th 2014, 10:05am

Ich habe vor Jahren eine Testflugserie mit meinem MT03 + IVOProp gemacht. Damals hatte ich auch noch keine MAP-Anzeige. wohl aber eine Treibstoffdurchflussanzeige installiert. In einer Serie von Testflügen habe ich die Reiseleistung des Gyros ermittlet und in drei Diagrammen zusammengefasst.

Zur Interpretation der Diagramme. In jedem der Diagramme ist auf der horizontalen Achse die Pitch des Propellers und auf der vertikalen Achse die Drehzahl aufgetragen. Da ich natürlich keine direkte Anzeige des Propelleranstellwinkels hatte, musste ich mir bei der Pitch anders helfen. Und zwar habe ich mir eine Referenzkonfiguration ausgesucht -- 5000 rpm und Geradeausflug bei der feinsten (also kleinsten) Pitchstellung des Propellers. Ausgehend von diesem Punkt habe ich die Pitch dann gröber (also höher) gestellt, wodurch sich die Motordrehzahl verringerte. Den Abfall der Motordrehzahl habe ich als indirektes Maß für die Pitch genommen. Wenn also auf der horizontalen Achse eine Pitch von 0 steht, dann ist das die kleinste Pitch. Steht dort zB. 500, dann heißt das, dass die Pitch so viel erhöht wurde, dass die Drehzahl (gegenüber der kleinsten Pitch bei 5000 rpm im Geradeausflug) gerade um 500 rpm, also auf 4500 rpm, gesunken ist. In der Praxis habe ich das so gehandhabt, dass ich den Start und Steigflug bei feinster Pitch durchgeführt habe und bei Erreichen der Reiseflughöhe zunächst ohne Pitchverstellung in den Geradeausflug übergegangen bin. Dann habe ich den Gashebel zurückgenommen, bis sich bei 5000 rpm (und immer noch feinster Pitch) die Fahrt stabilisiert hat. Danach habe ich die Pitch gröber gestellt, bis ich den gewünschten Drehzahlabfall (zB. 500 rpm, also von 5000 auf 4500 rpm) erzielte. Damit war die Pitch eingestellt. Von diesem Zeitpunkt an habe ich die Leistung mit dem Gashebel verändert und die Pitch in Reisestellung belassen.

Im ersten Diagramm ist links die Effizienz des Tragschraubers dargestellt und zwar in Liter pro 100 km, wie beim Auto.

Ivoprop Performance - Eff, Fuel Flow by ckurz7000

Man sieht, dass die höchste Effizienz bei 13,8 l/100km, oder etwas besser, liegt. Das ist der Bereich des Diagramms, der innerhalb des rot umrandeten Bereiches liegt. Leistungseinstellungen, deren Schnittpunkt also innerhalb der roten Kurve liegen, sind die effizientesten.

Ein Beispiel: Bei 4500 rpm und einer Pitch von 500 (also Drehzahlabfall von 5000 auf 4500 rpm am Referenzpunkt, siehe oben) liegt der Schnittpunkt der beiden noch innerhalb des effizienten Bereiches. Reduziere ich bei dieser Pitcheinstellung die Drehzahl auf 4250 rpm, wander der Schnittpunkt nach unten und kommt außerhalb der roten Kurve zu liegen. Das heißt, der Gyro fliegt bei diesem Powersetting nicht mehr so effizient und benötigt jetzt ca. 14,2 l/100km. Dies sieht man daran, dass der Schnittpunkt aus Drehzahl (4250 rpm) und Pitch (500 rpm) auf der grauen Kontur zu liegen kommt, die 14,2 l/100km repräsentiert.

Das rechte Diagramm gibt den Treibstoffdurchfluss abhängig von der Leistungseinstellung an. Bei 4500/500 schluckt der Motor 16,5 l/h, da der Schnittpunkt auf der grauen Konturlinie zwischen 16 und 17 liegt.

Das nächste Diagrammpaar zeigt die tatsächliche Fahrt (Calibrated Airspeed) links und die angezeigte Fahrt (Indicated Airspeed) rechts an. Zu lesen sind sie genauso wie vorher.

