Καύσιμα

Β' μέρος

[ Α' μέρος - εισαγωγή στα καύσιμα ] - [ Γ' μέρος - καύσιμα diesel και spark ignition ] - [ Δ' μέρος- ερωτήσεις - αναμίξεις - προφυλάξεις ]

ΚΑΥΣΙΜΑ GLOW

Μεθανόλη

Αντίθετα η μεθανόλη έχει πολύ μεγαλύτερο σημείο αυτανάφλεξης (475 βαθ. κελσίου) και ευρύτερα όρια ανάφλεξης με τον αέρα από 1:18 έως 1:4,7 με συνήθη τιμή 1:9, συγκριτικά με αυτά της βενζίνης (1:15).

Η μεθανόλη έχει λιγότερες θερμίδες, αλλά εξ'αιτίας των διαφορετικών ορίων αναφλεξιμότητας, η συνολική ποσότητα που καίγεται σε κάθε κύκλο είναι δύο με τρείς φορές περισσότερη από ότι με την βενζίνη.
Αλλά υπάρχει και κάτι ακόμα. Η ποσότητα που μπαίνει στον κινητήρα είναι μεγαλύτερη από αυτή που τελικά θα καεί. Καθώς η περίσσεια της μεθανόλης περνάει μέσα από τον κινητήρα, εξατμίζεται και απάγει ένα πολύ μεγάλο ποσοστό από την θερμότητά του, μεγαλύτερο στην πράξη όσο πιό πλούσιο μίγμα μπαίνει. Αν καιγόταν όλη δεν θα είχαμε αυτή την ευεργετική προσφορά.

Λιπαντικό

Φυτικό ή συνθετικό λιπαντικό;

Το καστορέλαιο είναι φυτικής προέλευσης. Βγαίνει από το φυτό ricinus communis της οικογένειας euphorbiacae. Είναι το γνωστό σε όλους ρετσινόλαδο. Κυκλοφορεί σε διάφορες ποιότητες οι οποίες δεν είναι εύκολο να αναγνωριστούν. Ειδικά από το φαρμακευτικό καστορέλαιο δεν έχουν αφαιρεθεί τα ελαστικά μόρια (δεν είναι degumed) και με τον καιρό μπορεί να καθιζήσουν.
Το καστορέλαιο έχει τις καλύτερες λιπαντικές ιδιότητες, απάγει θερμότητα από τον κινητήρα (τον ψύχει), κρατάει την συνοχή του σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά σε ψυχρό καιρό έχει μεγάλο ιξώδες και κάνει την εκκίνηση δύσκολη, και το καθάρισμα του μοντέλου κουραστικό. Αν μείνει για πολύ καιρό μετά την χρήση στο εσωτερικό του κινητήρα, κολλάει. Το σημείο ανάφλεξής του είναι 270 βαθμοί κελσίου.

Τα συνθετικά ανήκουν στην οικογένεια polyalkylene glycols. Είναι ρευστότερα σε ψυχρό καιρό και έχουν λίγο ψηλότερο ιξώδες στην θερμοκρασία λειτουργίας από το καστορέλαιο. Εχουν σημείο ανάφλεξης τους 210 βαθμούς.

