MOTOR GONDOK - Kenőanyag, hajtóanyag (Hajtókar törés) KBSZ SZAKMAI NAPOK- REPÜLÉS Budapest, 2013. április 15. Szilágyi Endre balesetvizsgáló

ELŐZMÉNYEK A múlt év tavaszán útvonal repülés közben a pilóta és utasa komoly teljesítmény csökkenést és ezzel egy időben olajgőzt és olajszóródást észlelt. A gép parancsnoka haladéktalan kényszer-leszállás mellett döntött (Helyesen). A földön a következő látvány tárult eléjük… 2

A MOTORBURKOLAT FELNYITÁSA UTÁN 3

MŰHELYBE SZÁLLÍTÁS UTÁN A MOTOR MEGBONTÁSA 4

SAJNOS A JELENSÉG MÁR NEM VOLT ISMERETLEN Ez a kép évekkel korábban készült a budaörsi hangárban. Itt is a negyedik henger hajtórúdja törött el közvetlenül a kisszem alatt. Ezt az esetet megelőzve már kétszer is történt kísértetiesen hasonló esemény. A közös mindegyikben az volt, hogy a motor üzemidejét meghosszabbították. Az eredetileg 800 órás élettartam több lépcsőben 1400 óráig tolódott ki. A módosítást a gyártó cég útmutatása és felhatalmazása alapján gyári szakember végezte. A pontos leírás nem áll rendelkezésünkre, de valószínű- síthető, hogy az eljárás nem teljesen alkalmas a rejtett hibák feltárására, és így a hibamentes kibővített élettartam „átvészelésére” 5

AZ OKOK A mellékelt animáción látszik, hogy a hajtórúd a dugattyúban a csapszeg segítségével alternáló mozgást végez. Tekintve hogy ez a motor legmelegebb, és legjobban igénybe vett része, a megfelelő kenés, és hűtés rendkívül fontos. 6

SZERKEZETI KIALAKÍTÁS Ezt az odavezetett kenőolajjal oldják meg, ami egyaránt ken és hűt is. Többféle megoldás ismeretes. Jelen esetben a dugattyúban kialakított csatornák vezetik a csapszegre a henger faláról az olajlehúzó-olajáteresztő gyűrű által a henger faláról eltávolított kenőanyagot. A régi, MSZ 20 szabványú adalékolatlan olaj a tökéletlen égésből származó koromszemcséket nem tudta abszorbeálni, így egyes helyeken kokszlerakódás formájában kirakódott a szennyeződés. Ebben a motorban ilyen kritikus pont a dugattyúcsapszeg és a hajtórúd közötti csekély hézag. (Max. 0,04 mm) Ez a kirakódás nagymértékben akadályozza a csapszeg és a hajtórúd közötti szabad mozgást. 7

A HAJTÓRÚD (MARADVÁNYA) Ebben az esetben a szabad mozgás helyett a hajtórúd „kisszem” alatti rész fokozott hajlító igénybevételnek van kitéve, ami előbb-utóbb fáradásos töréshez vezet. A két hajtórúd nem egy időben és nem ugyanabban a motorban, de ugyanúgy törött el. 8

Normál esetben kicsi a súrlódás FÁRADÁS A két ábra szemlélteti a normál működés és a megszorult csapszeg okozta igénybevételt Normál esetben kicsi a súrlódás Megszorult csapszeg esetén ezt a pontot veszik legjobban igénybe az erők. 9

TANULSÁGOK A régi, adalékolatlan kenőanyag sokkal rövidebb idő alatt okozta ezt a hibát. Fokozottan kell figyelni az üzemeltetés körülményeire (magas hőmérséklet, forszírozott üzem, stb). Nem kétséges a gyártó alapos vizsgálata az üzemidő hosszabbításhoz, de az általuk kidolgozott eljárás nem fedi föl az ilyen jellegű, kezdődő meghibásodást. Ezt a tényt az is alátámasztja, hogy az egyik esetben a gyári szakemberek által elvégzett és dokumentált hosszabbítás után mintegy négy üzemórával következett be a törés. Ezt a kockázatot a gyártó is felismerte, és újabban nyakban megerősített hajtórudakkal szereli ezt a típusú motort! 10

REPÜLŐBENZIN KONTRA AUTÓBENZIN RON? Kopogásos égés MON? 11

ÓLMOZOTT, ETILEZETT, METILEZETT? A motorbenzinekhez rendszerint különböző adalékokat adnak, a kívánt tulajdonságok eléréséhez. Újabban etil, vagy metilalkoholt is kevernek akár 15%-ban is a benzinbe, környezetvédelem, és a kőolajjal való takarékoskodásra hivatkozva. A mindenki által ismert oktánszám beállítására régen ólomtetraetilt alkalmaztak. Ma már egyéb adalékokkal próbálják meg pótolni ezt az igen mérgező vegyületet. Az alkohol hatását általában ismerik az üzemeltetők, így most azzal nem kívánok foglalkozni. Viszont fontosnak tartom felhívni a figyelmet az oktánszám körüli félreértésekre. Először is nézzük, hogy mit nevezünk kopogásos égésnek, hogyan jön létre, és mi a hatása. 12

