Drehzahlschwankungen im Reise-/Steigflug

[Oshkosh]

Hallo,

 

wir haben gestern eine neue Erfahrung gemacht, deren Ursache nicht ganz klar ist. Ich hoffe darauf, das hier einige "Motorheads" sind, die etwas Licht ins Dunkel bringen können:

 

Vor dem Abflug waren beim Run-Up-Check keine Unregelmässigkeiten aufgefallen. Die Drehzahldifferenzen beim Magnetcheck, sowie der Vergaservorwärmung waren normal, ebenso die Funktion der Propellerverstellung.

 

Beim Abflug selbst war auch alles "wie immer". Die Überraschung kam nach ca. 15 Minuten im Flug, als wir von 3500ft auf FL65 steigen wollten. In 4500ft begann die Drehzahl um 300-400U/min zu schwanken und die Maschine geriet in eine Pendelbewegung, das wir zu dritt mit einem freundlichen Kopfnicken in der Maschine sassen. Ich habe den Steigflug sofort abgebrochen, die Maschine wurde in den Geradeausflug gebracht und die Leistungseinstellung für den Reiseflug gesetzt.

 

Die Drehzahlschwankungen blieben, jedoch nur noch im Bereich von 100-150U/min, die Schiebebewegungen waren nicht mehr so stark ausgeprägt, aber immer noch vorhanden. Der Öldruck war konstant und im grünen Bereich, ebenso der Kraftstoffdruck und der Manifold Pressure verblieb auch fest im eingestellten Wert.

 

Da wir Drei keine Lösung für diesen Problem hatten, entschlossen wir uns zu einer umgehenden Landung am nächsten Platz (1NM entfernt) und verwarfen die ursprüngliche Idee zur Umkehr nach Egelsbach. Nach der Leistungsreduzierung für den Sink-, bzw. Anflug waren die Drehzahlschwankungen verschwunden. Nach der Landung führten wir am Boden einen erneuten Run-Up-Check durch, wieder ohne eine Indikation. Die Rückreise nach Egelsbach erfolgte dann mit vier Rädern unter den Hintern...

 

Bei dem Flugzeug handelt es sich um eine Piper Dakota (PA 28-236).

 

Gruß,

 

Markus

[Brufi]

Governor oder sonst etwas an der Propellerverstellung.

[phijip]

Ein in unregelmaessigen abstaenden auftretendes leichtes schwanken der drehzahl ist (bei fixprop) meist ein anzeichen fuer eine marginale zuendkerze.

Gruss

Philipp

[Bleriot]

Hatte einmal ein ähnliches Phänomen im Flug. Alle Motorinstrumente im grünen Bereich. Die Ursache lag bei der korrodierten Sonde für die Abgastemperatur. Da ich wegen Verstellprop nach EGT geleant habe, wurde aufgrund der falschen EGT-Anzeige viel zu aggressiv geleant. Der Motor konnte die gegebene Prop-Drehzahl nicht halten und der Governor regelte nach, bis die Drehzahl wieder stimmte, und so fort. Habs erst durch einen Wekstattflug mit einem Mechaniker herausgefunden, da am Boden nicht demonstrierbar.

 

Gruss

Paul

[Brufi]

Ein in unregelmaessigen abstaenden auftretendes leichtes schwanken der drehzahl ist (bei fixprop) meist ein anzeichen fuer eine marginale zuendkerze.

Dakota hat Verstellpropeller.

[Touni]

Was hast du im Flug alles überprüft?

Carb, spark plug fouling, magneto, mixture, propverstellung(Luft im System)?

[Oshkosh]

Moin,

 

Was hast du im Flug alles überprüft?

Carb, spark plug fouling, magneto, mixture, propverstellung?

wir waren im Steigflug als das Problem auftrat (Max Power, Prop High, Mix Rich). Da auch der Manifold Pressure nicht geringer wurde, schloss ich eine Vergaservereisung aus.

 

Der Magnetcheck vor dem Start am Boden war unauffällig. Da wir im vergangenen Jahr mit genau dieser Maschine "Pech" in Form eines gebrochenen Zündkabels hatten und immer wieder Vereinskollegen den "roten Hebel" sehr konservativ einsetzen, behaupte ich erkennen zu können, wenn Bleiablagerungen auf den Zündkerzen den runden Motorlauf stören. Im Falle des gebrochenen Zündkabels kamen auch noch Aussetzer/Fehlzündungen des betroffenen Zylinders hinzu. Der Motorlauf am Samstag war jedoch nicht rauh, weshalb ich keine Veranlasung sah, in diesem Moment in der Luft einen Magnetcheck durchzuführen.

 

Die Propverstellug/Mixture habe ich zwangsläufig zweimal bedient: erst beim Übergang vom Reise- in den Steigflug, nach dem Abbruch wieder zurück in die Reisestellung.

