ROTAX 912 iS Installation

The installation of a Rotax 912 iS fuel injected engine in a Vans RV12 appears to be of interest for many people throughout the aviation world. So I decided to write all engine related postings in English language.

Last summer I ordered the engine for my Vans RV12. The decision to use the new fuel injected engine had already been made before I placed the order to Vans Aircraft. Since then I have had many long discussions to some fellow pilots. As a result I got convinced that a constant speed propeller will further enhance the performance of the RV12. I am not focused to top or high cruising speed but I like good climb performance (important in the Austrian Alps) and endurance.
The downside is the additional weight and forward shift of CG.
I had the opportunity to analyse the weight&balance data OE-ATT of fellow RV12 builder Toni.
My conclusion was: 5 kg (11 lbs) more weight of the Engine will shift the CG forward by approximately 12mm (1/2 in). Some of the equipment like fuel pumps, gascolator, etc. can be located in the back and will compensate some of the extra weight in the front.
I'm convinced it is possible to handle the additional weight of fuel injection and constant speed propeller satisfactorily.
Early August I picked up the engine at the near by Rotax Dealer HB Flugtechnik www.hb-flugtechnik.at

Rotax 912 iS Sport S3 still in the box

Rotax delivers the engine including engine ring mount. This engine mount does not fit to the RV12 firewall and needs to be replaced by the Vans mount.
Doing this required some modifications.
This was no surprise. Before I ordered the RV12 kit a friend made a CAD analysis for me. This showed clearly  what I experienced now in reality.

1. Coolant pump: one hose interferes with the engine mount.

Vans ring mount - unmodified coolant pump

     It was an easy task to turn the fitting of the coolant pump to the required position.

Modified coolant pump reinstalled

2. Exhaust system:
The clearance between muffler and engine mount was just 1mm.

Vans ring mount - Rotax exhaust

The relocation of the muffler required some more effort as the coolant pump.
I had to cut all four exhaust pipes and to extend the rear ones by additional ball joints.
It took some time to tack weld everything in the correct position and to get it welded by a qualified welder.

Modified exhaust

Having today's experience  I would choose the exhaust system as supplied by Vans Aircraft.
Welding in the four little nozzles for the exhaust temperature probes appears much easier and cheaper than the relocation of the muffler. Furthermore the position of the temperature probes could be optimized.

Temperature probe touching the cooling shroud

After reinstallation of coolant pump and exhaust it was a quick job to hang the engine to the firewall.

Fuse Box:
Finding a good location for the fuse box  caused me some headache.
Finally I got the tip to take one of the regulators off and to install it nearby.
I took regulator B off and positioning the fuse box was much easier
Now I have good access to the front cover as well as to the three connectors.

Fuse box installed

ECU (Engine Control Unit):
The ECU can't be placed in the engine compartment. It must be installed in the cockpit.
The top of the Map Box is a perfect place for the ECU.

ECU mounted on Map Box

Oil tank:
The oil tank was almost in front of the throttle body.
It appeared very difficult to position an air filter and to prevent the air hose from rubbing and wearing on the oil tank flange or filler cap.

Oil tank in original position

I decided to lower the oil tank to the position recommended by Rotax.
The oil  in the tank should be at the same level as the oil pump.

Oil tank in lower position

This was a good opportunity to modify the battery mount to accept a Lithium battery.
The weight saving is at least 5 kg (11 lbs). 😀

Coolant hoses:
The slightly different location of the expansion tank on the 912 iS engine requires a modified routing of the coolant hose on top of the engine.

Coolant hose upstream cooler

The hose downstream the cooler was routed as direct as possible to the pump. This keeps the left side free for the fuel system (Fine filter, bypass orifice and pressure sensor)

Coolant hose downstream cooler

Oil hoses:

It took me several attemps to figure out the best configuration of the oil hoses. 

My intention was to do it the same way as planned for the caburated engine.

There is a significant difference between the Vans and the Rotax exhaust system which I use.

The exhaust pipe of cylinder 1 is just in front of the oil pump. This does not allow a straight in connection. A 45° fitting on the pump solved that problem.

First attempt: 

Similar to the caburated engine. The hose from oil tank to the cooler runs at the back of the engine to the left side and underneath the cylinders forward to the cooler. To fix that hose in a good way to avoid rubbing and wearing on sensitive parts like speed sensors appeared very difficult.

The bending radius of the hose from cooler to oil pump was very small. 

