La mezcla pobre generalmente se recomienda durante las operaciones en tierra a la presión del nivel del mar en los POH de la mayoría de las aeronaves pequeñas equipadas con un sistema de carburador. ¿Por qué es?
Escuché a algunas personas decir que es porque el motor requiere menos potencia para las operaciones en tierra, pero eso no me convence. Si lo que está en juego es la cantidad de potencia de salida, solo tenemos que apretar el acelerador y reducir la potencia, lo que hacemos exactamente para rodar y mantenernos alejados de la pista. La mezcla se trata de controlar la proporción de combustible y aire que ingresa a los cilindros, y la cambiamos de acuerdo con las variaciones en la densidad del aire, no con la potencia de salida requerida. Si ese es el caso, ¿por qué los POH recomiendan una mezcla pobre para las operaciones terrestres a nivel del mar?
Editar) Supongo que mi pregunta está demasiado mal formulada para que algunas personas la entiendan fácilmente. Déjame intentar de nuevo. Las incrustaciones en las bujías ocurren cuando la mezcla es demasiado rica para la altitud de densidad dada. Por esta razón, muchos de los POH de las aeronaves GA recomiendan a los pilotos que comiencen a inclinar la mezcla a partir de 3000 MSL. Eso significa que mientras la aeronave se mantenga por debajo de los 3000 MSL, los pilotos no tienen motivos para empobrecer la mezcla, al menos con el fin de evitar obstrucciones en las bujías. Sin embargo, los mismos POH recomiendan a los pilotos que utilicen una mezcla pobre para las operaciones terrestres, incluso cuando la elevación donde se realizan las operaciones terrestres es inferior a 3000 MSL. Entonces mi pregunta es: "¿Por qué los POH recomiendan a los pilotos una mezcla pobre para las operaciones en tierra, incluso cuando la altitud de densidad del suelo no lo requiere?".
La nueva aseguradora del Cessna 210 que vuelo solo cobra $ 300 para agregarme a la póliza, en lugar de los $ 1,300 que pedía la anterior, así que he estado leyendo el manual del 210 por primera vez en varios años. Noté que el Manual del Propietario no menciona nada sobre apoyarse en el suelo y da consejos sobre inclinarse en el aire que han sido reemplazados por mejores prácticas más recientes. Busqué en los manuales de Cherokee y Cessna 182 y tampoco mencionan nada sobre apoyarse en el suelo.
Una de las primeras cosas que aprendí al volar el Cessna 182 es a inclinarme agresivamente en el suelo. Hubo varios vuelos cuando comencé a volar por primera vez que no pudieron iniciarse porque, en el período previo, no pudimos despejar las revistas. Después de un par de costosos viajes al A&P, comencé a inclinarme agresivamente en el suelo. En ese momento, estaba demasiado ocupado con la manguera de información para siquiera pensar por qué necesitaba inclinarme, solo que me ahorraría mucho dinero si lo hiciera. Esta publicación es una explicación de por qué necesita apoyarse en el suelo, especialmente en los motores antiguos de pequeño calibre.
El combustible es diferente al de los años 60 y 70
El POH para Cherokee y 182 especifica combustible 80/87. El 210 especifica 100/130 y ese 100/130 de plomo bajo también está aprobado. Entonces, ¿qué significan estos números?
Shell lo explica muy bien, (las negritas son mías)…
Los grados Avgas se definen principalmente por su octanaje. Se aplican dos clasificaciones a las gasolinas de aviación (la clasificación de mezcla pobre y la clasificación de mezcla rica) que da como resultado un sistema de numeración múltiple, por ejemplo, Avgas 100/130 (en este caso, la clasificación de rendimiento de mezcla pobre es 100 y la clasificación de mezcla rica es 130).
En el pasado, había muchos grados diferentes de gasolina de aviación de uso general, por ejemplo , 80/87 , 91/96, 100/130, 108/135 y 115/145. Sin embargo, con la disminución de la demanda, estos se han racionalizado a un grado principal, Avgas 100/130. (Para evitar confusiones y minimizar los errores en el manejo de la gasolina de aviación, es una práctica común designar el grado solo por el rendimiento de la mezcla pobre, es decir, Avgas 100/130 se convierte en Avgas 100).
