Motoröl in grossen Höhen (Verdampfung?)

[Doppelnik]

Hallo zusammen,

Ich mach mir grade Gedanken darüber wieviel wohl von dem Motoröl verdampft wenn ich in grosser Flughöhe im Motor annähernd Umgebungsdruck habe. Wenn man wie die Celera auf 70.000 ft unterwegs ist, wird man wohl auch über diese Frage nachgedacht haben, gibt hierzu irgendwelche Erkenntnisse (WK2 Aufklärungsflugzeuge, Grob Höhenfurschungsflugzeug, Turbinen Öle)?

Natürlich könnte man den Druck im Kurbelgehäuse erhöhen, das würde den Motor aber anfällig für Leckagen machen, von unschönen Flecken bis zum totalen Ölverlust. Vielleicht ist dies auch gar kein Problem und konventionelle Öle dampfen auch fort nicht dramatisch aus..

Grüsse
Dominik

 

[Rhönlerche]

70.000? 55.000 ist doch nur das ZIel der Celera?

 

[Doppelnik]

Ändert wenig and der Fragestellung...

 

[T6G]

Für Wasser hast du hier eine schöne Tabelle: https://www.vdfnet.de/files/HAUPTSEITE/_IMPORT/downloads/vdf020.pdf

Da du aber nach Öl fragst, kenne ich hierfür keine direktem Werte.
Schau doch mal in den folgenden Link hinein und wenn es nicht reicht google hilft meistens.

Wann kocht, brennt und dampft Motoröl?

Wenn das Motoröl mit seinen Gasen mit der Luft vermischt wird, bilden sich auf der Stelle Gasgemische, welche auch brennbar sind.

www.motoroel.de

 

[Doppelnik]

Danke für den Link. Das mit Google wusste ich noch nicht, was ist das für eine Seite?

Ansonsten, wenn Additive im Umgebungsdruck bei 160°C anfangen zu verdamfen, könnte diese in großen Höhen durchaus schon bei Betriebstemeratur ausdampfen, das wär ungünstig...

 

[Jubernd]

Google hat nach erster Recherche keine brauchbare Antwort auf die Frage. Die Info auf motoroel.de ist verwirrend. Es geht vielmehr um den Siedepunkt. Der darunter liegende Verdunstungsbereich ist unkritisch. Für Wasser gibt es ausführliche Tabellen der Druckabhängigkeit. Und die allgemeine Regel, dass pro 300 Meter Höhe der Siedepunkt um ein Grad sinkt. Die Öltemperatur im Motor wird angezeigt und sollte immer weit unter dem Siedepunkt liegen. Dafür sorgen die Ölkühler. Auch mit überhitztem Öl kann man noch eine gewisse Zeit fliegen. Entsprechende Tabellen dürften typgebunden vorliegen. Brennbare Gasgemische spielen hier keine wesentliche Rolle.

 

[Doppelnik]

Woher nimmst Du die Gewissheit, dass die Öltemperatur immer unterhalb des Siedepunktes aller wesentlichen Ölbestandteile liegt? Wenn die Additive bei Umgenungsdruck ab 120°C ausdampfen, dann ist dies bei ca. 0,15 bar auch schon bei wesentlich niedigeren Temperaturen zu erwarten (z.B. 90°C ?)

 

[T6G]

Hallo doppelnik,
seh es doch etwas pragmatisch.
Der Kühlwasserkreislauf ist für sich ein geschlossenes System. der Außendruck der Luft spielt hier keine Rolle.
Also baust du den Ölkreislauf genauso auf, weil der ganze Motorraum nicht mit Öl gefüllt ist (man müßte es ja bei der Kolbebewegung immer mit verdrängen) ,im Pkw gibt es eine Kurbelgehäuseentlüfung.
Nun verschließt du einfach diese Entlüftung durch ein Druckventil, Überdruck bis Betriebsgrenze zulässig, ist der Innendruck kleiner als der Außendruck oder der Betriebsdruck, dann Druckausgleich.
Sie und schon gibt es keine niedrigen Verdampfungstemperaturen mehr im Ölkreislauuf.
So könnte ich mir schon den Motor- und auch den Turbinen- Ölkreislauf vorstellen

 

[Doppelnik]

Dazu hatte ich schon was geschrieben, bei jeder Undichtigkeit müsste man den Verlust von Öl befürchten, dabei ist die Dichtigkeit des Ölraums viel schwieriger hinzubekommen als die vom Wasserraum (jede Menge Deckel und Dichtung).

