Membranvergaser Abgastemperatur / Sommer / Winter

von Walter Schmidt

Zum besseren Verständnis sollte der Leser ein wenig mit der Wirkungsweise eines Membranvergasers vertraut sein. Bei konventionellen Flugmotoren ist der Vergaser auf (reich) eingestellt und lässt sich während des Fluges an die bestehenden Luftverhältnisse anpassen (leanen). Bei PKW- und Motorradvergasern ist das nicht üblich, die müssen am Boden so eingestellt werden: dass der Motor von NN bis zur maximalen Flughöhe sicher betrieben werden kann. Die Luftdichte verändert sich nicht nur mit abnehmender Höhe sondern auch im Jahreslauf, in der kalten Jahreszeit ist die Luftdichte höher als in der warmen Jahreszeit. Deswegen kann es vorkommen, dass die Abgastemperaturen in der kalten Jahreszeit auch bei Teillast zum fürchten hoch sein können.

Will man den Vergaser für einen Flugmotor einstellen, muss man zwischen zwei Übeln wählen. Entscheidet man sich für einen geringen Brennstoffverbrauch, ist das Risiko groß den Motor auch schon im Teillastbereich thermisch zu überhitzen. Geht man auf Nummer Sicher und wählt eine fette Gemischeinstellung, steigt der Brennstoffverbrauch, die Zündkerzen verrußen, der Motor säuft beim Starten schnell ab.

Im Membranvergaser wird das Gemisch in drei Stufen aufbereitet, die Niedrig- Übergangs und Hoch-Geschwindigkeitsstufe. Der Mikuni Super BN 38 hat mehrere verstellbare Regelkreise, jeder Regelkreis reagiert auf eine Änderung der Drosselklappe. Die einzelnen Regelkreise überschneiden sich und arbeiten stufenweise, abhängig von der Drosselklappenstellung. Der Grund dafür ist simpel, die Düsenwirkung ist nicht von der Motordrehzahl oder der Fluggeschwindigkeit abhängig, sondern davon wie weit die Drosselklappe geöffnet ist.

Der Pop-Off Druck ist der Prüfdruck, bei dem die Düsennadel des Regelventils mit einem hörbaren „Pop“ abhebt. Um Vergaserprobleme richtig zu diagnostizieren muss man wissen, bei welcher Drosselklappenstellung das Problem aufgetreten ist, um den richtigen Regelkreis angemessen zu korrigieren.

Verstellbare Regelkreise:
1. Teillast- Verstelldüse: zum einstellen eines weichen Leerlaufes und guten Übergangs.
2. Pop-Off Druck: wirksam von Leerlauf bis 1/4 Drosselklappe in Verbindung mit der Leerlaufdüse.
3. Teillastdüse: wirksam von Leerlauf bis 1/3 Drosselklappe .
4. Hauptdüse: wirksam von 1/3 bis 3/4 Drosselklappe .
5. Haupt- Verstelldüse: wirksam von 3/4 bis voll geöffneter Drosselklappe

Beispiel Göbler Hirth F30 K / Mikuni Super BN 38:
Stellung Drosselklappe in Abhängigkeit von der Drehzahl

Bei 60 % Leistung ist die Drosselklappe nicht 60% sondern nur 1/3 geöffnet und somit noch die Teillastdüse (Leerlaufdüse) aktiv, kaum zu glauben aber es ist so.

Vergaser einstellen:
Wenn man die richtige Grundeinstellung des Vergasers finden will, sollte ein Satz neuer Zündkerzen eingebaut werden um schneller ein Zündkerzenbild zu bekommen. Die Abgassysteme sollten mit Abgasthermometern ausgerüstet sein. Die Vergaser sollten synchronisiert sein und beide Drosselklappen annähernd die gleiche Stellung haben.

1. Synchronisieren der Vergaser
Zum synchronisieren der Vergaser verwendet man ein Synchro – Testgerät. Wenn der Motor bei niedrigster Drehzahl weich und rund läuft und der Druckunterschied zwischen den Vergasern möglichst klein ist, den Motor abstellen und in der Leerlaufposition den Spalt zwischen Drosselklappe und Venturidüse prüfen. Man steckt einen dünnen Draht ( 1 mm ) in den Spalt zwischen Drosselklappe und äußerer Venturi und verstellt den Gashebel bis der Draht klemmt. Ist der Spalt - Unterschied zwischen beiden Vergasern sehr groß, sind möglicherweise Flanschverbindungen zwischen Vergaser und Motor undicht. Gegebenenfalls Flansche abdichten und Vergaser erneut synchronisieren.