Ivoprop Performance - CAS, IAS by ckurz7000

Wieder ein Beispiel. Bei einem Powersetting von 4750/500 liegt der Schnittpunkt etwas außerhalb der roten Kurve. Die nächste graue Konturlinie zeigt ist jene von 130 km/h CAS (calibrated airspeed). Ich kann also bei der Flugplanung mit diesem Powersetting von einer tatsächlichen Fahrt von 130 km/h ausgehen. Das rechte Diagramm zeigt mir, dass ich bei 4750/500 am Fahrtenmesser eine Geschwindigkeit von 150 km/h sehe. Will ich wissen, wieviel Treibstoff ich bei diesem Setting verbrauche, genügt ein Blick in das erste Diagramm. Auf der rechten Seite erkennt man, dass der Gyro, so geflogen, zwischen 18,0 und 18,5 l/h verbraucht.

Und jetzt noch zum dritten und letzten Diagrammpaar, das Ausdauer (links) und Reichweite (rechts) zeigt.

Ivoprop Performance - Endurance, Range by ckurz7000

Jetzt sollte die Interpretation eines Konturdiagramms schon geläufiger sein, trotzdem ein Beispiel. Die Einstellung 420/750 liegt ziemlich weit außerhalb des effizienten Bereiches und ist damit sicherlich keine empfehlenswerte Kombination. Im rechten Diagramm erkennt man eine Reichweite von 425 km, da der Schnittpunkt genau auf die hellgraue Linie fällt, die zwischen den Linien 430 und 420 liegt. Die Ausdauer (Endurance) beträgt, wie das linke Paneel zeigt, zwischen 3:20 und 3:40, da jede hellgraue Linie einen Unterschied von 20 Minuten markiert.

Nach diesen Diagrammen bin ich jahrelang geflogen und hatte keinerlei Motorprobleme oder vorzeitigen Verschleiß, wobei ich immer ein Powersetting im effizienten Bereich gewählt habe. Allerdings möchte ich auch ganz deutlich sagen, dass dieses Verfahren nicht von Rotax genehmigt oder mit Rotax abgesprochen ist. Deswegen kann ich auch keinerlei Verantwortung übernehmen. Jeder testet und fliegt, bitte, auf eigene Verantwortung.

Zum Abschluss noch zu den von Rotax lt. Handbuch empfohlenen Einstellungen.

Ich habe sowohl mit dem Werkstellenleiter von Rotax Franz wie auch mehreren Rotax-Technikern in verschiedenen Werkstätten gesprochen. Mir ist nämlich beim ArrowCopter aufgefallen, dass die effizientesten Einstellungen nicht mit jenen zusammenpassen, die im Rotaxhandbuch angegeben sind. Deshalb wollte ich wissen, was Rotax selbst dazu zu sagen hat. Der Werkstattleiter von Rotax Franz hat mir zuerst gesagt, dass sie viele Motoren sehen, die aufgrund von Motorklopfen (also vorzeitiger, unkontollierter Explosion des Gemisches im Zylinder) Schäden aufweisen. Ursprünglich sei das Handbuch viel freizügiger formuliert gewesen, was die Leistungseinstellungen betrifft. Jetzt ist es ja so formuliert, dass Rotax nur mehr die angegebenen Einstellungen empfiehlt. Dies sei besonders beim 914 ein Problem, und er empfehle zur Sicherheit auch noch die Verwendung von Benzin mit Oktanzahl 98 statt der angegebenen 95. Seiner Erfahrung nach sei aber jede Pitcheinstellung OK, die beim Start und Vollgas noch mindestens 5.200 rpm statisch auf den Tacho bringt.

Andere Mechaniker waren z.T. viel freizügiger und sagten mir, dass es kein Problem sei, den Motor bei jedem Leistungssetting zu betreiben, das einen Betriebspunkt zwischen der Propeller- und Motorkurve (siehe Seite 5-2 des Rotaxhandbuches) erlaubt. ursprünglich wäre das auch so im Handbuch angegeben, allerdings sei das in der letzten Handbuchrevision aus dem Text verschwunden.