Στην συνήθη θερμοκρασία ασφαλούς λειτουργίας του κινητήρα και τα δύο λιπαντικά κάνουν σωστά την δουλειά τους, αλλά η θερμοκρασία αυτή μπορεί να ανέβει εύκολα αν το μίγμα πτωχύνει από ένα σκουπιδάκι στο σύστημα τροφοδοσίας, ή από κακή ρύθμιση που θα κάνει ο αερομοντελιστής.
Τότε τα συνθετικά λάδια αφ' ενός δεν διατηρούν εννιαίο προστατευτικό υμένιο, και αφ' ετέρου θα αρχίσουν να καίγονται αυξάνοντας την θερμοκρασία ακόμη περισσότερο. Δηλαδή όχι μόνο δεν θα απάγουν θερμότητα, αλλά θα δίνουν και θερμίδες από την καύση τους.
Αντίθετα το καστορέλαιο διατηρεί το υμένιό του σε ψηλότερες θερμοκρασίες. Αν ο κινητήρας λειτουργήσει με πολύ πτωχό μίγμα αν το λάδι είναι καστορέλαιο η θερμοκρασία μπορεί να ανεβεί στους 370 βαθμούς, ενώ αν το λάδι είναι συνθετικό η θερμοκρασία μπορεί να φθάσει τους 480 βαθμούς καταπονώντας περισσότερο τα μέταλλα και φυσικά το μπουζί.
Το καστορέλαιο δεν καίγεται στον ίδιο βαθμό, αλλά αφήνει σιγά-σιγά ένα κατάλοιπο στις επιφάνειες του εμβόλου που επειδή έχει ένα βαθύ καφέ χρώμα και γυαλιστερή επιφάνεια το λέμε βερνίκωμα (carbon varnish).
Το έμβολο και το χιτώνιο ακόμα και μετά το στρώσιμο του κινητήρα διατηρούν μικροσκοπικές ανωμαλίες που είναι απαραίτητες για να κρατούν το λιπαντικό και να του δίνουν τη δυνατότητα να διατηρήσει το λεπτό προστατευτικό του στρώμα. Ενα βερνικωμένο έμβολο έχει πλέον πολύ λεία επιφάνεια και δεν μπορεί να κρατήσει το λάδι οπότε αυξάνει η θερμοκρασία λειτουργίας, το βερνίκωμα μεγαλώνει και τελικά με τον φαύλο αυτό κύκλο καταλήγουμε σε ένα καμμένο κινητήρα. Το βερνίκωμα είναι ανεπιθύμητο και πρέπει να καθαρίζεται τακτικά.

Βλέπουμε λοιπόν ότι και οι δύο τύποι λαδιού έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Στα διάφορα καύσιμα συναντάμε όλες τις δυνατές αναλογίες των δύο λαδιών, από 100% καστορέλαιο έως 100% συνθετικό, ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα, και το είδος της πτήσης. Τα μίγματα καστορέλαιου και συνθετικού έχουν αποτελέσματα σαφώς ανώτερα από το καθένα χωριστά.

Αναλογίες απλού καύσιμου

Οι μεγαλύτερες περιεκτικότητες σε λάδι 30% και 25% είναι κατάλληλες για στρώσιμο. Μετά το στρώσιμο μπορούν άνετα να δουλέψουν με 22.5% λάδι, αλλά οι αρχάριοι καλύτερα να συνεχίσουν με 25% λάδι. Αν ο κινητήρας είναι πολυδουλεμένος και έχει χαλαρώσει η εφαρμογή του εμβόλου-χιτωνίου, με 30% λάδι επανακτούν την χαμένη συμπίεση. Το πολύ λάδι δεν ευνοεί την γρήγορη λειτουργία, ιδίως όταν οι ανοχές είναι ιδανικές, γι΄αυτό στους αγωνιστικούς κινητήρες βάζουν 20%.

Πόσο λάδι έχουν τα έτοιμα καύσιμα;

Οι κινητήρες λιπαίνονται κανονικά ακόμα και με 15% με την προϋπόθεση ότι το μίγμα αέρος - καυσίμου θα είναι το σωστό και οι υπόλοιπες συνθήκες ιδανικές. Ομως η οριακή περιεκτικότητα σε λιπαντικό δεν αφήνει περιθώριο για το λάθος του υπερβολικά πτωχού μίγματος πριν την απογείωση, ή το βούλωμα της τροφοσίας κατά την πτήση, ή την κακή ψύξη μέσα στην άτρακτο, ή την υπερθέρμανση από μεγαλύτερη έλικα, ή τις ψηλές θερμοκρασίες του καλοκαιριού, δηλαδή για τις περιπτώσεις που συναντά καθημερινά μπροστά του ο Ελληνας αερομοντελιστής.

Τι κάνουν οι ξένοι αερομοντελιστές στην πράξη;

Στους Παγκόσμιους αγώνες F3A στην Ιαπωνία ΟΛΟΙ οι αθλητές (περίπου 85) χρησιμοποίησαν για τις τετράχρονες 120άρες καύσιμο που είχε από 22,5% έως 25 % λάδι. Οι αναφορές έλεγαν ότι οι θερμοκρασίες στην διάρκεια του αγώνα ήταν πολύ ψηλές, όπως το καλοκαίρι στην πατρίδα μας.

Ενας πεπειραμένος Αμερικάνος με ειδικότητα στους κινητήρες control-line stunt F2B, προτείνει:
Κινητήρες όπως η Fox .35, οι παλιές OS Max .35S, οι McCoy, και K&B θέλουν καύσιμο με 28% λάδι, μισό καστορέλαιο και μισό συνθετικό.
Κινητήρες με μεγαλύτερα κουζινέτα και κουζινέτο στο κάτω άκρο της μπιέλας όπως οι OS FP, οι Magnum GP, θέλουν 22-23% επίσης μισό -μισό.
Για τις ST46 έως και 60, και όλες τις ρουλεμανάτες 23% επίσης μισό-μισό
Οι ABC με πίπα θέλουν λίγο πιό πολύ συνθετικό, και επί συνόλου 22%, το 15% συνθετικό και το 7% καστορέλαιο.