Due to the stiffness of the used teflon hoses the cooler was pushed out of position. The installation of the lower cowling was a real challenge. 

I decided to look for a better configuration.

First attempt

Secound attempt:

The hose from the oiltank runs down on the right hand side to the cooler. The hose on the cooler outlet (left side) runs in front of the oil pump and is conneced to the pump via a 180° fitting. 

Second attempt

After installation of the cowling the glass fibre air duct to the radiator was pushing up the hose to the oil pump. The clearance to the oil filter became minimal. 

There must be somthing better! 😓

Third attempt:

Increased the length of the hose from tank to cooler. The connection on the cooler is now a 150° fitting.

The hose from cooler to oil pump runs behind the cooler (but with enough clearance to the muffler) to the right side and connects to the pump via the 45° fitting. 😃

Final configuration of oil hoses

Canopy

Die Kabinenhaube besteht im wesentlichen aus einem Alurahmen und der Haube aus Plexiglas.
Bei Arbeiten mit Plexiglas besteht immer die Gefahr, Risse zu bekommen. Um diese Gefahr möglichst zu minimieren, habe ich versucht, die kritischen Phasen in den heißesten Tagen dieses Sommers zu erledigen. Je höher die Temperatur, desto zäher und weniger rissanfällig ist das Material.

Leider war der Rahmen stark verzogen und musste mühsam gerichtet werden. Das war vermutlich auch eine Folge der groben Behandlung der Kisten beim Transport.

Seitlicher Versatz ca. 15mm

Der Bügel des Rahmens sollte parallel zum Überrollbügel stehen

Nach fast einer Woche herumbiegen und richten waren meine Qualitätsansprüche erreicht,

bzw. meine Geduld am Ende.

Der Rahmen passt

Eine erste Sitzprobe

Die Haube musste an allen Rändern mit einer kleinen Trennscheibe zurecht geschnitten werden.

Nachdem alles passte, und die Ränder sauber verschliffen waren, wurden die Niet- bzw. Schraubenlöcher durch das Plexiglas in das Alu gebohrt.

Alle Löcher mussten noch sauber entgratet werden, dann konnte die Haube mit den seitlichen Abschlussblechen an den Rahmen geheftet werden.

Fertig zum Nieten und Verschrauben

Die Gasdruckfedern halten die Haube offen

Das Vernieten mit dem vorderen Rahmen konnte ohne Riss in der Haube abgeschlossen werden. Nach der Montage der Gasdruckfedern lässt sich die Haube leicht öffnen und schließen.

Alles passt zufriedenstellend!

Um die weiteren Arbeiten wie Einbau von Motor, Instrumentierung und Verkabelung nicht zu behindern, habe ich die Haube wieder abgebaut und sicher verwahrt. 

Sie wird erst wieder nächsten Frühling zur Endmontage des ganzen Flugzeugs hervorgeholt werden.

Der Tank

Der Tank ist ebenfalls eine genietete Alukonstruktion. Damit das Ganze dicht ist, werden alle Verbindungsstellen vor dem Zusammenheften angeschliffen, entfettet und mit einem speziellen Dichtmittel bestrichen. Jede Niete muss vor dem Einsetzen in diese zähe Masse getaucht werden.
Bevor die"Sauerei" mit dem Dichtmittel losgeht habe ich alles mal probeweise zusammen geheftet. Wie gewohnt passt alles perfekt!

Probemontage der Tankbleche

Nach sorgfältiger Vorbereitung d.h. anschleifen und entfetten aller Bleche konnte mit dem Nieten begonnen werden. Zuerst mussten allerdings noch einige Kleinteile wie Niete, Schrauben und Beilagscheiben bereit gelegt werden.

Elektrische Füllstandsanzeige

Deckblech mit mechanischer Füllstandsanzeige

Mit etwas Übung und der Verwendung einer 100er Packung Gummihandschuhe war die befürchtete "Sauerei" dann doch nicht so schlimm.

Tankentnahme und Rücklauf mussten für den Rotax 912 iS Einspritzmotor etwas verändert werden.

Ich habe für die Entnahme den Fingerfilter in einem kleinen Sumpf versenkt.

Der Rücklauf wurde zur besseren Verteilung ebenfalls über einen Fingerfilter realisiert.

Fingerfilter für Entnahme (versenkt) und Rücklauf

Nachdem auch das Deckblech aufgenietet war und das Ganze einige Tage aushärten konnte folgte der letzte Arbeitsschritt - die Dichtheitsprüfung.

