Zündanlage Turbine

[mariob]

Hallo,
ja wie soll ich anfangen, also eine Turbine verfügt ja über eine Zündanlage, sofern es verschiedene Syteme gibt bleibe ich mal bei der Hochspannungszündung. Wie ist soetwas gebaut, reichen die Elektroden bis in den Brennraum, irgendwo hatte ich etwas von einer Vorkammer gelesen? Befinden sich die Elektroden in der Brennzone, das könnte ich mir nicht unbedingt vorstellen?
Wie sieht es mit dem Verschleiß aus, ist der elektrische Abbrand sehr groß oder überstehen die Dinger den normalen Wartungszyklus der Turbine? Um mal etwas spezieller zu werden, mich interessieren mehr Wellenturbinen, die z.B. mit einer Wiederzündanlage ausgerüstet sind. Ist dann der Verschleiß bzw. die Verschleißerwartung größer?
Mit welchen Spannungen und Schlagweiten hat man es zu tun?

Gruß
Mario

 

[Mario-11]

Bei der BO105( Hubschrauber) wurde bei entsprechendem Wetter die Zündung auf Dauer gestellt, da das ganze schon paar Jahre her ist und ich ganz direkt damit nichts zu tun hatte, müssen das hier andere besser aufklären.

 

[Hirsch]

Ich biete da mal eine Beschreibung einer Mi-8 (Wellenleistungstriebwerk TW2-117A), da habe ich einiges an technischen Informationen für : Triebwerk, Anlassanlage

 

[mariob]

Hallo,
@hirsch, geniale Website, man kann nur ahnen was da für Arbeit drinsteckt. Auf alle Fälle schonmal eine Lektüre für den Anfang.
Leider habe ich zur Zeit dermaßen die Rüsselpest, das ich trotz Lesens nicht viel begreife, ist aber nur temporär.
Zur Technik, also Niederspannungszündanlage, kleiner 2 KV, das ist eigentlich erstaunlich wenig, gibt es da vielleicht sogar Bildmaterial vom Aufbau? Die Elektrodenabstände sind da ja alles andere als groß. Der Begriff "Halbleiterzündkerzen" ist mir auch irgendwie schleierhaft, welche Funktion hat der Halbleiter hier?

Gruß
Mario

 

[cool]

Hi,
ich halt mich einw enig kurz, da ich momentan einwenig um die Ohren habe, deswegen einfach genauer nachfragen, sollte was unklar sein.

Befinden sich die Elektroden in der Brennzone, das könnte ich mir nicht unbedingt vorstellen?

Die Zündkerzen schliessen in den Triebwerken die ich so kenne, eigentlcih bündig mit der Brennkammerwand ab, durch die Kühlluft der Brennkammer steht die Kerze nciht direkt ind er Flamme (was sie auch nciht überleben würde)

Wie sieht es mit dem Verschleiß aus, ist der elektrische Abbrand sehr groß oder überstehen die Dinger den normalen Wartungszyklus der Turbine?

Die Kerzen werden entweder wärend Checks routinemäßig getauscht, oder bei Zündfehler bzw. Verdacht auf diesen, alles in allem ist das Zündsystem aber kein Sorgenkind. Da aktuelle Triebwerke nach Zustand getauscht werden und nicht mehr nach Zeitablauf, überleben die Triebwerke i.d.R. die Zündkerzen.

die z.B. mit einer Wiederzündanlage ausgerüstet sind. Ist dann der Verschleiß bzw. die Verschleißerwartung größer?

Jup, Verschleiss steigt, deswegen ist bei vielen Mustern auch das automatische Einschalten beider Zündsysteme in bestimmten Situationen reduziert worden, das geht soweit, dass manche Triebwerkshersteller empfehlen, garnicht mehr manuel einzuschalten sondern alles die FADEC machen zu lassen. Manueles zuschalten ist jederzeit möglich, wenn auch nciht immer Sinnvoll (und manchmal auch von der FADEC wieder abgestellt wird)

Die Zündspannung variiert, ein üblicher Wert für eine Hochspannungsanlage ist aber ~20KV, die Zündenergie liegt irgendwo zwischen einem und ~10-15joule (ein modernes Auto hat eine Zündenergie von ~40-60mJ). die "Schlagweite" kann ich nciht so genau beziffern, allerdings Schlägt bei einer solchen Zündkerze der Funke nicht nur von Kathode auf Anode über, sondern "sprüht" förmlich in die Brennkammer. Die Zündkerze ist mit halbleitermaterial beschichtet um eine ionisation der umgebenden Luft zu vereinfachen und so den Zündfunken zu "unterstützten".