Hace algunos años, se introdujo un grado adicional para permitir el uso de un combustible en motores diseñados originalmente para grados con un contenido de plomo más bajo : este grado se llama Avgas 100LL, LL significa 'bajo en plomo'.
Todos los equipos e instalaciones que manejan avgas están codificados por colores y muestran de manera destacada las marcas API que indican el grado real que se lleva. Actualmente, los dos grados principales en uso internacionalmente son Avgas 100LL y Avgas 100. Para facilitar la identificación, los combustibles están teñidos, es decir, Avgas 100LL es de color azul, mientras que Avgas 100 es de color verde.
EAA también explica el cambio...
Avgas 80/87 se utiliza en motores de aviones de baja relación de compresión y contiene poco o nada de plomo (se permiten hasta 0,5 gramos de plomo por galón, pero no se requiere ninguno). Es de color rojo y no debe usarse en ningún motor de automóvil debido a su bajo octanaje, de alrededor de 80.
Avgas 100/130 se puede utilizar en algunos motores de automóviles. Tiene números de octanaje tanto de investigación como de motor ligeramente superiores a 100. Avgas 100/130 es de color verde, contiene cuatro gramos de plomo por galón y se está volviendo difícil de encontrar.
Avgas 100 LL (LL significa "bajo contenido de plomo") contiene dos gramos por galón, la mitad del plomo que contiene el avgas 100/130 para el que fue diseñado. Tiene números de octanaje de investigación y motor muy similares a 100/130 avgas. El color es azul. Este producto a veces tiene un alto nivel de aromáticos.
Avgas 115/145 fue desarrollado para motores aeronáuticos de pistón de alto rendimiento utilizados en la Segunda Guerra Mundial y el conflicto de Corea. Es muy difícil de encontrar hoy en día debido a la falta de demanda y, por lo general, solo se produce por pedido especial. El color es morado.
Purvis Brothers tiene información similar en unidades métricas:
Contenido de tetraetilo de plomo:
- 80/87 máx. de 0,14 g/l
- 100/130 tiene 1,12 g/l
- 100LL tiene 0,56 g/l
Entonces, ¿por qué fallan los enchufes?
Los motores del Cherokee y del 182 fueron diseñados para combustible que tiene poco o nada de plomo. 100LL tiene al menos cuatro veces más plomo que 80/87. En anual, hay una cantidad sustancial de plomo que debe eliminarse de ellos. Por otro lado, el 210 fue diseñado para combustible que tenía el doble de plomo. No recuerdo haber ensuciado nunca los enchufes y, por lo general, no tienen muchos depósitos de plomo en la anual. Hablé con otros dos conductores de 210 y tampoco recuerdan ensuciar las bujías, aunque se inclinan agresivamente en el suelo.
Como explica Steve Ells : "El aditivo en Avgas que ayuda a eliminar el plomo en el combustible no hace mucho hasta que las temperaturas de combustión alcanzan alrededor de 1,400 grados F".
En ralentí, su motor no genera mucho calor. Si recuerda haber estudiado para su prueba de PP, el combustible es un refrigerante. Entonces, cuanto más combustible le da a un motor en ralentí, más frío funciona. Inclinar el motor hace que funcione más caliente, que es lo que quieres en el suelo.
Propensión
Ninguno de los manuales del propietario que he mirado menciona que se apoya en el suelo. Probablemente porque, cuando se fabricaron los aviones, los tapones sucios no eran un problema. Los precios del combustible eran bajos, por lo que ahorrar medio galón no era gran cosa. La verdad es que una mezcla completamente rica combinada con la configuración de baja potencia es el escenario perfecto para que el plomo ensucie las bujías y los vástagos de las válvulas.