Dazu wurde der Tank mit leichtem Überdruck beaufschlagt und dann mit Seifenwasser besprüht. Es konnten keine Blasen festgestellt werden.

Alles dicht!

Tank bei der Dichtheitsprüfung

Rumpf - Seitenbleche - Überrollbügel - Brandspant

Zuerst mussten die Längsgurte aus Alu Winkelprofil zurecht gebogen werden. Das stellte sich wegen der erstaunlichen Festigkeit des Materials als Herausforderung dar. Aber mit etwas Geduld konnte die geforderte Form recht genau erreicht werden.

Montage der Seitenbleche

Nach dem Zusammennieten des Überrollbügels erfolgte die Probemontage.

Der endgültige Anbau wurde auf später verschoben da sonst das ganze Bauteil nicht mehr aus der Keller-Werkstatt herauszubekommen ist. 

Übersiedeln des Rumpfes in die Garage.

  

Zusammenbau der Seitenruderpedale.

Seitenruderpedale mit Bremszylinder

Um den Einbau Kraftstoff und Bremsleitungen etc. zu erleichtern wurde der Rumpf seitlich gelagert.

Nachdem der Rumpf wieder gedreht war konnten die Seitenruderpedale eingebaut werden.
Die vielen Bremsleitungen sind erforderlich um von beiden Sitzplätzen das linke und rechte Rad unabhängig voneinander bremsen zu können. Damit wird das Flugzeug beim Rollen am Boden gelenkt.
Hoffentlich sind die vielen Verschraubungen dicht.

Seitenruderpedale mit Bremssystem

Das Bodenblech für das Instrumentenabteil mit den Konsolen für den Motorträger wurden als nächstes eingenietet.

Nachdem das Bugfahrwerksbein, Kühler und Motorträger (probe)montiert wurden, könnte mit dem Einbau des Rotax 912 iS Einspritzmotors begonnen werden. 

Kraftstoffsystem für Rotax 912 iS

Nach Fertigstellung und Zusammenbau der einzelnen Sektionen des Rumpfmittelteils konnte mit dem Einbau des Kraftstoffsystems begonnen werden.

Rumpfmitte von unten

Cockpitbereich

Der neue Rotax 912 iS Einspritzmotor verfügt über keine mechanische Kraftstoffpumpe.

Daher muss die unter dem Tank vorgesehene elektrische Förderpumpe der Vergaserversion durch zwei Hochdruckpumpen ersetzt werden. 

Zusätzlich ist noch ein Gascolator (Vorfilter/Wasserabscheider) mit Absperrventil zwischen Tank und Pumpenmodul unterzubringen.

Auf Grund der sehr beengten Platzverhältnisse stellte sich das schwieriger dar, als gehofft.

Zudem sind in diesem Bereich auch noch die Steuerseile geführt.

Das Rotax Pumpenmodul wurde direkt unter dem Tank an einer Rippe der Rumpfstruktur befestigt.

Allerdings ist dieser Bereich nach dem Aufnieten des Bodenblechs nur noch durch zwei kleine Handlöcher zugänglich. Auf diesem beengten  Raum auch noch ein Absterrventil, den Gascolator und die entsprechenden Schlauch-/Rohrverbindungen herzustellen und später auch warten zu können, erschien mir unmöglich.

Rumpfunterseite mit Rotax Pumpenmodul

Daher habe ich beschlossen, das Pumpenmodul zu zerlegen und völlig anders aufzubauen.

Pumpenmodul NEU

In dieser Konfiguration passen die Pumpen perfekt in den von oben durch den Gepäckraum zugänglichen Bereich. Im danebenliegenden Abteil ist somit auch genug Platz vorhanden.

Für die Probemontage habe ich das Bodenblech mit einer durchsichtigen Kunststoffplatte ersetzt.

Die verwendeten Teflonschläuche haben sich bei der Montage als etwas "widerspenstig" erwiesen. Daher habe ich alternativ noch Alu-Rohre angefertigt. Diese sollten, wenn einmal zurecht gebogen, wesentlich einfacher zu montieren sein.

Teflonschläuche durch Alu-Rohre ersetzt

Endlich ist das Bodenblech aufgenietet. Die eingeschränkte Zugänglichkeit ist deutlich ersichtlich.

Ansicht wie oben mit montiertem Bodenblech

Rumpfmittelteil wieder in Normallage gedreht

Pumpenmodul: Ansicht vom Gepäckraum

Pumpenmodul: Ansicht von hinten