 

[mariob]

Danke cool,
die Energiemenge geisterte mir auch durch den Kopf, wollte ich mangels Vergleich (Auto) nicht fragen und war zugegebenermaßen auch etwas faul, sorry. Selbst 10 J sind da schon arg heftig, da gibt es garantiert schon schön Abbranderscheinungen, wenn da aber eine Beschichtung drauf ist, verteilt sich das sicherlich auf der Fläche. Treten dann irgendwann die Abbrände als "Hotspots" auf oder kommt man da mit dem Tausch zuvor?
Ja, dann Zündkerzen, also wie man sich eine klassische Zündkerze vorstellen muß, das kann ich mir wenig vorstellen, die Drücke in einer Brennkammer sind ja nicht mit denen im Kolbenmotor vergleichbar?
Wenn Du schreibst Brennkammerwand, der Treibstoff tritt ja sicherlich durch diese hindurch, nicht gezündet, und nach der Zündung wandert die Flammenfront einfach nach innen und somit ist die Kerze in der kühlen Zone? Bzw. wird ja zuerst die Zündung eingeschalten und dann kommt erst Kraftstoff, wäre für mich vom Ablauf her logisch.
@hirsch, wenn ich die Informationen der Anlassanlagenseite Deiner Website richtig interpretiere, hat der Mi Motor das, was ich als HKZ kenne, eine (H)ochspannungs (K)ondensator (Z)ündanlage, wahrscheinlich freilaufend, kann es sein das die Informationen zur Spannung für die Primärseite des Impulstransformators gelten?
Mal ein wenig OT, zu Zonenzeiten auf der Messe war es für die russischen Ingenieure ein Impulstransformator, für die anderen war es einfach nur eine Zündspule:D.

Gruß
Mario

 

[phantomas2f4]

..... die z.B. mit einer Wiederzündanlage ausgerüstet sind.
Gruß
Mario

Hallo !

Bei einigen sowjetischen Kampfflugzeugen wurde / wird beim Waffeneinsatz ( Raketen oder Bordkanone ) neben Sauerstoffzufuhr auch die Zündung zugeschaltet.

Klaus

 

[cool]

Treten dann irgendwann die Abbrände als "Hotspots" auf oder kommt man da mit dem Tausch zuvor?

Ich muss sagen, die Kerzen, welche ich bisher in der Hand hatte, sahen überwiegend ganz gut aus, vorrausgesetzt, die waren ordnungsgemäß montiert, weil man bei manchen Versionen (von Triebwerken) die Einbautiefe einstellen kann und somit bestimmen kann, wie weit die Kerze eben in die Brennkammer ragt. Leichter Abbrand ist manchmal an den "Kanten" zu erkennen, hin und wieder aber auch mal zwischen Iginter Lead (also Zündkabel) und Kerze selbst.

Ja, dann Zündkerzen, also wie man sich eine klassische Zündkerze vorstellen muß, das kann ich mir wenig vorstellen, die Drücke in einer Brennkammer sind ja nicht mit denen im Kolbenmotor vergleichbar?

Optisch in etwas sehen die wie auf dem ersten Foto aus: http://www.ngkntk.co.jp/english/product/sparkplugs/aircraft/index.html , dürften so in etwa 15cm lang und 3cm im Durchmesser haben, manche Triebwerke (auch grosse) haben auch kleinere Kerzen. Die Verbrennungsdrücke beim Otto-Motor liegen laut Internet irgendwo bei 40-70Bar, der Druck vor der Verbrennung bzw. bei der Zündung bei 12-18Bar (Kompression). Wenn Triebwerke angelassen werden, dann liegen die Brennkammerdrücke da auf jedenfall drunter. Bei TO-Power erreichen moderne Triebwerke maximale Brennkammerdrücke von ~40-45 Bar, da zündet (ausser vieleicht wirklich neue) keine Kerze mehr, weil der Widerstand in der Brennkammer zu gross wird. (Hatte ich bei meinem Turbo-Motor auch schon, die falschen Zündkerzen haben ab ~0.6Bar Ladedruck aufgegeben)
Deswegen gibt es bei manchen Triebwerken (Trent-Reihe und manche CFM56-Motoren) eine Abschaltung bei einem gewissen Brennkammerdruck (Burner-Pressure oder P30), der liegt je nach Modell bei 225PSI oder 300PSI, also 15 bzw. 20Bar.

