Świeca żarowa (model silnika) - Glow plug (model engine)
Silnik świec żarowych lub silnik żarowy to rodzaj małego silnika spalinowego używanego zwykle w modelach samolotów , modelach samochodów i podobnych zastosowaniach. Zapłon jest realizowany przez połączenie ogrzewania ze sprężania, ogrzewania ze świecy żarowej i katalitycznego działania platyny w świecy żarowej na metanol w paliwie.
Historia
Niemiecki wynalazca Ray Arden wynalazł pierwszą świecę żarową do modeli silników w 1947 roku.
Modelowa konstrukcja świecy żarowej
Świece żarowe stosowane w modelowych silnikach znacznie różnią się od świec stosowanych w pełnowymiarowych silnikach wysokoprężnych . W silnikach pełnowymiarowych świeca żarowa służy tylko do uruchamiania. W modelowych silnikach świeca żarowa jest integralną częścią układu zapłonowego ze względu na efekt katalityczny drutu platynowego . Świeca żarowa to trwały, przeważnie platynowy, spiralny żarnik umieszczony w końcówce świecy. Gdy prąd elektryczny przepływa przez wtyczkę lub gdy jest wystawiony na działanie ciepła z komory spalania, żarnik świeci, umożliwiając zapłon specjalnego paliwa używanego przez te silniki. Zasilanie można podłączyć za pomocą specjalnego złącza przymocowanego na zewnątrz silnika i można użyć akumulatora lub źródła zasilania prądem stałym.
Istnieją trzy rodzaje / kształty (przynajmniej) świec żarowych. Standardowa świeca żarowa, dostępna w wersji długiej / standardowej i krótkiej (dla mniejszych silników), zarówno w konfiguracji z otwartą, jak i jałową belką, ma gwintowaną rurkę, która w różnym stopniu przenika do komory spalania. Ze względu na mały rozmiar komory spalania zmiana marek lub stylów standardowych świec żarowych może wpłynąć na stopień sprężania. Świece żarowe typu turbo (europejskie / metryczne) i Nelsona (północnoamerykańskie / angielskie) nie wnikają do komory spalania. Zamiast tego mają ustawione pod kątem ramię, które uszczelnia pasującą powierzchnię w dolnej części otworu świecy żarowej. Ponieważ wtyczka Turbo lub Nelson jest zainstalowana i uszczelnia komorę spalania, tworzą gładką powierzchnię wewnątrz głowicy. Ta gładka powierzchnia jest bardzo pożądana w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności, takich jak zawody Control Line Speed, a także wysokoobrotowe samochody RC. Konstrukcja wtyczek Turbo / Nelson umożliwia przełączanie między markami bez możliwości wpływu na kompresję. Wtyków Turbo i Nelson nie można stosować zamiennie, ponieważ mają różne gwinty i wymiary.
Paliwo
Paliwo żarowe na ogół składa się z metanolu o różnej zawartości nitrometanu jako utleniacza dla większej mocy, generalnie od 5% do 30% całej mieszanki. Te gazy lotne są zawieszone w oleju bazowego oleju rycynowego , oleju syntetycznego i ich mieszanki do smarowania i kontrolę ciepła. W różnym stopniu ogólnej treści. Układ smarowania to układ „całkowitej utraty”, co oznacza, że olej wydostaje się z układu wydechowego po przepłynięciu przez silnik. Paliwo zapala się, gdy zetknie się z elementem grzejnym świecy żarowej. Pomiędzy suwami silnika drut pozostaje gorący, nadal żarząc się częściowo z powodu bezwładności cieplnej, ale w dużej mierze z powodu reakcji katalitycznego spalania metanolu pozostającego na włóknie platynowym. Dzięki temu żarnik jest gorący, co pozwala mu zapalić następny ładunek, przedłużając w ten sposób cykl zasilania.
Niektóre silniki lotnicze są zaprojektowane do pracy na paliwie niezawierającym żadnego nitrometanu. Paliwo żarowe tego typu nazywane jest „paliwem FAI” od nazwiska organu zarządzającego lotnictwem o tej samej nazwie, który wymaga takiego paliwa na niektórych zawodach.
Startowy
Aby uruchomić silnik żarowy, do świecy doprowadzany jest prąd stały o natężeniu około 3 amperów i 1,5 wolta z „zapalarki do świec żarowych” lub „sterownika żarowego”, zasilanego przez wysokoprądowy akumulator jednokomorowy lub specjalnie skonstruowany ” panel zasilania ”zasilany ze źródła 12VDC. Prąd podgrzewa włókno platynowe, powodując jego żarzenie na czerwono, stąd nazwa. Silnik jest następnie obracany z zewnątrz za pomocą ręcznej korby, wbudowanego rozrusznika linowego, silnika sprężynowego lub specjalnego silnika elektrycznego lub ręcznie w celu wprowadzenia paliwa do komory. Po zapaleniu się paliwa i uruchomieniu silnika połączenie elektryczne nie jest już potrzebne i można je usunąć. Każde spalanie utrzymuje żarnik świecy żarowej w wysokiej temperaturze, co wraz z katalizą utleniania metanolu przez platynę pozwala na zapłon kolejnego ładunku w samopodtrzymującym się cyklu zasilania.
