Στην συνηθισμένη ερώτηση, πως λειτουργεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, πολλοί απαντούν ότι: "ή έκρηξη του καύσιμου σπρώχνει το έμβολο και έτσι γυρίζει ο στρόφαλος". Ευτυχώς οι αερομοντελιστές έχουν μία σαφέστερη εικόνα για το "Τι υπάρχει" και "τι συμβαίνει εκεί μέσα".

Κατ' αρχή το καύσιμο δεν εκρύγνηται, αλλά καίγεται γρήγορα και ομαλά. Καύση είναι η χημική αντίδραση όπου η καύσιμος ύλη (που στην περίπτωσή μας περιέχεται στο υγρό καύσιμο μαζί με λιπαντικό), ενώνεται με το οξυγόνο του αέρα για να δώσει νέα συστατικά διοξείδιο του άνθρακα και νερό (κ.α.)

Επειδή ή ενέργεια που χρειάζεται για να σχηματιστούν τα νέα αυτά μόρια είναι μικρότερη από αυτή που είχαν τα αρχικά μόρια, μένει ελεύθερο ένα σημαντικό ποσό ενέργειας, με την μορφή της θερμότητας (εξώθερμη αντίδραση, αποδιδόμενη ενέργεια).

Η θερμότητα δεν είναι ακριβώς αυτό που ζητάμε, την εκμεταλλευόμαστε όμως για να πετύχουμε τον σκοπό μας. Μέρος λοιπόν αυτής της θερμότητας ανεβάζει την θερμοκρασία των αερίων προϊόντων της καύσης (το νερό είναι ατμός) και αυξάνει την πίεσή τους. Τα υπερσυμπιεσμένα αέρια σπρώχνουν προς όλες τις κατευθύνσεις και φυσικά και την επιφάνεια του εμβόλου που αρχίζει να κινείται. Μετατρέψαμε δηλ. την θερμότητα σε κινητική ενέργεια (μία άλλη μορφή ενέργειας). Η κίνηση είναι αυτό που ζητάμε (το πως μετατρέπεται η ευθύγραμμη κίνηση σε περιστροφική δεν θα εξεταστεί εδώ).

Ολα τα παραπάνω συμβαίνουν πολύ γρήγορα στον θάλαμο της καύσης, σε 1 Χ 10^-6 δευτερόλεπτα. Δυστυχώς όπως είπαμε δεν μπορούμε να μετατρέψουμε όλο το ποσό της εκλυόμενης ενέργειας του καύσιμου σε κινητική, μόνιμη πρόκληση των σχεδιαστών που προσπαθούν να μειώσουν τις απώλειες και να παρουσιάσουν κινητήρες με τον καλύτερο βαθμό μετατροπής, της προσφερόμενης ενέργειας σε αποδιδόμενη.

ΤΕΤΡΑΧΡΟΝΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Ο τετράχρονος έχει δύο τουλάχιστον βαλβίδες, μία βαλβίδα εισαγωγής και μία εξαγωγής. Αυτές συνήθως βρίσκονται στην κεφαλή του κυλίνδρου. Οι βαλβίδες είναι χρονισμένες μηχανικά με τον στρόφαλο, απ' όπου παίρνουν εντολή να ανοίξουν και να κλείσουν την κατάλληλη στιγμή.

1. Εισαγωγή

Ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Καθώς το έμβολο κατεβαίνει το μίγμα εισέρχεται και καταλαμβάνει τον χώρο του κυλίνδρου. Η βαλβίδα εξαγωγής είναι κλειστή.

2. Συμπίεση

Το έμβολο ανεβαίνει και η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει. Το μίγμα συμπιέζεται. Η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει κλειστή.

3. Καύση

Το μίγμα αναφλέγεται και καίγεται. Τα αέρια προϊόντα εκτονώνονται και σπρώχνουν το έμβολο προς τα κάτω. Και οι δύο βαλβίδες είναι κλειστές.

4. Εξαγωγή

Ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής και το ανερχόμενο έμβολο σπρώχνει τα προϊόντα της καύσης να βγουν από τον κύλινδρο. Η βαλβίδα εισαγωγής είναι κλειστή.

Παρατηρούμε ότι:

Καθ' ένα από τα τέσσερα στάδια του κύκλου γίνεται στη διάρκεια μιας διαδρομής του εμβόλου, είτε ανερχόμενη, είτε κατερχόμενη.