 

[T6G]

Mein Pamphlet ist ja nur eine Annahme, ich weiß nicht wie es bei den Flug-Motoren gelöst ist. Nehme ich Zapfluft der Turbine oder des Laders so kann ich normale Druckverluste sicher ausgleichen.

 

[Doppelnik]

Meine Lösungsvorschläge wären entweder eine Trockensumpfschmierung bei der der Catch Tank unter Druck gehalten wird oder ein Herunterkühlen des Blow By mit anschließender Ölrückführung. Vielleicht benutzte man bei den hochfliegenden Kolbenmotoren auch einfach ein besonderes Öl.

Trockensupfschmierungen gibt es ja schon länger, aber ob es tatsächlich welche mit erhöhtem Druck im Catchtank gibt, würd ich gerne wissen

 

[Jubernd]

Hallo doppelnik,
seh es doch etwas pragmatisch.
Der Kühlwasserkreislauf ist für sich ein geschlossenes System. der Außendruck der Luft spielt hier keine Rolle.
Also baust du den Ölkreislauf genauso auf, weil der ganze Motorraum nicht mit Öl gefüllt ist (man müßte es ja bei der Kolbebewegung immer mit verdrängen) ,im Pkw gibt es eine Kurbelgehäuseentlüfung.
Nun verschließt du einfach diese Entlüftung durch ein Druckventil, Überdruck bis Betriebsgrenze zulässig, ist der Innendruck kleiner als der Außendruck oder der Betriebsdruck, dann Druckausgleich.
Sie und schon gibt es keine niedrigen Verdampfungstemperaturen mehr im Ölkreislauuf.
So könnte ich mir schon den Motor- und auch den Turbinen- Ölkreislauf vorstellen

Bei Motoren mit hängenden Zylindern oder wechselnder Lage (Rückenflug) muss der Motorraum ölfrei sein. Trockensumpf. Hier habe ich übrigens mal die zulässigen Öltemperaturen für den Jumo 211: Eintritt min 30, max 90 Grad. Austritt max 95 Grad.

 

[Lockheed]

Was ich sicher weiß ist das man die Zündmagnete mit Ladedruck beaufschlagt hat um Funkenbildung usw. zu verringern (die nimmt nämlich in großer Höhe auch zu). Das haben die Deutschen und die Amis so gemacht. Bei den Anderen weiß ich es nicht sicher.

In Flugmotoren, besonders solchen für größere Flughöhen, gibt es fast immer eine Ölzentrifuge um die Gasblasen aus dem Öl zu bekommen, da damalige Öle in großen Höhen zum Schäumen neigten. Bis man das wußte gab es viele rätselhafte Motorschäden durch Schaumbildung.

Eine Kurbelgehäuseentlüftung muss es immer geben, da ja der Blow By irgendwohin muss. Bei Flugmotoren ist das fast immer eine komplexe Labirinth-Entlüftung die weitgehend Fluglagenunabhängig arbeitet. Ob im Motor absichtlich mehr Überdruck gehalten und durch ein Ventil begrenzt wurde kann ich nicht mit Sicherheit sagen. Es gab auch noch die Bauart der Drehschieber - Motorentlüftungen, welchen das System nur zeitweise entlüften.

Übrigens gab es in Motorrädern noch lange Ölzentrifugen meist in die Kurbelwelle integriert, wegen Filterung und Blasenfreiheit.