Entonces, ¿por qué los instructores no enseñan a los nuevos estudiantes a inclinarse agresivamente? Tal vez para que los pilotos de poco tiempo no se olviden de volverse completamente ricos antes del despegue. Pero si te inclinas adecuadamente, esto nunca será un problema. Incline el avión a RPM de taxi (generalmente 1000 RPM) para que comience a tropezar. Luego enriquece solo un poco. Podrá rodar y hacer su preparación en esta configuración de mezcla sin preocuparse por despegar con menos de la mezcla completa. Tan pronto como avance el acelerador un par de cientos de RPM, el motor tropezará. Si intentara avanzar a la potencia de despegue, el motor moriría por falta de combustible, incluso antes de que comenzara su carrera de despegue. Para evitar la vergüenza de detenerme cuando salgo del área de carrera, pongo mi mano en la perilla de mezcla cuando llamo a la torre o CTAF.Y no me lo quito hasta que he empujado la mezcla al máximo para el despegue. (O menos que eso para la altitud de alta densidad).
John D. Collins explica su procedimiento para altitud de alta densidad:
A nivel del mar hasta una altitud de densidad de aproximadamente 3000 pies, empujaría la mezcla completamente rica para el despegue. En altitudes de mayor densidad, haría una carrera de potencia completa y configuraría la mezcla para lograr las RPM más altas, ya que esto le dará la mayor potencia disponible. A medida que sube por encima de 3000 MSL, inclinaría el motor para obtener las RPM más altas.
Cómo se calculan los números de octano.
De Shell:
El golpeteo del motor, que describe la detonación explosiva de la mezcla de aire/combustible o el preencendido, puede causar daños severos al motor y fallas subsiguientes en un corto período de tiempo. Las clasificaciones antidetonantes se expresan como números de octano para aquellos de 100 o menos y como números de rendimiento para aquellas clasificaciones superiores a 100. Estos números relacionan el rendimiento de los combustibles en comparación con un combustible de referencia de isooctano puro. Debido a que las características antidetonantes están influenciadas por la relación de la mezcla aire/combustible, las clasificaciones se desarrollan tanto para el rendimiento de la mezcla rica como para el rendimiento de la mezcla pobre. Los ajustes de mezcla rica producen números de octanaje o rendimiento más altos, ya que el combustible agregado actúa como un refrigerante interno y suprime la detonación. Antes de 1975, ambos números se informaban como la designación de grado, pero la especificación actual utiliza solo la clasificación de mezcla pobre. Actualmente, ASTM (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales) especifica cinco grados: 80, 82UL, 91, 100 y 100LL (bajo contenido de plomo). En la práctica, solo 100LL está ampliamente disponible. La producción de Grado 80 generalmente ha cesado debido a la pequeña demanda.
No sé cuándo el 80/87 comenzó a estar menos disponible, pero la carta de servicio L185B de Lycoming con fecha del 19 de enero de 1988 establece que "siempre que el 80/87 no esté disponible, debe usar el combustible de grado 100 con plomo más bajo disponible". Continúa diciendo que “los combustibles con mayor contenido de plomo pueden dar lugar a un aumento de los depósitos del motor tanto en la cámara de combustión como en el aceite del motor. Puede requerir un mayor mantenimiento de la tracción de la chispa y cambios de aceite más frecuentes.... La operación con una mezcla rica completa requiere períodos de mantenimiento más frecuentes; por lo tanto, es importante utilizar los procedimientos apropiados de mezcla empobrecida aprobados”.
La carta de servicio no menciona apoyarse en el suelo, pero sí menciona que:
A velocidades del motor de 1000-1200 RPM en tierra, las temperaturas de las bujías son lo suficientemente altas como para activar los agentes de barrido de plomo en el combustible, lo que retarda la formación de depósitos de sal en las bujías y los vástagos de las válvulas de escape.
Dado que cuanto más pobre sea la mezcla, más altas serán las temperaturas del cilindro, inclinarse agresivamente ayudaría a reducir los depósitos de plomo.
La carta proporciona un método para inclinarse en el aire para reducir los depósitos.
