Tech-Ecke: Manifold Pressure

[Transistorfips]

Liebe Luftfahrer,

was ich schon immer als luftfahrttechnisch interessierter Laie wissen wollte aber nie zu fragen wagte: Wie verhält sich der Unterdruck im Einlasskanal über die Drehzahl bzw über den Öffnungswinkel der Drosselklappe (also quasi als Kennlinie)?
Warum ist er überhaupt so wichtig, daß man ihm ein eigenes Instrument gab?
 

[744pnf]

Keine Ahnung, ob sich Deine Frage allgemeingültig für alle möglichen Typen beantworten lässt, aber hier sind zwei Ansätze zumindestens schon mal für den zweiten Teil:

https://answers.yahoo.com/question/index?qid=20071011011230AA74xXB

http://www.avweb.com/news/pelican/182081-1.html?redirected=1

[PEOPLES]

Also Kolben-Flugmotoren sind nun nicht mein Steckenpferd, deswegen nur rudimentär:

 

Kolbenmotoren (Otto) werden ja über Drosselklappen gedrosselt. Wären diese nicht installiert, würde der Motor immer unter Volllast laufen und der MAP wäre nah dem Umgebungsdruck.

 Der MAP wird nach der Drosselklappe gemessen und gibt quasi Aufschluss darüber, wie weit der Motor durch die Drosselklappen eben gedrosselt wird. Darüber lässt sich eine Aussage bezüglich der Last treffen, die der Motor trägt. 

 Aus Last und Drehzahl kann man dann auf die abgegebene Leistung des Motors schließen.

 

Drosselklappe zu = niedriger MAP = niedrige Last,

Drosselklappe auf = hoher MAP = hohe Last

 

 Nur die Drehzahl ist nicht ausreichend, weil diese ja nicht unmittelbar mit der Leistungsabgabe des Motors stehen muss, vergleiche das Auto: Berg hoch mit Drehzahl xzy muss der Motor eine höhere Last tragen, als bergab mit gleicher Drehzahl.

 

Ich bin mir nicht 100% sicher, aber ich glaube das man damit (neben der EGT) auch den Motor im Reiseflug "einstellt" (über den Prop, wenn möglich), also hohe Last bei geringer Drehzahl ist besser als andersrum, weil dann der spezifische Verbrauch abnimmt.

[Transistorfips]

Ich bin immer vom Auto ausgegangen aber das macht aufgrund der fortlaufend unterschiedlichen Drosselklappenstellungen keinen Sinn. Ich vermute, daß die Kenninie im Diagramm (Strömungsgeschwindigkeit auf der Y-Achse, Winkelstellung auf der X-Achse) mit der dritten Potenz x Faktor_Motor steigt. Und auch der Zusammenhang zwischen Höhe und Unterdruck im Rohr ist jetzt klar: "At a 6,000-foot elevation airport, for example, set 6,000 on the altimeter, read (say) 29.5 in the Kollsman window, subtract six, and check that your MP gauge shows approximately 23.5 before start." Ich liebe Physik.

 

Wird bei einer Einspritzung eigentlich auch die Drosselklappe verstellt und die Einspritzmenge richtet sich primär danach? Hmmm... ist wohl eher ne Frage für ein Autoforum.

Danke für die Erkärungen.

 

 

 

Joachim, gestern von FKB -> ALC, Urlaub machen.

[Luca di Montanari]

Kollege PEOPLES hat es schon kurz angesprochen: die Manifold Pressure dient tatsächlich der Leistungsanzeige, weil die Drehzahl nicht aussagekräftig ist. Aber: dies betrifft nur Flugzeuge mit Constant Speed Props, also Verstellpropeller.