Meine persönliche Meinung ist diese:

1) Wer es genau richtig machen will, sollte sich an die Angaben des Motorherstellers halten und nur die empfohlenen Einstellungen fliegen.
2) Es scheint möglich zu sein, den Motor im gesamten Bereich zwischen Prop- und Motorkurve zu betreiben, wenn man Premium-Benzin mit Oktanzahl 98 verwendet.
3) Der Rotax 914 ist anfälliger für Klopfen als der 912.
4) Ein Betrieb ohne MAP-Anzeige ist von Rotax nicht empfohlen, jedoch kann -- meiner Erfahrung nach -- eine Durchflussanzeige die MAP-Anzeige durchaus ersetzen, wenn man weiß, was man tut.

Für den ArrowCopter haben wir uns jedenfalls entschieden, im Betriebshandbuch die von Rotax empfohlenen Einstellungen anzugeben.

Liebe Grüße, -- Chris.

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callidus (26.05.2014), igis (28.05.2014)

mafli

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Monday, May 26th 2014, 11:03am

Hallo Chris,

vielen Dank für die ultimativen Informationen und Diagramme! Es wäre ideal, wenn jeder Hersteller solche Informationen liefern würde.

Sag mal, hat der ArrowCopter auch eine MAP Anzeige?

Viele Grüße

Matthias

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Monday, May 26th 2014, 12:18pm

Ja, der ArrowCopter hat stAndardmäßig eine MAP Anzeige eingebaut.

-- Chris.

SixPack

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Monday, May 26th 2014, 7:35pm

Hallo Matthias

Auch der Trendak Tercel hat eine MAP Anzeige für den RST Power Engine in Verbindung mit dem Kaspar Verstellpropeller , Airbox Temperatur gehört auch dazu

Grüsse Christian


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Drehzahl ist das halbe Leben!

igis

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Wednesday, May 28th 2014, 10:16am

Danke Euch - besonders Chris - für Eure Kommentare, nur ist damit leider meine Frage nicht wirklich beantwortet:
Schaden die niedrigen Drehzahlen (<4000) dem Motor? Und wenn ja, warum? (Wie gesagt, es geht mir hier ausschließlich um die Lautstärke!)

Und zu der Empfehlung von Rotax "jede Pitcheinstellung sei o.k., die bei Start und Vollgas noch mindestens 5200 rpm auf den Tacho bringt": Wenn ich das befolge, dann bin ich nicht weit weg von einer sinnvollen Start-Pitcheinstellung (5600) und brauche keinen Verstellprop.

Und: Warum sagen mir erfahrene Rotax-Techniker, daß der Betrieb mit niedrigen Drehzahlen kein Problem sei?

Fragen über Fragen ... und danke für Eure Antworten,
Sigi

mafli

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Wednesday, May 28th 2014, 3:05pm

Hallo Sigi,

nachdem im Betriebshandbuch diese Werte veröffentlicht sind, frag doch mal bei Rotax direkt nach. Die antwort würde mich aus interessieren - zumal diese Antwort dann vom Hersteller direkt kommt.

Viele Grüße

Matthias

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9

Thursday, May 29th 2014, 7:37am

Hallo Sigi,

nachdem im Betriebshandbuch diese Werte veröffentlicht sind, frag doch mal bei Rotax direkt nach. Die antwort würde mich aus interessieren - zumal diese Antwort dann vom Hersteller direkt kommt.

Viele Grüße

Matthias


Hab ich gemacht. Dort und bei Rotax Franz, sowie einigen Servicetechnikern. Die Antwort von "offizieller" Stelle war die, die im Handbuch steht.

Meiner ganz persönlichen Auffasung nach ist ein Betrieb im Bereich zwischen Motor- und Propkurve möglich, wenn du Superbenzin mit 98 ROZ tankst. Unter 4300 rpm würde ich nicht gehen, denn dann bist du ohnehin schon aus dem effizienten Bereich draußen. Spürt sich rein subjektiv auch nicht gut an, den Motor so zu würgen. Und Lärm ist bei 4300 rpm auch schon äußerst moderat.

Wenn du eine EGT- Anzeige aller 4 Zylinder hast, würde ich diese auch beobachten und bei zu hohen Temperaturen auch nur eines Zylinders die Drehzahl erhöhen oder den Ladedruck verringern.

-- Chris.


http://www.flugwelt.eu/

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