Akumulator może być typu NiMH , NiCD , Li-ion lub kwasowo-ołowiowy . Wyższe w pełni naładowane napięcia ogniw kwasowo-ołowiowych (2,0) i litowo-jonowych (4.2), jeśli są przyłożone bezpośrednio do zwykłej świecy żarowej 1,5 V, spowodują jej natychmiastowe przepalenie, więc albo rezystor o odpowiedniej wartości i moc lub złącze baza / emiter tranzystora germanowego dużej mocy (w połączeniu szeregowym z jednym z zacisków wtyczki) można wykorzystać do ograniczenia prądu płynącego przez wtyczkę do odpowiedniego poziomu. Nawet przy odpowiednim poborze mocy świece żarowe mogą się przepalić w dowolnym momencie, a hobbystów zachęca się do noszenia części zapasowych.
Pod względem technicznym silnik ze świecami żarowymi jest dość podobny do silnika wysokoprężnego i silnika z gorącą żarówką , ponieważ wykorzystuje ciepło wewnętrzne do zapłonu paliwa, ale ponieważ czas zapłonu nie jest kontrolowany przez wtrysk paliwa (jak w zwykłym silniku wysokoprężnym) ani elektrycznie ( jak w silniku o zapłonie iskrowym), należy go wyregulować, zmieniając mieszankę paliwowo-powietrzną i konstrukcję świecy / cewki (zwykle poprzez regulację różnych wlotów i elementów sterujących w samym silniku). spowalniając silnik. Tę „konfigurację” można również dostosować, stosując różne konstrukcje wtyczek w celu uzyskania dokładniejszej kontroli termicznej. Ze wszystkich typów silników spalinowych silnik ze świecami żarowymi najbardziej przypomina silnik z gorącą żarówką , ponieważ w obu typach zapłon następuje z powodu „gorącego miejsca” w komorze spalania silnika.
Silniki ze świecą żarową mogą być zaprojektowane do pracy w dwóch cyklach (zapłon co obrót) lub czterotaktowych (zapłon co dwa obroty). Wersja dwusuwowa (lub dwusuwowa) wytwarza większą moc, ale czterosuwowe silniki mają większy moment obrotowy na niskich obrotach, są mniej hałaśliwe i mają niższy, bardziej realistyczny dźwięk.
Uwagi dotyczące stosowania świec żarowych
Silnik ze świecami żarowymi musi pracować przy prawidłowej temperaturze świec żarowych. Duże silniki mogą pracować w niższych temperaturach, podczas gdy mniejsze silniki szybciej emitują ciepło do powietrza i wymagają cieplejszej świecy żarowej, aby utrzymać odpowiednią temperaturę zapłonu. Temperatura otoczenia również decyduje o najlepszej temperaturze świec żarowych; w zimne dni potrzebne są cieplejsze wtyczki. Ponieważ silniki ze świecami żarowymi są chłodzone powietrzem, silnik, który „rozgrzewa się”, może czasami skorzystać z niższej temperatury świecy, chociaż może to powodować nierówną pracę na biegu jałowym i trudności w dostrajaniu. Należy również wziąć pod uwagę prędkość roboczą silnika; jeśli silnik ma pracować na stałych wysokich obrotach, na przykład w samolocie lub samochodzie jeżdżącym głównie po prostej, niższa temperatura świecy jest bardziej wydajna. Jeśli silnik ma pracować na niższych obrotach, spalanie nie nagrzewa silnika tak bardzo i wymagana jest gorąca świeca.
Należy również wziąć pod uwagę rodzaj paliwa i mieszankę paliwowo-powietrzną. Im większa zawartość nitrometanu w paliwie, tym gorętsze będzie paliwo; paliwa o wysokiej zawartości „nitro” wymagają chłodniejszych świec żarowych. Mieszanki ubogie (niski stosunek paliwa do powietrza) palą się cieplej niż mieszanki bogate (wyższy stosunek paliwa do powietrza), a temperatury robocze można podnieść do poziomów, które mogą przedwcześnie zniszczyć świecę żarową, jeśli zostanie zastosowana zbyt uboga mieszanka („ponad -oparty").
Jeśli silnik zwalnia („zapada”) po odłączeniu zasilania z akumulatora, należy zwiększyć temperaturę świecy lub zawartość nitrometanu w paliwie, ponieważ silnik nie jest wystarczająco gorący. Jeżeli silnik strzela w tył podczas ręcznego obracania korbą, oznacza to, że pracuje zbyt gorąco i należy obniżyć temperaturę świecy żarowej lub zawartość „nitro”.
Świece żarowe mają ograniczoną żywotność, a użytkownicy powinni mieć pod ręką kilka świec zamiennych. Wymienne wtyczki muszą być odpowiedniego typu; wtyczki do silników turbo nie są kompatybilne z wtyczkami do standardowych silników. Korki należy dokręcić o ćwierć obrotu po dokładnym dopasowaniu, aby uniknąć nadmiernego dokręcenia. Świece żarowe, podobnie jak wszystkie żarzące się przedmioty, są bardzo gorące i nigdy nie należy ich wyjmować, gdy są gorące. Podobnie należy zachować ostrożność podczas tankowania, ponieważ gorąca świeca żarowa może spowodować zapłon paliwa. Niebezpieczne może być również przegrzanie akumulatora i należy stosować tylko dobrze wykonane złącza.
Specyfikacja techniczna
- Świeca żarowa Turbo
- Długość całkowita: 17 mm (0,67 cala)
- Średnica: 0,35 cala (9 mm)
- Rozmiar gwintu: M8 x 75 mm
- Normalna świeca żarowa
- Długość: 0,8 cala
- Średnica: 6,35 mm
- Wątki: 1 / 4-32 UNEF (najczęściej używana specyfikacja gwintu dla silników modeli)