 

Bei diesen wird über den Blattverstellhebel im Cockpit eine bestimmte Blattsteigung (geringe, flache Steigung = Start, beschleunigen / grosse Steigung = Reiseflug mit hoher Geschwindigkeit) vorgewählt. Diese ist jedoch nicht exakt gleich der Einstellung, sondern wird über den sogenannten Governor an die aktuelle Leistung des Motors angepasst, so dass immer ein möglichst ideales Verhältnis zwischen Speed und Blattsteigung besteht. Dies resultiert darin, dass sich aus einer bestimmten Einstellung des Blattverstellhebels eine konstante Motor- und Propellerdrehzahl ergibt, unabhängig der gewählten Motorleistung. Deshalb heissen die Dinger auch constant speed props.

 

Die Manifold Pressure dient dabei tatsächlich zur Leistungsanzeige. Da solche Motoren aber üblicherweise mit Einspritzung und Turboladern ausgerüstet sind, wird diese in der Regel hinter dem Turbo abgenommen.

 

Bei Festpropellern besteht dieses Problem nicht, dort ist die Drehzahl mehr oder weniger gleich der Leistung, deshalb haben mit solchen Aggregaten ausgerüstete Flugzeuge auch keine Manifold Pressure Anzeige.

[wartungsfee]

Nur als Zusatz.

MAP findet bei allen Verstellprops Anwendung. Auch solche ohne Constant Speed Governor. MAP wird immer hinter der Drosselklappe gemessen. Auch bei Turbos.

 

Bei Direkteinspritzern kann auf die Drosselklappe verzichtet werden. Bei Saugrohreinspritzern nicht.

[abdul099]

Bei Direkteinspritzern kann auf die Drosselklappe verzichtet werden. Bei Saugrohreinspritzern nicht.

 

Meines Wissens brauchen die meisten Direkteinspritzer doch eine Drosselklappe (Ottomotoren vorausgesetzt), da es selbst heute im Jahr 2014 so gut wie keine Direkteinspritzer im Schichtladebetrieb gibt. Dementsprechend fahren die Motoren im Homogenbetrieb, die Kraftstoffmenge wird an die Luftmenge angepasst um ein (nahezu) stoechiometrisches Gemisch zu erzielen. Die Leistungsregelung quantitativ, d.h. die Menge an angesaugter Luft und die darauf bemessene Kraftstoffmenge wird veraendert, indem die Stellung einer Drosselklappe geaendert wird.

Ausnahmen sind Motoren, die vollvariable Ventiltriebe besitzen, aber die aendern dann nur den Ventilhub, um damit die Drosselung durchzufuehren - prinzipiell ist es das Selbe, nur technisch anders geloest.

 

Bei Motoren im Schichtladebetrieb sieht es natuerlich anders aus, diese koennten tatsaechlich ohne Drosselklappe auskommen, da die Leistungsregelung qualitativ ist. Meist besitzen diese Motoren dennoch eine Drosselklappe, die im Normalbetrieb meist ziemlich weit geoeffnet ist und dann der Drallerzeugung dient oder auch im Notlaufprogramm zur Leistungsregelung. Nur: Ich wuesste aktuell von keinem Motor, der in Serie als Schichtlader betrieben wird. Selbst die von VW/Audi/Skoda/Seat/... recht bekannten (T)FSI arbeiten im Homogenbetrieb bzw. wurde der Schichtladebetrieb nachtraeglich per Softwareupdate wieder abgeschaltet.

Und bei Flugmotoren? Continental-/Lycoming-Motoren auf dem technischen Stand von vor 40 Jahren? Rotax / Limbach / was weiss ich was? Nee, das glaub ich erst wenn ich es gesehen hab...

 

Natuerlich lasse ich mich auch gerne eines Besseren belehren.

[PEOPLES]

Ich denke selbst im Schichtladebetrieb kann man nicht vollständig auf die Drosselklappe verzichten, man müsste damit ja alle Betriebsbereiche abdecken und dazu müsste man im Leerlauf schon sehr abmagern. Das war ja das Hauptproblem bei den Schichtlademotoren, dass dies eben recht schwer ist, bei einem Benziner noch ein zündfähiges Gemisch um die Zündkerze zu "bündeln", deswegen kann nicht bis ultimo abgemagert werden. Will man den Motor dann noch weiter drosseln, muss man wohl wieder die Luftmenge begrenzen.