Wenn Du schreibst Brennkammerwand, der Treibstoff tritt ja sicherlich durch diese hindurch, nicht gezündet, und nach der Zündung wandert die Flammenfront einfach nach innen und somit ist die Kerze in der kühlen Zone?

Ein Schnittbild würde das besser erklären: die Ringbrennkammer ist an der Kompressorseite recht breit gebaut und beinhaltet dort auch die Brenner und verjüngt sich dann nach hinten, bis die erste Turbinenstufe kommt, seitlich und von vorne wird die Kühlluft eingebracht und legt wie ein Film an die Wand der Brennkammer, und genau dort wird auch die Zündkerze "eingebracht", zündet eine, dann sprüht die eben förmlich in die Brennkammer und bringt so das Gemisch zur Entzündung. Ist einmal gezündet braucht es ja für den normalen Betrieb keine weitere Zündung mehr.

Bzw. wird ja zuerst die Zündung eingeschalten und dann kommt erst Kraftstoff, wäre für mich vom Ablauf her logisch.

Üblicherweise ja, gibt aber auch Systeme die Zündung und Spritzufuhr gleichzeitig einschalten.

 

[mATRatze]

Kerze im PW 120

 

[mATRatze]

Erosion Limit

 

[mariob]

Klasse,
und danke fürs Feedback, Bilder sagen da viel aus, ich hätte nicht gedacht, das die Funkenstrecke so "nahe" an der Brennkammerwand liegt, cool schrieb das ja bereits, richtig bewußt wird einem das erst jetzt.
So bekommen die Ausagen auch eine Bedeutung, das die Entladung durch die Beschichtung in den Brennraum hineinreicht, und das der kühlende Luftfilm auch nicht so großen Querschnitt aufweist wird hier auch deutlich.
Wenn ich das so sehe, wird die Kerze im Rahmen einer endoskopischen Untersuchung mitinspiziert oder zur Kontrolle ausgebaut?
Ist das Halbleitermaterial nur eine Beschichtung oder teilweise massiv, wenn man sich die zulässigen Abbrandwerte anschaut, klingt das für mich nach massiv?
Die Kernelektrode sieht nicht so arg mitgenommen aus, hat die einen besonders kühlenden Kern?
Ich weiß, ich will vieles genau wissen, sorry für die vielen Fragen und meine Neugier, werden aber leider nicht die letzten sein.

Gruß
Mario

 

[cool]

Wenn ich das so sehe, wird die Kerze im Rahmen einer endoskopischen Untersuchung mitinspiziert oder zur Kontrolle ausgebaut?

Üblicherweise ausgebaut, weil man sich die Zündkerzenöffnung auch als Einstiegspunkt für das Boreskop zunutzte macht.

Ist das Halbleitermaterial nur eine Beschichtung oder teilweise massiv, wenn man sich die zulässigen Abbrandwerte anschaut, klingt das für mich nach massiv?

Also reinschauen kann ich in die Kerze auch nciht, aber hauptsächlich bestehen die Elektroden aus Wolfram bzw. Wolframlegierungen, ich nehme an, dass diese eben beschichtet sind. Sollte da etwas wegbrennen, dann ist dort die ionisation der Luft eben nicht mehr so gut, aber das liegt in der Natur der Sache -> Verschleiss. Neue Kerzen funktionieren besser als alte, deswegen funktionieren die alten aber auch noch zuverlässig. Wie gesagt, die Kerzen, welche ich bisher ausgebaut hatte, sahen überwiegend ziemlich gut und intakt aus, auch nach diversen vielen Betriebsstunden.

 

[mATRatze]

Hier feuert die Kerze.Der Funken ist noch ganz kräftig,obwohl die Verschleißgrenze erreicht ist.Zum Größenvergleich:Der Sechskant hat ca 22mm.

 

[mATRatze]

Game over:

 

[cool]

selbst fotographiert ? mutig :D

Ich hab da noch irgendwie nen Bild im Hinterkopf, in dem der Funken förmlich vond er Kerze "wegsprüht", habs aber nimmer gefunden.

 

[mariob]

Klasse Fotos

Hallo,
die Bohrungen um / in der Masseelektrode, sind die zur Kühlung oder nur Luftführung?

Gruß
Mario