Για ένα πλήρη κύκλο θέλουμε δύο ανερχόμενες και δύο κατερχόμενες διαδρομές.
Οι τέσσερεις αυτές διαδρομές, που λέγονται και χρόνοι (γι' αυτό λέγεται τετράχρονος) αντιστοιχούν σε δύο πλήρεις περιστροφές του στρόφαλου.
Από τους τέσσερεις χρόνους μόνο ο ένας - ο τρίτος - παράγει έργο.
Για να συνεχίσει ο μονοκύλινδρος κινητήρας την περιστροφή τους υπόλοιπους τρείς χρόνους. βασίζεται στην αδράνεια περιστροφής των περιστρεφόμενων μερών του, η οποία ενισχύεται από το φορτίο του, που στην περίπτωσή μας είναι μία έλικα.

ΔΙΧΡΟΝΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Ο δίχρονος κινητήρας δεν έχει βαλβίδες. αλλά αντίστοιχα ανοίγματα στα τοιχώματα του κυλίνδρου, τις γνωστές πόρτες, που ανοιγοκλείνουν με το πέρασμα του εμβόλου. Σ' αυτές βασίζεται και γλυτώνει δύο χρόνους.

Τα τέσσερα στάδια δεν έχουν πλέον τους ίδιους χρονικούς περιορισμούς σαν την τετράχρονη. Ανοιγμα και κλείσιμο μπορούν να οριστούν από τον σχεδιαστή (σε λογικά όρια) και έτσι να πάψουν να είναι ισοδύναμα ή ανεξάρτητα μεταξύ τους. Εκεί βασίζεται και η ποικιλία των σχεδίων.

Θα παρακολουθήσουμε τα στάδια λειτουργίας ενός μονοκύλινδρου κινητήρα, με ατμοσφαιρική εισαγωγή, με το καρμπυρατέρ τοποθετημένο στο μπροστινό μέρος του, και την εξάτμιση στο πίσω μέρος του. Η μεταφορά του μίγματος αέρος-καυσίμου από το καρμυρατέρ έως την βάση, γίνεται μέσω πόρτας στην περιφέρεια του στρόφαλου, και ομοκεντρικού αυλού στο πίσω μέρος του τελευταίου.

Ο κινητήρας γυρίζει με εξωτερική βοήθεια και το έμβολο ανεβαίνει. Η πίεση στην βάση πέφτει και αναροφάται μίγμα από την ανοικτή βαλβίδα.
Το έμβολο αρχίζει να κατεβαίνει (με εξωτερική βοήθεια). Η βαλβίδα εισαγωγής έχει κλείσει. Το μίγμα στην βάση συμπιέζεται.
Το έμβολο έχει φθάσει στο κατώτατο σημείο (με εξωτερική βοήθεια) και έχει αποκαλύψει (έχουν δηλαδή ανοίξει) τις δύο πόρτες της bypass και εξαγωγής (εξάτμιση). Λόγω της διαφοράς πίεσης, το μίγμα ανεβαίνει από τον πλάγιο διάδρομο μεταφοράς και εισχωρεί στον ελεύθερο χώρο του κυλίνδρου, επάνω από το έμβολο. Επειδή είναι ανοικτή η πόρτα εξαγωγής, μικρό μέρος του μίγματος αρχίζει να εξέρχεται.

Ο στρόφαλος συνεχίζει την αδρανή περιστροφή του και το έμβολο ανεβαίνει κλείνοντας την πόρτα μεταφοράς και την πόρτα εξαγωγής και στο υπόλοιπο της διαδρομής του συμπιέζει το μίγμα. (Επαναλαμβάνεται ταυτόχρονα η φάση 1).
Πλησιάζοντας το ανώτατο σημείο της διαδρομής το μίγμα αναφλέγεται.
Τα αέρια εκτονώνονται και σπρώχνουν το έμβολο προς τα κάτω. Από το σημείο αυτό ο κινητήρας έχει εκκινήσει και μπορεί να επαναλάβει μόνος του τον επόμενο κύκλο με την προϋπόθεση φυσικά ότι όλοι οι άλλοι παράγοντες είναι σωστά ρυθμισμένοι (Επαναλαμβάνεται ταυτόχρονα η φάση 2).
Καθώς το έμβολο κατέρχεται σε κάποιο σημείο ανοίγει η πόρτα εξαγωγής και τα καυσαέρια αρχίζουν τα εξέρχονται. Η μεγάλη πίεση που εξασκούσαν στο έμβολο μειώνεται. Σε ελάχιστο χρόνο αργότερα ανοίγει η πόρτα μεταφοράς, και επαναλαμβάνεται η φάση 3, αλλά τώρα το φρέσκο μίγμα θα καταλάβει μόνο τον χώρο που ελευθερώνουν τα καυσαέρια, και θα αναμιχθεί με την ποσότητα των καυσαερίων που μένει στον κύλινδρο.