HOGYAN JÖHET LÉTRE? Normál égés Normál égés esetén a lángfront a motor kialakításától függően 40-100 m/s sebességgel terjed 13

KOPOGÁSOS ÉGÉS A gyújtás pillanatában nem csak a lángfront indul el, hanem egy lökéshullám is létrejön. Ez természetesen hangsebességgel terjed, ami a nagy hőmérséklet miatt 400 m/s közelében is lehet. A lökéshullám egyes helyeken idő előtt meggyújtja a keveréket, és ezzel egyenlőtlen nyomás- viszonyokat teremt. Ez többnyire éles sarkokban jön létre, ahol a lökéshullám mintegy „koncentrálódik”. A hirtelen, nem központos nyomásnövekedés megbillenti a dugattyút, aminek szoknyája a henger falához ütődik. Így jön létre a jellegzetes csörgő, kopogó hang.

OKTÁNSZÁM Mindenki számára ismerős kifejezés, hiszen a benzinkútnál ez alapján választjuk ki a kocsinknak megfelelő üzemanyagot. Néhány kútnál még egy „RON” betűszót is észrevehet a figyelmes szemlélő! Itt kezdődnek a problémák. Ugyanis ez egy rövidítés, a Research Octane Number-t takarja. Sokan tudják, hogy az oktánszámot egy speciális motorban vizsgálják, aminek őszintén szólva nem sok köze van a mai, valós motorokhoz. Ezért bevezették a MON-t is ami a valós motorokban jellemzi a benzin viselkedését. Ha megnézzük a British Petrol által publikált összehasonlító táblázatot, mindjárt nem olyan szép a menyasszony. 15

KÁOSZ És ez még közel sem az összes mérőszám amit a gyártók használnak! 16

ALMÁHOZ A KÖRTÉT Persze ameddig csak autóba használják, addig nincs gond, hiszen ezzel az autógyárak is tisztában vannak. A probléma akkor van amikor repülőgépbe használjuk az autóbenzint ahol természetesen nem egyeznek meg a minősítés feltételei. Ekkor hasonlítjuk az almához a körtét. Visszatérve a kopogásos égés létrejöttére. Akkor is bekövetkezhet, ha a keverék túl szegény, túl nagy az előgyújtás mértéke, vagy kis fordulton nagy gázt adunk. Túl szegény keverék esetében a lökéshullám beindíthatja a helyi gócok kialakulását. A képen láthatunk erre példát. 17

NYOMÁSDIAGRAMM Túl nagy előgyújtás esetén, vagy kis fordulaton erőtetve a motort nem alakulnak ki hegyi gócok. Itt a dugattyú kis sebessége miatt a normál ütemben lezajló égés következtében kialakuló maximális nyomás majdhogy nem szembe találkozik a még holtpont előtt lévő dugattyúval. Így néz ki a nyomás felfutása normál, kezdeti kopogás és teljes kopogásos égés esetén 18

AVGAS 100 LL A teljes nevén Avgas 100/130 Low lead. Mit jelent ez? Először is a repülőgép motorok esetében mindig a Motor Octane Numbert adják meg! Ha megnézzük az előbbi táblázatot, a 100.8 RON számú autóbenzin MON-ban már csak 89.2. Ráadásul a 100/130 arra utal, hogy dús keverék esetén 130-as oktánszámnak felel meg a kompressziótűrés, szegény keverék esetében pedig 100-nak. (Aviation lean, aviation rich.) Tehát modjuk felszállás közben, amikor természetesen dús keverékkel repülünk, a motorunk magasabb oktánszámot „vár”. 100-as autóbenzin esetén ekkor kapja a 89.2-őt. Álljon itt végezetül egy valós példa: Évekkel ezelőtt egy repülős társunk honlapján megjelent egy cikk: 19

Adj teljes gázt, öld meg a repülőgépmotort ! „Én motorindítás után, amint egyenletesen jár az ötvenes évek csúcstechnikája, azonnal szegényítek. Nem, nem égetem meg ezzel a szelepeket és detonációt sem okozok. Ugyanis kis fordulaton, így kis teljesítményen nem lehetséges sem a detonáció sem szelepégés. Ezek tények. Detonáció csak alacsony oktánszámú benzintől, utógyújtástól, vagy túlforrósodott hengerfejtől illetve ezek a körülmények együttes meglététől lehetséges. Égett szelep – nagy hőmérséklet – kis teljesítményen nem lehetséges.” 20

Szilágyi Endre balesetvizsgáló KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! KÖSZÖNÖM A FIGYELMET Szilágyi Endre balesetvizsgáló szilagyi.endre@kbsz.hu www.kbsz.hu