Glühkerze (Modell Motor) - Glow plug (model engine)
Ein Glühkerzenmotor oder Glühmotor ist eine Art kleiner Verbrennungsmotor, der typischerweise in Modellflugzeugen , Modellautos und ähnlichen Anwendungen verwendet wird. Die Zündung wird durch eine Kombination aus Erwärmung durch Kompression, Erwärmung durch eine Glühkerze und der katalytischen Wirkung des Platins innerhalb der Glühkerze auf das Methanol im Kraftstoff erreicht.
Geschichte
Der deutsche Erfinder Ray Arden erfand 1947 die erste Glühkerze für Modellmotoren.
Modell Glühkerzen Design
Die in Modellmotoren verwendeten Glühkerzen unterscheiden sich erheblich von denen in Dieselmotoren in voller Größe . Bei Motoren voller Größe wird die Glühkerze nur zum Starten verwendet. Bei Modellmotoren ist die Glühkerze aufgrund der katalytischen Wirkung des Platindrahtes ein wesentlicher Bestandteil des Zündsystems . Die Glühkerze ist ein haltbares, meist platinfarbenes, spiralförmiges Drahtfilament, das in die Spitze des Steckers eingelassen ist. Wenn ein elektrischer Strom durch den Stopfen fließt oder der Hitze des Brennraums ausgesetzt ist, leuchtet das Filament und kann so dazu beitragen, den von diesen Motoren verwendeten Spezialkraftstoff zu entzünden. Die Stromversorgung kann über einen speziellen Anschluss erfolgen, der an der Außenseite des Motors angebracht ist, und es kann eine wiederaufladbare Batterie oder eine Gleichstromquelle verwendet werden.
Es gibt (mindestens) drei Arten / Formen von Glühkerzen. Die Standard-Glühkerze, die sowohl für offene als auch für Leerlaufstangenkonfigurationen in langen / Standard- und kurzen Glühkerzen erhältlich ist, hat ein Gewinderohr, das in unterschiedlichem Maße in den Brennraum eindringt. Aufgrund der geringen Größe der Brennkammer können wechselnde Marken oder Stile von Standardglühkerzen das Verdichtungsverhältnis beeinflussen. Glühkerzen im Turbo-Stil (europäisch / metrisch) und im Nelson-Stil (nordamerikanisch / englisch) dringen nicht in die Brennkammer ein. Stattdessen haben sie eine abgewinkelte Schulter, die gegen eine passende Oberfläche am Boden des Glühkerzenlochs abdichtet. Wenn ein Turbo- oder Nelson-Stecker installiert wird und die Brennkammer abdichtet, entsteht eine glatte Oberfläche im Kopf. Diese glatte Oberfläche ist sehr wünschenswert für Hochleistungsanwendungen wie Control Line Speed-Ereignisse und auch hochdrehende RC-Cars. Das Design der Turbo / Nelson-Stecker ermöglicht den Wechsel zwischen Marken, ohne die Komprimierung zu beeinträchtigen. Turbo- und Nelson-Stecker sind nicht austauschbar, da sie unterschiedliche Gewinde und Abmessungen haben.
Treibstoff
Glühbrennstoff besteht im Allgemeinen aus Methanol mit unterschiedlichem Nitromethangehalt als Oxidationsmittel für eine höhere Leistung, im Allgemeinen zwischen 5% und 30% der Gesamtmischung. Diese flüchtigen Stoffe werden zur Schmierung und Wärmekontrolle in einem Grundöl aus Rizinusöl , synthetischem Öl oder einer Mischung aus beiden suspendiert . In unterschiedlichem Maße des Gesamtinhalts. Das Schmiersystem ist vom Typ "Total Loss", was bedeutet, dass das Öl nach dem Umwälzen durch den Motor aus dem Abgas ausgestoßen wird. Der Kraftstoff entzündet sich, wenn er mit dem Heizelement der Glühkerze in Kontakt kommt. Zwischen den Motorhüben bleibt der Draht heiß und leuchtet weiter, teilweise aufgrund der thermischen Trägheit, aber hauptsächlich aufgrund der katalytischen Verbrennungsreaktion von Methanol, das auf dem Platinfilament verbleibt. Dies hält das Filament heiß und ermöglicht es ihm, die nächste Ladung zu entzünden, wodurch der Energiezyklus aufrechterhalten wird.