παρατηρούμε:

Ο πλήρης κύκλος του δίχρονου γίνεται μέσα σε μία ανερχόμενη και μία κατερχόμενη διαδρομή του εμβόλου. Τα τέσσερα γνωστά στάδια εμφανίζονται ως εξής:

1ος χρόνος - διαδρομή ανόδου

μέρος εισαγωγής
μέρος εξαγωγής
συμπίεση

2ος χρόνος - διαδρομή καθόδου

ανάφλεξη - εκτόνωση
μέρος εξαγωγής
μέρος εισαγωγής

Οι δύο αυτοί χρόνοι αντιστοιχούν σε μία πλήρη περιστροφή του στροφάλου. Από τους δύο χρόνους μόνο ο ένας παράγει έργο. Για να συνεχίσει ο μονοκύλινδρος την περιστροφή στον νεκρό χρόνο βασίζεται στην αδράνεια περιστροφής του φορτίου του που μπορεί να είναι αρκετά μικρότερο από το αντίστοιχο του τετράχρονου.

Στα σχήματα εμφανίζεται μονοκύλινδρος κινητήρας με πρόσθια εισαγωγή μέσω χρονισμένης οπής στον στρόφαλο. Η υποπίεση της βάσης αναγκάζει τον αέρα να περάσει επιταχυνόμενος μέσα από το χωνί του καρμπυρατέρ και να τραβήξει καύσιμο . Η πόρτα εισαγωγής του στροφάλου μένει κλειστή για λίγο χρόνο. Μετά το κλείσιμο αυτής της πόρτας η αδράνεια του εισερχόμενου αέρα επιτρέπει την εισαγωγή καύσιμου για λίγο χρόνο ακόμη.

Τα μέρη των κινητήρων

Πάνω: τα μέρη του κινητήρα glow.

Κάτω: τα μέρη του κινητήρα diesel.

#	ΟΝΟΜΑΣΙΑ	ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ
1	σώμα (κάρτερ), και αυτάκια στήριξης	κοινό
2	έμβολο (πιστόνι)	κοινό
3	κύλινδρος (χιτώνιο)	κοινό
4	άξονας (στρόφαλος)	κοινό
5	διωστήρ (μπιέλα)	κοινό
6	βελόνα ρύθμισης μίγματος	κοινό
7	χωνί (εισαγωγή αέρα)	κοινό
8	σωληνάκι τροφοδοσίας	κοινό
9	εξαγωγή καυσαερίων (εξάτμιση)	κοινό
10	πτερύγια ψύξης (ψύκτρες)	κοινό
11	κυλινδροκεφαλή (με ή χωρίς ψύκτρες)	κοινό
12	αναφλεκτήρας (μπουζί πυράκτωσης)	μόνο στις glow
13	κόντρα έμβολο (κόντρα πιστόνι)	μόνο στις diesel
14	βίδα ρύθμισης συμπίεσης	μόνο στις diesel

στον πίνακα δεν σημειώνονται:

το πίσω κάλυμα της κάσας
ο πύρος που συνδέει το έμβολο με την μπιέλα
τα εσωτερικά περάσματα του μίγματος
οι διάφορες βίδες και φλάντζες

Τι καλούμε κυβισμό ενός κινητήρα;

Η απόσταση που κινείται το έμβολο μεταξύ του κατώτατου νεκρού σημείου (1) και του ανώτατου νεκρού σημείου (2) - και αντίστροφα - καλείται διαδρομή του εμβόλου (3).

Kυβισμός (Κ) είναι ο όγκος του κυλίνδρου που σαρώνει το έμβολο κατά την διαδρομή του, δηλαδή το γινόμενο της διατομής του κυλίνδρου και της διαδρομής του εμβόλου, σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:

Κ = διαδρομή * διατομή κυλίνδρου =διαδρομή * διάμετρος² * π/4 =διαδρομή * διάμετρος² * 0,7854

Προκειμένου περί πολυκύλινδρων κινητήρων ο κυβισμός τους είναι το άθροισμα των κυβισμών όλων των κυλίνδρων τους.