 

[Doppelnik]

Ok, Drehschieberentlüftung höhrt sich interessant an. Ich weiß, dass in der Formel 1 das Kurbelgehäuse mittels der Saugpumpen von der Trockensumpfschmierung unter Unterdruck gehalten wird (ich meine ca. 0,5 bar), wobei man wegen der Problematik mit dem Verschäumen (was sicher auch am Ausdampfen liegt) nicht noch weiter runtergeht. Der niedrige Absolutdruck reduziert die Verluste durch die Verdrängungsarbeit der Kolben,. Die Schaumbildung in großen Flughöhen zeigt, dass es wohl ein reales Problem war. Wenn man in einem Catch Tank einen ausreichend hohen Druck hat, könnte dies im Idealfall zu einem Auskondensieren der Verdampften Bestandteile führen. Die Öltemperaturen des Jumos sind 90° nicht sehr hoch, das kann zum Teil an den damaligen Ölen gelegen haben, zum Teil aber sicher auch um die Verdampfung zu begrenzen. Würde mich interessieren wie die Drehschieber Motorentlüftung funktioniert hat, vermutlich mit unterschiedlichen Stellungen je nach Flughöhe? Evtl. konnte man damit das Blow By androsseln um den Druck im Kurbelgehäuse zu erhöhen.

 

[Stovebolt]

Es gab auch noch die Bauart der Drehschieber - Motorentlüftungen, welchen das System nur zeitweise
entlüften.



Übrigens gab es in Motorrädern noch lange Ölzentrifugen meist in die Kurbelwelle integriert, wegen
Filterung und Blasenfreiheit.

Wenn eine Entlüftung nicht gesteuert ist, dann ist sie mit einem Filter versehen. Ansonsten saugt man sich den Dreck ins Kurbelgehäuse.
BMW hat bei den alten Motorradmotoren bis in die1960er einen Drehschieber verwendet.
Alte Automotoren haben meist nur ein Rohr mit einem Metallwollefilter drin.

Die Ölzentrifugen waren in erster Linie für den Öltransport erforderlich. Durch das Hauptlager der Kurbelwelle ging das Öl auf die Ölschleuderscheibe, wurde dort nach außen geschleudert und verschwand durch eine Bohrung im Kurbelzapfen zum Pleuellager und wurde dort über Bohrungen zur Kolbeninnenseite, Kolbenbolzen und Zylinderwand verschleudert.
Das sich Dreck in den Ölschleuderblechen fängt ist nur ein blöder Nebeneffekt, der eine regelmäßige Motorrevision erfordert.
Gruß!

 

[Lockheed]

Bei bestimmten Motoren stimmt dass, das da durch die Entlüftung auch Luft angesaugt werden kann. Bei mehrzylindrigen Flugmotoren von denn wir hier reden tendeziell eher weniger. Bei der Konsturktion eines Motors wird soweit möglich auch darauf geachtet, dass keine großen Luftmassen durch Entlüftungen hin und her bewegt werden müssen.
Das kostet nämlich auch Leistung und kann die Schmierung beeinflussen.

Bei großen Ein- und Zweizylindermotoren an Motorrädern treten die Probleme des Überdrucks im Kurbelgehäuse natürlich deutlich stärker auf. Da es aber heute im Motorradbereich locker um Literleistungen von deutlichst über 150 PS geht und es so gut wie keine Drehschieberentlüftungen mehr gibt war das eher overengeneert bzw. manchmal auch nicht hilfreich.

Die BMW Motoren aus der Phase sind auch keine wirklichen "Hochleistungsmotoren". Da müsste man eher die NSU Rennmotoren, den URS 4 Zylinder oder die italienischen
MV Agusta, Ducati usw. angucken.

In Flugmotoren ist die Ölzentrifuge aber natürlich ganz anders aufgebaut gewesen als in irgend welchen anderen Fahrzeugen und diente primär dazu Ölschaum in der Druckseite der Schmierung zu verhindern.

Im Motorsport sind bei Trockensumpfschmierungen die Catchtanks natürlich entlüftet. Der Cosworth DFV war meines Wissens einer der ersten Trockensumpfmotoren im Rennsport
mit mehreren Rückförderpumpen im Kurbelgehäuse.

