02.07.2010

Erstflug Arcus M

Der Arcus M startet mit trijekt durch!

Am Donnerstag, dem ersten Juli, bei strahlendem Sonnenschein und 30 Grad im Schatten war es soweit. Der erste Arcus M (Werk Nr. 1), mit dem neuen prozessorgesteuerten SOLO Einspritzmotor, hob um 14.45 Uhr mit Dipl. Ing. Swen Lehner und dem Chef der Firma SOLO Wolfgang Emmerich zum Erstflug ab. Für diese ungünstigen Bedingungen war der Arcus, dank der Wölbklappen und dem leistungsstark und effizient arbeitenden Triebwerk, nach sehr kurzer Rollstrecke in der Luft und flog mit einem beeindruckenden Steigwinkel der Teck entgegen. Jubel kam bereits vor der ersten Rechtskurve auf und vor allem die Mitarbeiter der Firma Schempp-Hirth, die dieses neue Triebwerk in den letzten Wochen unter vollem Einsatz in den Arcus M installiert hatten, lagen sich in den Armen. Schnell war die Höhe zum Einfahren des Triebwerks erreicht. Nach einem kurzen Segelflug wurde ein zweiter Motorstart in der Luft durchgeführt. Problemlos, da man zum vollautomatischen Start ja lediglich die Zündung auf ON schalten und den Starterknopf betätigen muss. Die Parameter zur jeweiligen Startsituation werden vom Computer gesteuert bzw. optimiert. Das neu entwickelte ILEC-Bedienteil tat seinen Dienst störungsfrei. Automatisch wurde der Propeller nach Ausschalten der Zündung abgebremst, prozessorgesteuert in der Einfahrstellung gehalten und automatisch eingefahren. Im Segelflug war alles wie gewohnt, das Mehrgewicht des Triebwerks wurde von allen Piloten kaum wahrgenommen. Damit bestätigte sich auch beim Arcus M wieder – der moderne Arcus-Flügel arbeitet so effektiv, dass sich hohe Flächenbelastungen - außer in der Gleitleistung – so gut wie nicht bemerkbar machen. Danach eine kurze und exakte Landung mit den großen Bremsklappen, das präzise Herausrollen zum erneuten Start, war kinderleicht, denn das im Seitenleitwerk integrierte Spornrad ermöglicht eine sehr einfache Steuerung. Nach der Landung war deshalb die Freude groß. Am größten war sie vielleicht sogar für Wolfgang Emmerich - Chef der Firma SOLO, der führende Flugmotoren-Hersteller für Segelflugzeuge aus Sindelfingen. Schön, wenn der Chef selbst seinen neuesten Motor im eigenen Segelflugzeug erproben kann. Besser können sich Interessen nicht ergänzen!

Quelle: Schempp-Hirth

Beschreibung Flugmotor  

 

1.         Allgemeine Beschreibung:

Der Motor basiert auf dem bereits zugelassenen Motor 2 625 02, welcher mit zwei Vergasern und einer Doppelzündanlage ausgerüstet ist. Der Motorblock bleibt unverändert. Die Vergaser und die Zündanlage werden beim Motor 2 625 03 durch eine elektronische Benzineinspritzung in die Saugrohre und eine elektronische Zündanlage ersetzt. Die bisherige Zündanlage wird durch einen Generator ersetzt, welcher ausreichend Energie für die Einspritzanlage und die Zündung liefert.

Ein Steuergerät regelt die eingespritzte Kraftstoffmenge und den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Drehzahl, der Stellung der Drosselklappe, der Motortemperatur, dem Luftdruck und der Lufttemperatur. Damit ist gewährleistet, dass der Motor bei allen Bedingungen optimal arbeitet.

Um die größtmögliche Sicherheit bei einem Ausfall der Motorsteuerung zu erreichen, wird ein einfaches Redundanzsystem eingebaut, welches die Kraftstoffversorgung mit zwei zusätzlichen Einspritzventilen gewährleistet. Ein Zündtreiber, welche die beiden Zündspulen der Doppelzündanlage versorgt, ist ebenfalls in diesem System integriert. Dieses System wird von nur einem zusätzlichen Drehzahlsensor gesteuert. Weitere Sensoren sind nicht erforderlich.

Die Betriebsgrenzen bleiben im Wesentlichen unverändert zum Motor 2 625 02, jedoch sind die Leistung etwas höher, und die maximal zulässige Drehzahl niedriger.