Δεύτερος ορισμός του κυβισμού

Οταν το έμβολο είναι στο κατώτατο νεκρό σημείο, αφήνει από πάνω του ένα μεγάλο χώρο V1. Οταν το έμβολο ανέλθη στο ανώτατο νεκρό σημείο, ο χώρος επάνω από αυτό είνιαι ο V2. Η διαφορά των χώρων (όγκων) V1 - V2 δίνει τον όγκο V3 που είναι ο κυβισμός του κινητήρα.

Συνδυασμοί διαμέτρου και διαδρομής

Αφού ο κυβισμός εξαρτάται από τους δύο παράγοντες "διαδρομή" και "διάμετρο", συνάγεται ότι τον ίδιο κυβισμό μπορούμε να δώσουν διάφοροι συνδυασμοί των δύο αυτών παραγόντων, δηλαδή μεγάλη διαδρομή και μικρή διάμετρος, ή μικρή διαδρομή και μεγάλη διάμετρος κ.λ.π.

Στο σχήμα βλέπουμε τρείς συνδυασμούς διαδρομής και διαμέτρου που και οι τρείς δίνουν κυβισμό .60.

ο αριστερός κινητήρας έχει διαδρομή S = 1.056" και διάμετρο B = .850", δηλαδή S/B = 1.24. Οταν S&gtB λέγεται long stroke - μεγάλης διαδρομής.

ο μεσαίος κινητήρας έχει διαδρομή S = .914" ίση με την διάμετρο B = .914 δηλαδή S/B = 1.00. Οταν S=B λέγεται square - τετράγωνος.

ο δεξιός κινητήρας έχει διαδρομή S = .750 και διάμετρο B = 1.015, δηλαδή S/B=.74. Οταν S<B λέγεται over square - υπερτετράγωνος.

Οι κινητήρες με μεγάλη διαδρομή παίρνουν λιγότερες στροφές αλλά μπορούν να γυρίσουν μεγαλύτερη έλικα, ενώ οι κινητήρες με μικρή διαδρομή παίρνουν περισσότερες στροφές και απαιτούν γι΄ αυτό μικρότερη έλικα.

Σε τι μονάδες εκφράζονται οι κυβισμοί;

Υφίστανται δύο μονάδες έκφρασης του κυβισμού των κινητήρων μας, η μία είναι οι κυβικές ίντσες (cu.in., κ.ι.), καθιερωμένη μονάδα μέτρησης στην Αμερική, και η άλλη είναι τα κυβικά εκατοστά (c.c., κ.ε.) που επικρατεί στις επίσημες κατηγορίες (FAI).

Στην Αγγλοσαξωνική κλίμακα αντί για υποδιαστολή τίθεται τελεία, και το 0 μπροστά από την τελεία παραλείπεται.

Παραδείγματα:

Ο κυβισμός σαράντα εννέα χιλιοστών της κυβικής ίντσας (49/1000 κ.ι.) αναγράφεται .049 (τελεία μηδέν τέσσερα εννέα), και οι αερομοντελιστές τον λένε "μηδέν σαράντα εννέα".
Ο κυβισμός σαράντα εκατοστών της κυβικής ίντσας (40/100 κ.ι.) αναγράφεται .40 (τελεία τέσσερα μηδέν) και ο κινητήρας λέγεται "σαραντάρης"
Ο κυβισμός μίας κυβικής ίντσας και είκοσι εκατοστών αυτής (120/100 κ.ι.) αναγράφεται 1.20 (ένα τελεία δύο μηδέν) και ο κινητήρας λέγεται "εκατον-εικοσάρης".

Η έκφραση του κυβισμού σε "κυβικά εκατοστά" είναι πιό απλή: σύμφωνα με αυτή ένας κινητήρας 1,5 κ.ε. αποκαλείται εναμισάρης, ένας των 2,5 κ.ε. δυομισάρης κ.ο.κ.

Αντιστοιχίες - μετατροπές

Η μετατροπή από την μία μονάδα στην άλλη δεν είναι δύσκολη. Με σχετική (όχι απόλυτη) ακρίβεια : 1 κυβικό εκατοστό = .061 κυβικές ίντσες, ή .10 κυβικές ίντσες = 1,64 κυβικά εκατοστά

Πρόβλημα 1: Ποιός είναι ο αντίστοιχος κυβισμός ενός 40άρη σε κυβικά εκατοστά;

Α' προσέγγιση: 0,40 / 0,10 * 1,64 = 6,56 κ.ε.
Β' προσέγγιση: 0,40 / 0,061 = 6,557 κ.ε.