 

[T6G]

Nach diesen ungenauen Antworten, die hier im Umlauf sind, möchte ich zwei gezielte Fragen stellen:
Welcher Druck herrscht bei einem Packard-Merlin V-1650-7 dem Motor der Mustang im Kurbelgehäuse?
Wie wird der Druck gewährleistet (wenn es nicht der Umgebungsdruck des Fliegers ist)?

 

[Doppelnik]

Wenn eine Entlüftung nicht gesteuert ist, dann ist sie mit einem Filter versehen. Ansonsten saugt man sich den Dreck ins Kurbelgehäuse.
BMW hat bei den alten Motorradmotoren bis in die1960er einen Drehschieber verwendet.
Alte Automotoren haben meist nur ein Rohr mit einem Metallwollefilter drin.

Die Ölzentrifugen waren in erster Linie für den Öltransport erforderlich. Durch das Hauptlager der Kurbelwelle ging das Öl auf die Ölschleuderscheibe, wurde dort nach außen geschleudert und verschwand durch eine Bohrung im Kurbelzapfen zum Pleuellager und wurde dort über Bohrungen zur Kolbeninnenseite, Kolbenbolzen und Zylinderwand verschleudert.
Das sich Dreck in den Ölschleuderblechen fängt ist nur ein blöder Nebeneffekt, der eine regelmäßige Motorrevision erfordert.
Gruß!

Danke für die Antwort, aber das ist keine Oelzentrifuge sondern ein Fangring für die Ölversorgung der Pleuel Lager. Bei PKW Motoren wird das Kurbelgehäuse in der Teillast belüftet, aber da mach ich jetzt mal mein kein neues Fass auf..

Bei Strassenfahrzeugen ist übrigens ein leichter Unterdruck im Kurbelgehäuse vorgeschrieben, um Leckagen zu verhindern. Vielleicht finden wir ja noch eine Antwort auf die eigentliche Frage...

 

[Stovebolt]

Die BMW Motoren aus der Phase sind auch keine wirklichen "Hochleistungsmotoren".
Da müsste man eher die NSU Rennmotoren, den URS 4 Zylinder oder die italienischen
MV Agusta, Ducati usw. angucken.

Stimmt, BMW hat in den 1930ern immer Spazierfahrten mit den Kompressor-Modellen auf der Isle of Man gemacht.
Danke, alles klar Herr Experte.
Gruß!

 

[Lockheed]

Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Ein Hochleistungsflugmotor ist am ehesten mit Rennmotoren für die Straße zu vergleichen. Die normalen Straßenmotoren sind keine Rennmotoren!!!

In den ganzen Straßenmotoren fanden sich gerade damals meistens viel zu klein dimensionierte Entlüftungen, Auspuffanlagen, Vergaser und Luftfilter ...... gerade an denen aus D. Deshalb sind auch alle Motorradhersteller aus D letztlich pleite gegangen, weil sie nicht aufhören wollten "Bauernmotorräder" zu bauen. BMW konnte das mit Behördenaufträgen und der erfolgreichen PKW Produktion gegensubventionieren und dann wurden die noch in Spandau gebaut, was ebenfalls durch den Staat hochsubventioniert war.

Das soll jetzt BMW nicht schmälern, aber die Wilden fuhren damals was anderes ...... erst mit der R90S hat man die Kurve richtig gekriegt und das Potential der Gummikühe halbwegs genutzt.

Die Kompressor BMW waren Spitzenleistungen an die man sehr lange nicht anknüpfen konnte oder wollte. Schorsch Maier war damals überaus erfolgreich, ebenso Ernst Henne mit den Rekordfahrten. Leider wurde das nicht fortgesetzt bzw. viel zu konservatives Material entwickelt. Einzig im Gespannsport konnte man sich gut behaupten und hat diesen lange dominiert, aufbauend auf den 500er GP Königswellenmotoren, die mit den normalen Straßenmotoren kein einziges Gleichteil hatten, also auch nicht vergleichbar sind. BMW saß damals auf den Rennteilen und hat an Normalsterbliche nichts herausgerückt ..... bis die japanischen 2-Takter kamen, dann war aus - auch im Gespannssport.