Esto se hace para evitar un funcionamiento prolongado con una mezcla demasiado rica, lo que puede ocasionar bujías sucias, depósitos de plomo y un funcionamiento irregular del motor. También consume menos combustible. Antes del despegue, la mezcla se mueve a plena riqueza para garantizar que no se agote el combustible y evitar la pérdida de potencia, pero en tierra, incluso si se inclina demasiado accidentalmente, la parada del motor no sería un problema de seguridad importante.
Tu pregunta parece ser Why should I lean my engine's mixture on the ground (when idling/taxiing)?
Para llegar a la respuesta, comencemos con algunas suposiciones:
Suposición 1: El motor funcionará al 50 % de potencia o menos.
Suposición 2: estamos al nivel del mar o cerca de él (altitud de densidad de 3000 pies o menos).
Suposición 3: Totalmente rico es MUY rico: mucho combustible adicional para enfriar los cilindros durante el despegue.
Todas estas suposiciones son válidas para su avión de pistón GA típico durante las operaciones típicas en tierra (ralentí/calentamiento y rodaje).
Hacer funcionar un motor a baja potencia con una mezcla muy rica crea tres problemas:
Ninguno de estos es particularmente bueno para su motor, y la solución a los 3 problemas es la misma: empobrecer la mezcla para que esté pasando menos combustible a través de los cilindros:
Ahora que cubrimos el por qué, nos corresponde pensar en cómo apoyarnos correctamente en el suelo.
La regla general es que si va a apoyarse en el suelo, debe inclinarse lo más agresivamente posible: recuerde que la primera suposición que hicimos anteriormente es que el motor funcionará al 50 % de potencia o menos, y en esos ajustes de potencia usted Puedes poner la perilla de mezcla donde quieras, siempre y cuando el motor funcione sin problemas: no dañarás tu motor.
Lycoming tiene algunas recomendaciones en SI 1497A que están específicamente dirigidas a los motores IO-360 utilizados en algunos aviones Cessna (y más específicamente a las operaciones de entrenamiento de vuelo donde puede pasar mucho tiempo en tierra a baja potencia), pero las recomendaciones son generalmente aplicable a motores carburados también.
En ausencia de instrucciones más específicas del fabricante de su motor o fuselaje, una forma simple de manejar la inclinación en el suelo es inclinarse lo más agresivamente posible, hasta el punto en que el motor se tambaleará si intenta avanzar el acelerador para despegar o aumentar la potencia. Esto evita el despegue accidental con la mezcla en una configuración pobre inapropiada, y debido a que está poniendo la mínima cantidad de combustible posible en el motor, minimiza los tres problemas que nos preocupan.
A mucha gente se le enseña en el entrenamiento que "nunca debe apoyar el motor en el suelo" o que "nunca debe apoyar el motor por debajo de los 5000 pies". Estos son mitos basados en un consejo común que encontrará en la mayoría de los manuales de motor o POH, que generalmente dicen algo como esto:
Para altitudes de densidad de 5000 pies o más o temperaturas ambiente altas, puede ocurrir aspereza o reducción de potencia en una mezcla completamente rica. La mezcla se puede ajustar para obtener un funcionamiento suave del motor.
Esto no es una prohibición de inclinarse por debajo de una altitud determinada, aunque a menudo se simplifica a ese nivel por el bien de los estudiantes: es más fácil para la mayoría de nosotros que operamos en campos de baja elevación que se nos enseñe "Haga funcionar el motor al máximo en el suelo". " que explicar el funcionamiento interno de la combustión y la mezcla de combustible a un estudiante que ya está abrumado con solo intentar arrancar el motor.
El hecho que contradice el mito de "nunca inclinarse por debajo de cierta altitud " es que tanto Lycoming como Continental recomiendan inclinar el motor durante el vuelo de crucero (es decir, "períodos prolongados de funcionamiento") cuando el motor produce un 75 % de potencia o menos, y esta recomendación es independientemente de la altitud (navegar a 1500 pies versus 15 000 pies no hace ninguna diferencia; lo que importa es la cantidad de potencia que le pide al motor que produzca).