Πρόβλημα 2: Ποιός είναι ο αντίστοιχος κυβισμός ενός 6,5άρη σε κυβικές ίντσες;

Α' προσέγγιση: 6,5 * 0,061= 0,3965 κ.ι.
Β' προσέγγιση: 6,5 / 1,64 * 010 = 0,3963 κ.ι.

Βλεπουμε ότι ανάλογα με ποιά σχέση κάνουμε τους υπολογισμούς θα έχουμε μία μικρή διαφορά στο αποτέλεσμα, που δεν έχει καμμία σημασία για τον χομπίστα.

Οι διαθέσιμοι κυβισμοί

Πριν περίπου σαράντα χρόνια οι διαθέσιμοι κυβισμοί των glow ήταν περιορισμένοι, και ακολουθούσαν τις αγωνιστικές κατηγορίες της Αμερικής. Αυτοί ήταν οι: .010, .020, .049, .09, .15, .19, .29, .35, .45, και .59. Σήμερα υπάρχει πλήθος κυβισμών έως τις 2.0 κ.ι σε μονοκύλινδρους glow, ενώ για τους βενζινοκίνητους η κλίμακα έχει επεκταθεί πολύ πιό ψηλά, χωρίς να υπάρχει σαφές άνω όριο. Η κλίμακα των diesel παραμένει το ίδιο περιορισμένη: 0,5- 0,8 - 1,0 - 1,5 - 2 - 2,5 - 3,5 κ.ε. με επικρατέστερο τον δυομισάρη και τον εναμισάρη.

Γιατί η εταιρεία COX έβγαζε και τον .049 και τον .051;

Η Αμερικάνικη ομοσπονδία διατηρεί και τις ακόλουθες κλάσεις στους κυβισμούς των κινητήρων:

Κλάση 1/2A : κυβισμοί από .000 έως .050 κ.ι.
Κλάση A : κυβισμοί από .051 έως .150 κ.ι.
Κλάση B : κυβισμοί από .151 έως .300 κ.ι.
Κλάση C : κυβισμοί από .301 έως .400 κ.ι.
Κλάση D : κυβισμοί από .401 έως .670 κ.ι.

Γιατί λοιπόν η εταιρεία COX παρήγαγε δύο αγωνιστικούς κινητήρες με κυβισμούς .049 και .051 που και οι δύο είχαν την ίδια ισχύ, και γύριζαν τις ίδιες έλικες;

Ο αερομοντελιστής που ταξιδεύει πολλά χιλιόμετρα για να λάβει μέρος σε ένα αγώνα, δεν μπορεί να κουβαλάει πολλά μοντέλα μαζί του. Ετσι αν ήθελε να λάβει μέρος σε δύο διαδοχικές κατηγορίες π.χ. την Α και την 1/2Α, μπορούσε να λάβει μέρος με το ίδιο μοντέλο, απλά αλλάζοντας τον κινητήρα από .051 σε .049 ώστε να είναι νόμιμος. Δεδομένου ότι οι δύο αυτοί κινητήρες είχαν ακριβώς την ίδια απόδοση, το μοντέλο δεν παρουσίαζε διαφορά στο τριμάρισμα.

Εκφράζει ο κυβισμός την δύναμη του κινητήρα;

Η έκφραση: "Δεν υπάρχει υποκατάστατο του κυβισμού όταν μιλάμε για ισχύ", ισχύει για μεγάλες διαφορές κυβισμού, αλλά δεν είναι πάντα σωστή σε μικρές διαφορές αφού υπεισέρχεται ο σχεδιασμός και η μεταλλουργία.

Ποντάροντας στην άγνοια των περισσότερων, οι κατασκευαστές έβγαλαν κυβισμούς με ένα νούμερο μεγαλύτερο από τον ανταγωνισμό, π.χ .10 αντί .09, .30 αντί .29, .36 αντί .35, .46 αντί .45, .61 αντί .60, κ.ο.κ. σε μία προσπάθεια του marketing να αυξήσουν τις πωλήσεις τους. Οπως είναι φυσικό μία τόσο μικρή διαφορά στους κυβισμούς δεν μπορεί να τεκμηριώνει διαφορά στην ισχύ τους.

Μία 20άρα είναι θεαματικά ισχυρότερη από μία 10ρα, αφού ο κυβισμός της είναι 100% μεγαλύτερος, αλλά η διαφορά της 20άρας από μία 19αρα είναι άνευ ενδιαφέροντος, με την υποψία ότι η διαφορά σε κυβισμό μπορεί να είναι ακόμα μικρότερη αν τα δύο νούμερα προέρχονται μετά από την στρογγυλοποίηση δεκαδικών ψηφίων το μεν προς προς τα επάνω, το δε προς τα κάτω.