Προσωπικά πριν χρησιμοποιήσω οποιοδήποτε καύσιμο ζητάω από τον κατασκευαστή να μου πεί την περιεκτικότητα σε λιπαντικό. Αν αυτή δεν με ικανοποιεί, προσθέτω λάδι (συνήθως καστορέλαιο) έως ότου το φέρω στην περιεκτικότητα που επιθυμώ. Δεν χρησιμοποιώ καύσιμο με λάδι κάτω από 20%, προτιμώ δε το 22-22,5%, με κάποιο ποσοστό καστορέλαιου (ακόμα και όλο το λάδι καστορέλαιο).

Παρασκευαστής που αρνείται να ανακοινώσει την περιεκτικότητα του καύσιμου που προσφέρει χάνει αγοραστές σε όλο τον κόσμο.

Νιτρομεθάνιο

Σε ένα κινητήρα που λειτουργεί μόνο με ατμοσφαιρική πίεση η ποσότητα του μίγματος αέρα-καύσιμου που μπορεί να μπεί στον θάλαμο είναι δεδομένη. Αυτή η ποσότητα θα περιλαμβάνει τον αέρα που καταλαμβάνει ελεύθερα τον χώρο σε αυτή την πίεση, και την καύσιμο ύλη που έχει αναμιχθεί με αυτόν στο καρμπυρατέρ, σε αναλογία που είναι αναφλέξιμη. Υπάρχει φυσικά μία ιδανική αναλογία που ο κινητήρας παίρνει τις περισσότερες στροφές, χωρίς να υπερθερμαίνεται.

Για να αυξήσουμε την απόδοση αυτού του κινητήρα, πρέπει να κάψουμε περισσότερες θερμίδες. Αν ανοίξουμε τη βελόνα για να εισάγουμε περισσότερο καύσιμο, απλά θα κάνουμε το μίγμα πλουσιώτερο. Το οξυγόνο που έχει ο θάλαμος εκείνη την στιγμή δεν έχει μεταβληθεί και φυσικά θα κάψει την ίδια ποσότητα καύσιμου. Στην πράξη η στροφές με το πλουσιότερο μίγμα θα ελαττωθούν.

Αρα για να κάψουμε περισσότερο καύσιμο και να απελευθερωθούν περισσότερες θερμίδες θέλουμε εκτός από την καύσιμο ύλη, κι' άλλο οξυγόνο.

Την δεκαετία του 90 έγινε μία εφαρμογή υπερσυμπιεστή σε τετράχρονη 120άρα, αλλά ο κινητήρας αυτός ήταν πολύ βαρύς, ακριβός, και με προβλήματα συντήρησης, χωρίς να υπάρχει πραγματικό κέρδος στην απόδοση συγκριτικά με άλλες μεθόδους.

Πως αλλιώς μπορεί να χωρέσει περισσότερο οξυγόνο χωρίς να υπερσυμπιεστεί ο αέρας;

Ποιότητα και υποκατάστατα

Επειδή το νιτρομεθάνιο είναι ακριβό οι παραγωγοί καυσίμου βρίσκουν υποκατάστατα (νιτροπροπάνιο, νιτροεθάνιο ή άλλα μίγματα νιτροπαραφινών) που σίγουρα δεν φθάνουν την απόδοση του νιτρομεθάνιου. Οι παραγωγοί καυσίμων καλύπτονται κάτω από την γενική ταμπέλα nitro χωρίς πολές φορές να διευκρινίζουν πιό είδος "νίτρου" έχουν βάλει. Αλλο κόλπο που κάνουν είναι να βάζουν το "νίτρο" τους σε ποσοστό κατά βάρος, που δεν είναι το ίδιο αν το έβαζαν κατ' όγκο.

Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι να γνωρίζουμε αν το ποσοστό του "νίτρου" που αναφέρεται στην ετικέττα του καύσιμου αφορά ποσότητα αυθεντικού νιτρομεθάνιου ή αντιστοιχία σε υποκατάστατα.

Αναλογίες καύσιμου με νιτρομεθάνιο