2. Null Stellung der Verstelldüsen markieren
Nacheinander die verstellbaren Düsen ganz hineindrehen, notieren wie weit die Düse geöffnet war,
„0“ – Stellung an einem Flügel der Düsennadel und am Gehäuse dauerhaft mit Farbe markieren und die Düsennadel wieder auf die vorherige Stellung zurückdrehen.

3. Hauptdüse einstellen
Ein sicheres Anzeichen für die richtige Einstellung der Hauptdüse ist, wenn die maximale Drehzahl erreicht wird. Ist das Gemisch zu mager wird die maximale Drehzahl nicht erreicht, ist das Gemisch zu fett wird die maximale Drehzahl ebenfalls nicht erreicht, der Motor wird qualmen und das Zündkerzenbild ist dunkelgrau bis schwarz.
Ausgangsstellung: Hauptverstelldüse 2 Umdrehungen offen, Motor starten und langsam auf Vollgas hochfahren. Eine zweite Person drosselt in kleinen Schritten die Hauptverstelldüse eines Vergasers. Wenn sich dabei die Drehzahl erhöht, weiter in kleinen Schritten abmagern bis die Drehzahl abfällt. Dann wieder etwas anreichern; - das gleiche am anderen Vergaser wiederholen.
Abgastemperatur beachten: Bei der Einstellung des Vergasers muss auch auf die thermische Belastung des Motors geachtet werden. Für den Luftgekühlten Göbler Hirth F30 sind Abgastemperaturen >=1.300°F nicht mehr akzeptabel, Abgastemperaturen unter 1.200°F sind unwirtschaftlich. Wird bei Vollgas die maximal mögliche Drehzahl erreicht ohne die zulässige Abgastemperatur zu überschreiten, ist die richtige Einstellung gefunden.
Motor abstellen, auf jeder Vergaserseite eine Zündkerze herausschrauben und das Zündkerzenbild prüfen, die Elektrode sollte eine hellgraue bis braune Färbung haben.
Motor erneut starten, nach 1 - 2 Minuten Vollgas, Abgastemperaturen notieren, Drehzahl in Stufen von 300 U/min reduzieren nach 1 – 2 Minuten Abgastemperaturen notieren, weiter bis die Abgastemperaturen im Trend abfallen ( bei etwa 4.000 U/min).

Abgastemperatur > 1.280 °F :	Abgastemperatur > 1.280 °F :
- Teillast zwischen 4.000 - 4.800 U/min. Ursache: das Gemisch ist zu mager. Abhilfe: Teillast–Gemisch anreichern; Teillast-Verstelldüse weiter öffnen, oder Pop–Off Druck reduzieren, oder eine kleinere Teillastdüse einbauen.	- Teillast zwischen 4.000 - 4.800 U/min Ursache: Gemisch zu fett. Abhilfe: Teillastgemisch abmagern; Teillast-Verstelldüse reduzieren, oder Pop–Off Druck erhöhen, oder eine größere Teillastdüse einbauen.
- Vollast zwischen 5.000 - 5.500 U/min. Ursache: das Gemisch ist zu mager. Abhilfe: Gemisch anreichern; Hauptverstelldüse weiter öffnen, oder größere Hauptdüse einbauen.	- Vollast zwischen 5.000 - 5.500 U/min Ursache: Gemisch zu fett. Abhilfe: Gemisch abmagern; Hauptverstelldüse reduzieren, oder kleinere Hauptdüse einbauen.

Probeflug machen und die Abgastemperaturen in allen Leistungsbereichen kontrollieren. Die Zylinderkopftemperatur darf nicht vergessen werden, 280°C ( 530°F) sind für den Vollgassteigflug die absolute Obergrenze.

Der Motor sollte nicht über eine längere Zeit gleichzeitig mit höchstzulässiger Zylinderkopf - und Abgastemperatur betrieben werden.
Eine Abgastemperatur > 1.300°F für eine kurze Zeit bei einer Zylinderkopftemperatur von 200°C ist unbedenklich, eine EGT = 1.300°F und gleichzeitig CHT= 280°C schädigen den Motor.
Wenn sich Die Abgastemperaturen immer an der oberen Grenze einstellen, sollte man bei der nächsten Inspektion einmal die Abgaskrümmer lösen und hineinschauen. Ist der Belag im Krümmer etwa 1 cm tief ölig- schwarz und der Rest rehbraun bis hellgrau, hat das Gemisch trotz hoher Abgastemperatur den Motor ausreichend gekühlt und geschmiert.

W. Schmidt
fliegerschmidt@t-online.de