Την τάση για μεγαλύτερο κυβισμό εφάρμοσαν οι κατασκευαστές και στους δικούς τους κινητήρες, χρησιμοποιώντας τα ίδια βασικά μέρη της μηχανής, όπως π.χ. την κάσα, κάνοντας μικρές αυξήσεις στην διάμετρο του κυλίνδρου - εμβόλου ή την διαδρομή. Ετσι θα δείτε διαφημίσεις που η "νέα εξηνταπεντάρα" έχει τις ίδιες διαστάσεις και το ίδιο βάρος με την "παλιά εξηντάρα", και υπόσχεται να τραβήξει καλύτερα το μοντέλο.

Το θέμα της ισχύος δεν θα αναλυθεί εδώ. Απλά αναφέρουμε ότι τον αερομοντελιστή δεν τον ενδιαφέρει το απόλυτο νούμερο της "αποδιδόμενης ισχύος" αλλά το αποτέλεσμα δηλαδή η "έλξη", μετά την εφαρμογή της συμβατής έλικας.

Ο ακριβής κυβισμός και οι κανονισμοί

Η ακρίβεια του κυβισμού δεν εμφανίζεται στον τυποποιημένο αριθμό που χαρακτηρίζει εμπορικά τον κινητήρα. Αν σε αγωνιστική κατηγορία το όριο είναι π.χ. τα 2,5 κ. ε. σημαίνει ότι μπορείς να χρησιμοποιήσεις κυβισμό 2,499 κ.ε. αλλά όχι κυβισμό 2,501 κ.ε. Αρα είναι απαραίτητη η γνώση του ακριβούς κυβισμού του κινητήρα που πρόκειται να χρησιμοποιήσεις σε αγώνα.

Εστω κι'αν τα επίσημα έγγραφα ενός κινητήρα τον φέρουν να είναι μέσα στο ανώτατο όριο κυβισμού της κατηγορίας, και αυτός χρησιμοποιείται ευρέως από άλλους αερομοντελιστές, πρέπει να γίνει μέτρηση στο συγκεκριμένο αντίτυπο πριν την συμμετοχή, γιατί όπως έχει συμβεί στο παρελθόν, αν όλες οι ανοχές της κατασκευής του συμπέσουν στο ανώτατο όριό τους, μπορεί να δώσουν γινόμενο - δηλαδή τον κυβισμό - εκτός ορίων, θέμα που εξαρτάται και από την ποιότητα και πιστότητα των οργάνων μετρήσεως.

Οι κατασκευαστές, για να αποκλείσουν την ανωτέρω περίπτωση, στοχεύουν σε κυβισμούς ελάχιστα, πλην σαφώς, μικρότερους από το άνω όριο, π.χ. 2,490 κ.ε. αντί 2,500 κ.ε. .

Το καρμπυρατέρ

Για να αναφλεγούν τα υγρά καύσιμα πρέπει να φτάσουν στον θάλαμο καύσης σε πολύ μικρά σταγονίδια (σαν ατμός) και μάλιστα αναμεμιγμένα με τον αέρα σ' ορισμένη αναλογία. Οι δύο αυτές λειτουργίες, η εξαέρωση και η μίξη, γίνονται από τον εξαερωτή, πιό γνωστό σ' όλο τον κόσμο σαν "καρμπυρατέρ". Το απλούστερο καρμπυρατέρ αποτελείται από το χωνί (1), την μπάρα ψεκασμού (3) και την βελόνα (4). Η είσοδος του υγρού καύσιμου γίνεται από την άκρη της μπάρας (2).

Πως λειτουργεί;

Με ανοικτή την θυρίδα εισαγωγής, η υποπίεση του κάρτερ (7) ρουφάει αέρα. Στο στενό σημείο του χωνιού ο αέρας (5) επιταχύνεται και η πίεση πέφτει. Η διαφορά πίεσης μεταξύ δεξαμενής και χωνιού "σπρώχνει" το καύσιμο από την τρύπα της μπάρας, που στην συνέχεια "αναμιγνύεται" με τον αέρα (6).