Einige Flugzeugtriebwerke sind für den Betrieb mit Kraftstoff ohne jeglichen Nitromethangehalt ausgelegt. Glühkraftstoff dieses Typs wird nach dem gleichnamigen Luftfahrtverband, der in einigen Wettbewerben solchen Kraftstoff benötigt , als "FAI-Kraftstoff" bezeichnet .
Beginnend
Um einen Glühmotor zu starten, wird ein Gleichstrom von etwa 3 Ampere und 1,5 Volt von einem "Glühkerzenzünder" oder "Glühtreiber" an den Stecker angelegt, der von einer Hochstrom-Einzelzellenbatterie oder einer speziell dafür gebauten Batterie angetrieben wird. Power Panel "läuft auf einer 12VDC Quelle. Der Strom erwärmt das Platinfilament und lässt es glühend heiß leuchten, daher der Name. Der Motor wird dann von außen mit einer Handkurbel, einem eingebauten Rückstoßstarter auf Seilbasis, einem federbelasteten Motor oder einem speziell gebauten Elektromotor oder von Hand gedreht, um Kraftstoff in die Kammer einzuleiten. Sobald sich der Kraftstoff entzündet hat und der Motor läuft, wird der elektrische Anschluss nicht mehr benötigt und kann entfernt werden. Jede Verbrennung hält das Glühkerzenfilament heiß, was zusammen mit der Katalyse der Methanoloxidation durch das Platin die Zündung der nächsten Ladung in einem sich selbst erhaltenden Leistungszyklus ermöglicht.
Der Akku kann vom Typ NiMH , NiCD , Li-Ion oder Blei-Säure sein . Die höheren voll geladenen Spannungen von Blei-Säure- (2,0) und Li-Ionen- (4,2) Zellen führen, wenn sie direkt an eine normale 1,5-Volt-Glühkerze angelegt werden, dazu, dass diese sofort durchbrennt, also entweder ein Widerstand mit dem richtigen Wert und Die Leistung oder der Basis / Emitter-Übergang eines Hochleistungs- Germaniumtransistors (in Reihenschaltung mit einem der Steckeranschlüsse) kann verwendet werden, um den Strom durch den Stecker auf einen geeigneten Wert zu begrenzen. Selbst bei entsprechender Stromaufnahme können Glühkerzen jederzeit durchbrennen, und Bastler werden aufgefordert, Ersatzteile mitzunehmen.
Technisch gesehen ist ein Glühkerzenmotor einem Dieselmotor und einem Glühbirnenmotor insofern ziemlich ähnlich, als er interne Wärme zum Zünden des Kraftstoffs verwendet, aber da der Zündzeitpunkt nicht durch Kraftstoffeinspritzung (wie bei einem gewöhnlichen Dieselmotor) oder elektrisch ( Wie bei einem Ottomotor muss die Einstellung durch Ändern des Kraftstoff / Luft-Gemisches und des Stecker- / Spulendesigns vorgenommen werden (normalerweise durch Einstellen verschiedener Einlässe und Steuerungen am Motor selbst). Ein fetteres Gemisch neigt dazu, das Filament abzukühlen und so die Zündung zu verzögern , den Motor verlangsamen. Diese "Konfiguration" kann auch angepasst werden, indem unterschiedliche Steckerkonstruktionen für eine genauere Wärmesteuerung verwendet werden. Von allen Verbrennungsmotortypen ähnelt der Glühkerzenmotor am meisten dem Glühbirnenmotor , da bei beiden Typen die Zündung aufgrund eines "Hot Spots" im Brennraum des Motors erfolgt.