2.         Beschreibung der Einspritzanlage

Die Einspritzanlage besteht aus folgenden Komponenten:

Vorfilter, Kraftstoffpumpe, Feinfilter und Druckregler zur Kraftstoffversorgung. Der Systemdruck wird durch den Druckregler auf 3 bar konstant gehalten. Vom Druckregler gibt es eine drucklose Rücklaufleitung in den Kraftstofftank.Motorsteuergerät trijekt plus mit Zündtreibern und einem Drucksensor zum Ermitteln des Luftdrucks. Im Motorsteuergerät sind die Kennfelder für die Einspritzmenge und für den Zündzeitpunkt hinterlegt. In Abhängigkeit vom Luftdruck und der Lufttemperatur wird die Einspritzmenge gemäß der ermittelten Dichtehöhe korrigiert. Damit wird das Gemisch ständig den Umgebungsbedingungen angepasst.Der Motor hat 5 Sensoren. Am Polrad des Generators befindet sich ein Drehzahlsensor. Am Drosselklappenstutzen befindet sich ein Sensor, der den Öffnungswinkel der Drosselklappen misst. Am hinteren Zylinderkopf befindet sich ein Temperatursensor, welcher die Kühlwassertemperatur misst. Im Bereich der Luftfilter befindet sich ein Temperatursensor, welcher die Temperatur der angesaugten Luft misst. Im Steuergerät befindet sich (wie oben beschrieben) ein Drucksensor, welcher den Luftdruck misst.Eine Drosselklappeneinheit mit zwei Drosselklappenstutzen und jeweils einem Einspritzventil, welche vom Motorsteuergerät beschaltet werden.Zwei Doppelzündspulen, von denen je eine Zündleitung zum ersten und zweiten Zylinderkopf führt. Der Motor läuft mit minimalem Leistungsverlust auch mit nur einer Zündspule.

Beim Ausfall eines Sensors oder einem Kabelbruch sind Standardwerte hinterlegt, welche einen eingeschränkten Betrieb des Motors gewährleisten. Lediglich der Ausfall des Drehzahlsensors bewirkt einen Ausfall des Motors.

Die Motorsteuerung liefert ständig Werte über Drehzahl, Temperaturen und den Zustand der Sensoren über ein CAN-Bus-Protokoll, welches dem Piloten angezeigt werden kann. Zusätzlich gibt es einen Fehlerspeicher, welcher vom Hersteller oder Instandhaltungsbetrieb ausgelesen werden kann. Damit kann festgestellt werden, ob ein Wert wie z.B. Drehzahl oder Kühlwassertemperatur im Betrieb überschritten wurde.

Knapp über der höchstzulässigen Drehzahl wird die Zündung ausgeschaltet.

Im Motorsteuergerät ist ein Warmlaufkennfeld hinterlegt, welches bei niedrigen Temperaturen die Einspritzmenge erhöht, bis ein bestimmter Wert für die Kühlwassertemperatur erreicht wird. Damit ist ein Starten des Motors bei allen Umgebungsbedingungen gewährleistet. Der Motor wird immer in Stellung Leerlauf angelassen. Ein Choke oder sonstige Kaltstarteinrichtungen sind dadurch nicht erforderlich.

Die Motorsteuerung trijekt plus besitzt eine serielle Schnittstelle, welche es erlaubt, Änderungen an den Einstellwerten mit einem PC vorzunehmen und den Fehlerspeicher auszulesen. Die Schnittstelle ist mit einem vom Hersteller vergebenen Passwort geschützt.

3.         Betriebsgrenzen

Als Betriebsgrenzen wurden währen der Entwicklung folgende Werte festgelegt:

Startdrehzahl und Leistung:       6.500 U/Min mit einer Leistung von 50 kW

Max. Dauerdrehzahl:                 6.500 U/Min mit einer Leistung von 50 kW

Max. Drehzahl:                         6.700 U/Min

Abregelung durch trijekt:            6.700 U/Min

Max.Wassertemperatur:            115°C am Zylinderkopf gemessen

Leerlaufdrehzahl:           ca.       2.300 U/Min

Kraftstoffverbrauch bei max. Dauerleistung 24,5 l/h

  

4.         Betriebsstoffe und Masse

Zulässige Betriebsstoffe wurden wie folgt festgelegt:

Kraftstoff:                                 Bleifreies Superbenzin min. 95 ROZ

                                               AVGAS 100 LL

Zweitaktöl:                                Castrol ACT>EVO, Castrol Super Two Stroke

                                               Andere Öle mit Spezifikation JASO FC oder FD

Frostschutz:                             Handelsübliches Frostschutzmittel aus dem Automobilbereich

Das Gewicht des Motors ohne Auspuffanlage (herstellerspezifisch) beträgt 23,85 kg

5.         Redundanzsystem

Um größtmögliche Sicherheit gegen einen Motorausfall zu gewährleisten wurde ein System entwickelt, auf das beim Ausfall der Motorsteuerung manuell umgeschaltet werden kann. Es besteht aus einer einfachen Elektronikeinheit, in der eine Motorkennlinie gespeichert ist. Über diese Kennlinie (Einspritzmenge über der Drehzahl) werden zwei zusätzliche Einspritzventile angesteuert. Der Kraftstoff wird über zwei Schlauchleitungen in die Ansaugstutzen geführt. Die Drehzahl und der fest eingestellte Zündzeitpunkt werden mittels eines zusätzlichen Drehzahlgebers ermittelt. Die Elektronikeinheit besitzt zwei Zündtreiber, welche die beiden Zündspulen ansteuern, die auch zum normalen Motorlauf benutzt werden. Das System hat keine Höhen- oder Temperaturanpassung.

Das „Notsystem“ wird optional angeboten. Die Betriebsgrenzen bleiben beim Betrieb mit diesem System unverändert. Das Gewicht beträgt ca. 300 g.

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