Στους δίχρονους η αδράνεια του ταχύτατα εισερχόμενου αέρα σταθεροποιεί την ροή και στον υπόλοιπο χρόνο που η θυρίδα εισαγωγής είναι κλειστή και έτσι έχουμε συνεχή ψεκασμό και σταθερό μίγμα σ' όλο τον κύκλο. Στους τετράχρονους υπάρχει μία μικρή υστέρηση ανάμεσα σε δύο διαδοχικές φάσεις αναρόφησης, αλλά αυτή δεν επηρεάζει την ομαλή τροφοδοσία.

Τι ρυθμίζει η βελόνα;

Η βελόνα ρυθμίζει την ποσότητα του καύσιμου. Βιδώνοντας/κλείνοντας την βελόνα περιορίζεται το άνοιγμα της μπάρας και διέρχεται λιγότερο καύσιμο. Το μίγμα γίνεται "πτωχότερο".

Ξεβιδώνοντας/ανοίγοντας την βελόνα, αυξάνεται η ποσότητα του καύσιμου. Το μίγμα γίνεται "πλουσιότερο".

Ολα αυτά αναφέρονται σε μία σταθερή ποσότητα εισερχόμενου αέρα.

Η βελόνα πρέπει να είναι μυτερή και ίσια, να εφαρμόζει καλά για στεγανότητα και να έχει λεπτό σπείρωμα για ευκολία ρυθμίσεων.

Παραλλαγές της μπάρας ψεκασμού

Μπάρα με μία τρύπα.

1. Η τρύπα ακριβώς στην κάτω θέση = καλύτερη ροή. 2. Η τρύπα στην άνω θέση = χειρότερη ροή. 3. Η τρύπα στο πλάϊ = μέση ροή

Μπάρα με δύο τρύπες.

4. Οι τρύπες σε οριζόντια θέση (καλύτερη θέση). 5. Οι τρύπες σε κατακόρυφη θέση. Από την επάνω τρύπα δεν εξέρχεται καύσιμο. 6. Οι τρύπες σε τυχαία θέση. Και στις τρείς θέσεις η συνολική ροή είναι πολύ καλή.

Τι διαστάσεις πρέπει να έχει το χωνί;

Η ποσότητα του αέρα που εισρέει στο κάρτερ, εξαρτάται από την ικανότητα άντλησης του κινητήρα και από τη διατομή του χωνιού. Στο στενό χωνί ο αέρας επιταχύνεται περισσότερο και αυξάνεται η αναρροφητική ικανότητα. Η ποσότητα εξαρτάται και σε μικρότερο βαθμό από το σχήμα.

Αλλά από το στενότερο χωνί θα περάσει μικρότερη ποσότητα αέρα και κατ' ακολουθία και μικρότερη ποσότητα καυσίμου αν θέλουμε να διατηρήσουμε την ίδια αναλογία μίγματος. Η ισχύς του κινητήρα θα μειωθεί.

Στον ίδιο κινητήρα λοιπόν έχουμε δύο δυνατότητες:

να μεγαλώσουμε τη διατομή του χωνιού για να αυξήσουμε την ποσότητα του μίγματος (την ισχύ), με μειονέκτημα την αδυναμία ταχείας ροής και ικανοποιητικής αναρροφήσεως του καύσιμου, ή
να μικρύνουμε τη διατομή για οικονομία και βελτιωμένη ροή - αναρρόφηση - με ταυτόχρονη μείωση της ισχύος.

Η γωνία της εισόδου του χωνιού ως προς την τροχιά πτήσης πρέπει να είναι τέτοια ώστε να μην μεταβάλλεται, η ποσότητα του εισερχόμενου αέρα από την μεταβολή της ταχύτητας πτήσης. Ευτυχώς οι κασκευαστές έχουν βρεί την ιδανική αυτή γωνία.

A: Η μπάρα ψεκασμού διαπερνά όλο το χωνί.

B: Η μπάρα ψεκασμού δεν διαπερνά το χωνί.

Ανάλογα με την ύπαρξη (ή το πάχος της μπάρας) μεταβάλλεται και η ωφέλιμη διατομή του χωνιού.

1. χωνί με παράλληλες πλευρές

2. χωνί με καμπύλες πλευρές (σχήμα κανονικού venturi)

3. χωνί με πρόσθετο στραγγαλιστή σε σχήμα κανονικού venturi

Χρειάζεται βοήθεια η τροφοδοσία;

Η ικανότητα άντλησης καύσιμου ενός κινητήρα είναι ορισμένη. Είναι λογικό ότι όταν το μοντέλο εκτελεί άνοδο, η στάθμη του καύσιμου θα είναι πολύ χαμηλότερα απο το καρμπυρατέρ, και η διαφορά πίεσης, ίσως να μην είναι αρκετή να αντισταθμίσει την υψομετρική διαφορά. Επίσης όταν το μοντέλο εκτελεί ακροβατικούς ελιγμούς, η φυγόκεντρος δυσκολεύει την σωστή τροφοδοσία. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις η ποσότητα του καύσιμου που θα φθάσει στο καρμπυρατέρ θα είναι μικρότερη από την ζητούμενη. Πρέπει να βρεθεί τρόπος να υποβοηθείται η ροή του καυσίμου.