Glühkerzenmotoren können für den Zweitaktbetrieb (Zündung jede Umdrehung) oder den Viertaktbetrieb (Zündung alle zwei Umdrehungen) ausgelegt sein. Die Zweitakt- (oder Zweitakt-) Version erzeugt mehr Leistung, aber die Viertaktmotoren haben ein niedrigeres Drehmoment, sind weniger laut und haben einen tieferen, realistischeren Klang.
Überlegungen bei der Verwendung von Glühkerzen
Ein Glühkerzenmotor muss mit der richtigen Glühkerzentemperatur betrieben werden. Große Motoren können mit niedrigeren Temperaturen betrieben werden, während kleinere Motoren Wärme schneller an die Luft abgeben und eine heißere Glühkerze benötigen, um die richtige Temperatur für die Zündung aufrechtzuerhalten. Die Umgebungstemperatur bestimmt auch die beste Glühkerzentemperatur; Bei kaltem Wetter werden heißere Stecker benötigt. Da Glühkerzenmotoren luftgekühlt sind, kann ein Motor, der "heiß läuft", manchmal von einer niedrigeren Steckertemperatur profitieren, obwohl dies zu einem raueren Leerlauf und Schwierigkeiten beim Einstellen führen kann. Die Betriebsdrehzahl des Motors muss ebenfalls berücksichtigt werden. Wenn der Motor mit konstant hoher Drehzahl laufen soll, z. B. mit einem Flugzeug oder einem Auto auf einer meist geraden Strecke, ist eine niedrigere Steckertemperatur effizienter. Wenn der Motor mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden soll, erwärmt die Verbrennung den Motor nicht so stark, und ein heißerer Stecker ist erforderlich.
Die Kraftstoffart und das Kraftstoff / Luft-Gemisch müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Je höher der Nitromethangehalt im Kraftstoff ist, desto heißer brennt der Kraftstoff. Kraftstoffe mit hohem Nitrogehalt erfordern kühlere Glühkerzen. Magere Gemische (niedriges Kraftstoff-Luft-Verhältnis) brennen heißer als fette Gemische (höheres Kraftstoff-Luft-Verhältnis), und die Betriebstemperaturen können auf Werte angehoben werden, die die Glühkerze vorzeitig zerstören können, wenn ein zu mageres Gemisch verwendet wird ("über" -Leaning ").
Wenn der Motor beim Entfernen der Batterieleistung langsamer wird ("durchhängt"), sollte die Steckertemperatur oder der Nitromethangehalt des Kraftstoffs erhöht werden, da der Motor nicht ausreichend heiß ist. Wenn der Motor beim Handkurbeln nach hinten losgeht, arbeitet er zu heiß und die Glühkerzentemperatur oder der "Nitro" -Gehalt sollte gesenkt werden.
Glühkerzen haben eine begrenzte Lebensdauer, und Benutzern wird empfohlen, mehrere Ersatzstecker zur Hand zu haben. Ersatzstecker müssen vom richtigen Typ sein; Stecker für Turbomotoren sind nicht kompatibel mit Steckern für Standardmotoren. Die Stopfen sollten eine viertel Umdrehung nach einem festen Sitz festgezogen werden, um ein zu festes Anziehen zu vermeiden. Glühkerzen sind wie alle Glühlampen extrem heiß, und Glühkerzen sollten niemals entfernt werden, wenn sie heiß sind. Ebenso ist beim Tanken Vorsicht geboten, da eine heiße Glühkerze Kraftstoff entzünden kann. Eine Überhitzung der Batterie kann ebenfalls gefährlich sein und es sollten nur gut gefertigte Steckverbinder verwendet werden.
Technische Spezifikationen
- Turbo Glühkerze
- Gesamtlänge: 17 mm
- Durchmesser: 9 mm
- Gewindegröße: M8x.75mm
- Normale Glühkerze
- Länge: 0,8 "
- Durchmesser: 6,35 mm
- Gewinde: 1 / 4-32 UNEF (am häufigsten verwendete Gewindespezifikation für Modellmotoren)