 

Letztendlich war die komfortable Situation des sehr nahgelegenen Flugplatzes die Entscheidung nicht weiter in der Luft die Ursache zu suchen, sondern zu landen. Der Rückflug nach Egelsbach hätte nur 15 Minuten gedauert, dafür hätten wir aber (aufgrund der Luftraumstruktur) von 4.500ft auf 1.500ft (1.100ft AGL) sinken müssen. Wenn dann der Motor quittiert, geht es mit 900ft/min abwärts...

 

Gruß, Markus

[Brufi]

Finde ich eine gute Entscheidung. Bin gespannt auf die Ursache, Du hälst uns sicher auf dem laufenden.

Gruss

Philipp

[Touni]

Hallo Markus,

 

ja, dann ist ein Motorproblem wirklich sehr unwahrscheinlich. Bei der C182RG steht im Propmanual bei Drehzahlschwankungen im Flug u.A. durch Luft im Regelsystem, durch mehrmaliges Betätigen des Drehzahlhebels über den gesamten Bereich zu beseitigen.

[MarkusP210]

Hallo Markus

 

Vorneweg, ich bin kein Hydrauliker. Aber da der Governor ein Regler ist und der 'Antrieb' sprich Oeldruck offenbar konstant war, sieht das nach einer Schwingung des Reglers selbst aus. Ein Defekt an Triebwerk oder Zündung schliesse ich aus. AUfgrund des konstanten Oeldrucks ist auf einen Hardwaredefekt am Regler selbst zu schliessen (teilweise Zusetzen eines Kanals, Problem mit den Fliehkraftgewichten etc.).

 

Ich denke der Entschluss zu landen war weise, bei einer Überdrehzahl wird der Motor zur Zerlegung und der Propeller (resp. die Nabe) zum Röntgen fällig. Ganz abgesehen von der Desintegrationsgefahr des Propellers selber.

 

Markus

[Oshkosh]

Moin,

 

[...]im Propmanual bei Drehzahlschwankungen im Flug u.A. durch Luft im Regelsystem, durch mehrmaliges Betätigen des Drehzahlhebels über den gesamten Bereich zu beseitigen.

exzellenter Hinweis, die Suche in der allwissenden Müllhalde förderte das zutreffende Manual von Hartzell hervor, in dem folgendes zur Fehlersuche steht:

 

A. Hunting and Surging

Hunting is characterized by a cyclic variation in engine speed

above and below desired speed. Surging is characterized by

a large increase/decrease in engine speed, followed by a

return to set speed after one or two occurrences.

(1) If propeller is hunting, an appropriately licensed repair

facility should check:

(a) Governor

(b) Fuel control

© Synchrophaser, or synchronizer

 

(2) If propeller is surging:

Perform Steps 1.A.(1)-1.A.(5) under "Operational Tests,"

in this chapter to release trapped air from the propeller. If

surging recurs, it is most likely due to a faulty governor.

Have the governor tested by an appropriately licensed

propeller repair facility.

 

(3) Hunting and/or surging may also be caused by friction

or binding within the governor control, or by internal

propeller corrosion, which causes the propeller to react

slower to governor commands. The propeller must

be tested at an appropriately licensed propeller repair

facility to isolate these faults.

http://www.hartzellprop.com/service_support.php?id=69

 

A. Initial Run-Up

(1) Perform engine start and warm-up per the Pilot's

Operating Handbook (POH).

CAUTION: AIR TRAPPED IN THE PROPELLER

HYDRAULIC SYSTEM WILL CAUSE THE

PITCH CONTROL TO BE IMPRECISE AND

MAY RESULT IN PROPELLER SURGING.

(2) Cycle the propeller control throughout its operating range

from low to high (or as directed by the POH).

(3) Repeat this procedure at least three times to purge air

from the propeller hydraulic system and to introduce

warmed oil to the cylinder.

NOTE: Pitch change response on the first operation

from low to high blade pitch may be slow, but

should speed up on the second and third cycles.

(4) Verify proper operation from low pitch to high pitch and

throughout operating range.

(5) Shut down the engine in accordance with the POH.[/Quote]

So wie hier empfohlen, bzw. auf das POH bezogen, steht es auch bei uns in der Checkliste und wird brav beim Run-Up-Check abgearbeitet.

 

Ich bin gespannt, was der Mechaniker findet und berichte dann das Ergebnis.

 

Vielen Dank und Gruß, Markus

[Gast Hans Fuchs]

weshalb ich keine Veranlasung sah, in diesem Moment in der Luft einen Magnetcheck durchzuführen.

Vorsicht grundsätzlich bei sowas in der Luft! Jedenfalls nicht mit hoher Drehzal den Test anfangen. Denn wenn z.B. ein Magnet radikal verstellt ist, dann kann es den Motor derart grausman schütteln, dass mechanische Schäden eintreten können.

 

Im konkreten Fall kann man nach dem Test am Boden die Magnete ziemlich sicher ausschliessen.