Operar en tierra es, en lo que respecta al motor, "vuelo de crucero" (un período prolongado de operación con poco cambio de potencia) a baja altitud (nivel del mar) y una configuración de potencia baja (muy por debajo del 75% de potencia, típicamente muy por debajo del 50 % de potencia), por lo que puede inclinar el motor de forma segura para las operaciones en tierra, siempre que recuerde devolver la mezcla a una configuración apropiadamente rica antes de intentar una operación de alta potencia (arranque, despegue o "desatascarse" en una superficie blanda). superficie).
Además, al inclinarse agresivamente (hasta el punto en que el motor tropieza cuando avanza el acelerador y no puede producir una gran potencia ) se asegura de no olvidarse de configurar la mezcla apropiadamente rica para esas operaciones de alta potencia: ya que el motor no le permitirá para alcanzar esos ajustes de potencia, no puede dañarse a sí mismo y lo peor que hará es tropezar o detenerse (privado de una mezcla demasiado pobre) si no retarda el acelerador.
A alta potencia (despegue), se necesita una mezcla más rica para proporcionar combustible adicional para el enfriamiento y para evitar presiones internas de los cilindros excesivamente altas. La alta potencia también conduce a temperaturas de los gases de escape lo suficientemente altas como para que no se formen depósitos de carbón y plomo, a pesar del exceso de combustible y la combustión incompleta.
A baja potencia (ralentí/rodaje), una mezcla rica resultará en temperaturas más bajas de los gases de escape y producirá depósitos de carbón/plomo que estropearán las bujías. Empobrecer la mezcla fomenta una combustión más completa, este carbón menos oxidado para depositar y temperaturas más altas de los gases de escape, lo que evita que los depósitos se adhieran y quemen los depósitos que ya están allí. También ahorra combustible.
Entonces, la diferencia no es tanto "en tierra" versus "en vuelo", sino más bien "baja potencia" versus "alta potencia".
La pregunta ha sido respondida, pero es incorrecto (y un poco tonto si lo piensa) decir que las mezclas ricas enfrían el cilindro porque 'el combustible es un refrigerante'.
Las mezclas ricas se queman más lentamente , por lo que el pico de presión dentro del cilindro como resultado de la expansión del gas debido a la combustión se produce más tarde cuando el pistón está más alejado del PMS. Por lo tanto, hay un mayor volumen de espacio libre sobre el pistón en el punto de presión máxima, por lo que el valor de presión máxima es más bajo, lo que significa que la temperatura es más baja .
Esta es la razón por la que el CHT aumenta constantemente a medida que la mezcla se empobrece desde la mezcla rica, porque la tasa de combustión aumenta, lo que significa que la presión máxima se produce más cerca del TDC. En torno a la mezcla de 'mejor potencia', la tasa de combustión es más rápida, lo que significa que la CHT será aproximadamente máxima. Si la mezcla se empobrece aún más, la combustión vuelve a ralentizarse, incluso en la 'mejor economía', produciendo CHT decrecientes constantemente.
Además, si la presión máxima se retrasa alrededor de 16 grados por encima del PMS, el ángulo entre la biela y el cigüeñal se acerca más al ideal, lo que brinda una mayor ventaja mecánica y menos tensión en los cojinetes.
La detonación es el resultado de mezclas que no son lo suficientemente ricas (ni pobres) a alta potencia porque la presión máxima se produce demasiado cerca del TDC cuando el volumen de depuración es pequeño , lo que significa que la presión y la temperatura son demasiado altas. A alta potencia, una mezcla muy pobre evitaría la detonación como lo hace la rica completa porque ambas ralentizan la combustión para que el volumen de depuración sea mayor a la presión máxima; sin embargo, no sería posible lograr una mezcla lo suficientemente pobre para hacerlo con un funcionamiento suave debido a los sistemas de distribución de combustible generalmente desiguales, y la mezcla pobre no contendría suficiente combustible para producir realmente la potencia máxima. Por estas razones, full rich se usa a alta potencia.
jamesqf
ryan mortensen