Η πίεση από τον σιγαστήρα

Ο συνηθέστερος τρόπος είναι να συνδέσουμε τον σιγαστήρα (ή την πίπα) και την δεξαμενή, με ένα σωληνάκι (2). Τα αέρια της καύσης, στραγγαλιζόμενα στον θάλαμο της εξάτμισης παρέχουν μία συνεχή πίεση στην δεξαμενή, ελαφρώς μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική, που σπρώχνει το καύσιμο προς το καρμπυρατέρ. Αυτό δεν είναι εφικτό αν ο σιγαστήρας είναι ανοικτός και από μπροστά (διαμπερής).
Η θέση απ' όπου παίρνουμε πίεση από τον κοινό σιγαστήρα έχει ορισθεί απο τον κατασκευαστή, ενώ στην περίπτωση της πίπας, υπάρχουν περισσότερες επιλογές. Είναι ευνόητο ότι το σύστημα δεξαμενής και σωλήνων δεν πρέπει να έχει άλλο άνοιγμα. Αν υπάρχει και σωληνάκι υπερχείλησης (3), αυτό πρέπει να σφραγίζεται για την πτήση με ένα ξυλαράκι ή βίδα.

Πίεση απ' ευθείας από το "κάρτερ"

Το κάρτερ παρέχει μεγάλη πίεση. Πολλοί κινητήρες δεσμίων ταχύτητας (speed) και αερομαχιών (combat), εκμεταλλεύονται αυτή την δυνατότητα συνδέοντας το κάρτερ με την δεξαμενή με ένα απλό σωληνάκι. Το μειονέκτημα όμως είναι ότι η μεγάλη αυτή πίεση είναι ανεξέλεγκτη, δηλαδή δεν μπορούμε να την μετριάσουμε, και η ρύθμιση της βελόνας είναι πολύ κρίσιμη. Ο κινητήρας πρέπει να λειτουργεί αναγκαστικά σε μία ταχύτητα, όπως συμβαίνει αναγκαστικά στα control line.

Αντλίες

Μπορούμε επίσης να τραβήξουμε καύσιμο από την δεξαμενή με μία από τις πολλές αντλίες που υπάρχουν γι' αυτό τον σκοπό. Οι διαφραγματικές αντλίες έχουν ρύθμιση με την οποία θεωρητικά μπορούμε να ελέγξουμε την πίεση που φθάνει στην δεξαμενή.

Αλλες αντλίες και αντλούν και σπρώχνουν το καύσιμο. Πιό σύνθετες αντλίες ρυθμίζουν αυτόματα την παροχή πίεσης - καύσιμου, ανάλογα με την περιοχή των στροφών που λειτουργεί ο κινητήρας, ιδίως στο ρελαντί.

Η πίεση αυξάνει την ισχύ;

Εδώ πρέπει να ξεκαθαρίσουμε μία πλάνη: Η πίεση και η άντληση δεν αυξάνουν άμεσα την ισχύ του κινητήρα. Δίνουν όμως την δυνατότητα να χρησιμοποιήσουμε ένα φαρδύτερο καρμπυρατέρ από το οποίο περνάει μεγαλύτερη ποσότητα μίγματος, το οποίο είναι τελικά υπεύθυνο για την αύξηση της ισχύος.

Δεν φιλτράρεται ο αέρας;

Οι κινητήρες μας δεν φθείρονται περισσότερο από την λειτουργία, αλλά από την σκόνη που μπαίνει και καταστρέφει τα πάντα. Υπάρχουν ειδικά φίλτρα που προστατεύουν την είσοδο του καρμπυρατέρ και συνιστώνται κυρίως σε όσους πετούν από χωμάτινους διαδρόμους. Μόνο μειονέκτημα του φίλτρου είναι ότι κόβει και την ταχύτητα και την ποσότητα του αέρα μειώνοντας την ισχύ.

Βιβλιογραφία – Αναφορές

http://jkon.aeromodelling.gr/ninter-100b.htm