 

Hans

[MarkusP210]

Nach gründlichem Durchdenken des Systems der Drehzahlregelung komme ich zu folgenden Konklusionen:

 

- Die Drehzahl wird durch Anstellen der Propellerblätter, ausgehend von der Stellung maximaler Drehzahl (mechanischer Anschlag bei normalen Propellern) aus

- Das Anstellen der Propellerblätter erfolgt über einen in der Propellernabe integrierten Getriebeantrieb, die Betätigung erfolgt hydraulisch mittels Motoroel (resp. mittels Oeldruck in der Nabe)

- Wird der Oeldruck konstant gehalten, ist die Anstellung der Propellerblätter und damit die Drehzahl (bei gleicher Leistung) konstant.

- Eine Konstanthaltung des Oeldrucks in der Nabe kann nur dann erfolgen, wenn permanent Oel durch die Nabe fliesst. Würde nichts fliessen, hätte der Druck in der Nabe denselben Wert wie der Motoroeldruck. Die Menge des fliessenden Oels sowie die Kanalquerschnitte definieren den sich einstellenden dynamischen Oeldruck.

- Mittels Erhöhung/Verminderung der fliessenden Oelmenge werden Druckschwankungen seitens des Motors ausgeglichen.

 

--> Der Governor hält den Druck in der Nabe durch Regelung der Oel-Durchflussmenge konstant.

--> Schwankender Druck = Drehzahlschwankung

--> Ursachen 1: Stark schwankender Motoroeldruck (hier nicht der Fall)

--> Ursachen 2: Defekt am Stellglied der Durchflussregelung im Governor (wahrscheinlich)

 

Markus

[Oshkosh]

Hallo,

 

ich habe gerade mit einem Mitarbeiter der Werft telefoniert: die Ursache war ein defekter Kondensator am linken Zündmagneten.

 

Gruß, Markus

[Touni]

Hoppla, damit hätte wohl niemand gerechnet. :rolleyes:

 

Zeigt aber wieder mal, dass man ruhig nach AFM arbeiten soll. Auch wenn ein Magnet-Check in der Luft in dem Moment unlogisch erscheint.

Cessna schreibt:

 

A sudden engine roughness or misfiring is usually evidence of magneto problems. Switching from BOTH to either L or R ignition switch position will identify which magneto is malfunctioning. Select different power settings and enrichen the mixture to determine if continued operation on BOTH magnetos is practicable. If not, switch to the good magneto and proceed to the nearest airport.

[Hägar]

Vorsicht grundsätzlich bei sowas in der Luft! Jedenfalls nicht mit hoher Drehzal den Test anfangen. Denn wenn z.B. ein Magnet radikal verstellt ist, dann kann es den Motor derart grausman schütteln, dass mechanische Schäden eintreten können.

 

Sorry Hans, aber diese Argumentation ist meiner Meinung nach unlogisch.

 

Natürlich kann ein "radikal verstellter Magnet grausam schütteln" und ernste Motorschäden verursachen, allerdings nur, wenn er unkontrollierte Frühzündungen produziert.

Falls dieses mal passieren sollte, tritt diese grausame Schütteln aber mit Sicherheit bereits auf der Stellung BOTH auf und nicht erst, wenn der "gute" Magnet abgeschaltete wird.

 

Das heisst, man kann beim Trouble Shooting durch Checken der Magnete die Situation nicht verschlimmern, unter Umständen aber - wenn tatsächlich ein fauler Magnet vorliegt - massiv verbessern und Motorschäden verhindern.

 

Wichtig ist dann, dass man den als Verursacher identifizierten Magneten abgeschaltet lässt (er könnte sein Verhalten weiter verschlechtern) und halt mit etwas weniger Leistung zum nächsten Flugplatz fliegt, so wie es Touni's Zitat vorsieht.

 

 

Gruss

 

Ruedi

[Gast Hans Fuchs]

Falls dieses mal passieren sollte, tritt diese grausame Schütteln aber mit Sicherheit bereits auf der Stellung BOTH auf und nicht erst, wenn der "gute" Magnet abgeschaltete wird

Falsch Ruedi

 

Nach 10 Jahren FF Erfahrung bin ich sehr vorsichtig mit meinen Aussagen geworden. Wenn ich also so etwas, wie hier beschreibe, dann ist das sicher nicht reine Vermutung oder Hörensagen. Mit andern Worten, ich habe es selber erlebt.

 

Ich hatte auf Both lediglich ein erhöhtes EGT, aber eine völlig runden Motorlauf. Als Verfetten des Gemisches keine Besserung gebracht hatte, wurden also die Magneten gecheckt. Auf dem kaputten Magneten wollte sich dann die Maschine bereits ab 1200 Umdrehungen geradezu aus dem Motorenbock herausschütteln.

 

Ich sage nicht, dass man die Mangenten im Flug nicht abschalten darf, sondern lediglich, dass diese Versuche mit möglichst geringer Drehzal begonnen werden sollten. Ist der Lauf dann rund, kann und soll man langsam die Drehzal erhöhen, bis sicher feststeht, dass mit dem gesteten Magneten alles i.O. ist.

 

Hans