Выбор свечи накаливания для моделей
Если у конструктора есть желание выжать из собственного двигателя самую большую мощность, то ему предстоит выбрать свечи не только для жаркой, но и для холодной погоды, т.е. предусмотреть две крайние температуры, которые могут быть на соревнованиях. Осуществлять это стоит только на тех воздушных листах, которые будут установлены непосредственно на соревнованиях.
Для авиамоделей может быть использована немного другая свеча накаливания, которая имеет некоторые отличия от обычной, как, например, наличие металлического дефлектора, который предохраняет спираль свечи от загрязнения топливом при работе двигателя на богатой топливной массе.
Пластинка должна иметь такую же ширину, как и наружный диаметр спирали, а её толщина должна составлять 0,2 – 0,3 мм. Обычно, в производстве пластинок используют латунь или сталь. Дефлектор крепится с помощью контактной сварки или расклепывания к пазам корпуса свечи.
Несколько лет назад я сделал простой широтно- импульсный (ШИМ) преобразователь (GDriver) для питания калильной свечи от 12 вольтового аккумулятора. В последние дни интерес к этой конструкции опять “проснулся” – поэтому пришлось написать статью на эту тему.
Схема такого преобразователя приведена на рисунке слева вверху.
ШИМ-преобразователь напряжения для накала калильной свечи собран на микросхеме LM2576ADJ по типовой схеме включения, и может работать от внешнего источника постоянного напряжения 6-12 вольт. Регулировка выходного напряжения, а следовательно и тока свечи, осуществляется потенциометром P1, который вместе с резисторами R1 и R2 образует делитель выходного напряжения. При указанных номиналах этих деталей схема обеспечивает регулировку тока в нагрузке (свеча КС-2) примерно от 1.5 до 3.5 А. Больший ток является предельным для данной микросхемы, и ограничивается внутренней схемой защиты, благодаря чему схема не боится коротких замыканий на выходе. Балластный резистор R3 является шунтом амперметра, и на работу схемы влияния не оказывает. В качестве амперметра я использовал какой-то старый импортный вольтметр со шкалой полного отклонения 200 мВ – именно такое напряжение падает на шунте R3 при токе в нагрузке 4 А. Вы можете использовать любой подходящий стрелочный вольтметр, откалибровав его последовательно включенным резистором (номинал придется подобрать). В принципе, от измерения тока свечи можно отказаться вообще (но это не совсем удобно, т.к. прибор показывает также, “жива” ли свеча) , тогда не понадобится и R3, который у меня составлен из пяти включенных параллельно резисторов номиналом 0.25 Ом и мощностью 0.5 Ватт. Диод D1 защищает схему от неправильной полярности входного напряжения, здесь можно применить любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее 5-10 А. В качестве диода D2 можно применить и другой диод Шоттки, рассчитанный на максимальный ток не менее 10 А. Конденсаторы С1 и С3 – электролитические, любого типа, С2 и С4 – керамические. Дроссель L1 индуктивностью примерно 50 mH намотан на ферритовом стержне М700 диаметром 10 мм, длиной 25 мм, и содержит 20 витков провода ПЭЛ-0.76. Намотка делается на металлической оправке диаметром ~ 8.5 мм (мотается примерно 22-23 витка), после чего готовая “пружинка” переносится на ферритовый сердечник, у дросселя формуются выводы, и он обтягивается термоусадочной трубкой. Схема практически не нуждается в настройке, единственное, что может понадобиться – это изменение номиналов P1, R1 и R2 (на схеме показаны со звездочками) для расширения (или ограничения) диапазона выходного тока. Желательно чтобы микросхема была установлена на радиаторе площадью не менее 50-100 кв.см. В качестве радиатора можно использовать алюминиевую лицевую панель преобразователя, на которой крепится печатная плата устройства, устанавливаются клеммы для подключения свечи, регулирующий потенциометр и контрольный амперметр.
И.В. Карпунин
Многие новички в моделировании слабо представляют себе, что такое свеча накаливания, как она работает и чем отличается от искровой свечи для ДВС и останавливаются лишь на скудной информации: для ДВС нужна свеча, она применяется для запуска и работы мотора и …. все.
На самом же деле, свеча накаливания – это система зажигания двигателя для модели. Она устанавливается на моторах, работающих на смеси нитрометана, как альтернатива искровому зажиганию.
Свеча накаливания не имеет ни одной движущейся части. Ее рабочий элемент – неподвижная спираль.
С помощью свечи накаливания запускают ДВС. Для этого к свечи накаливания нужно подсоединить накаливатель (это устройство разогревает спираль до температуры воспламенения горючего). После поджига топливной смеси двигатель запускается, а рабочая температура сгорания топлива поддерживает спираль свечи накаливания в раскаленном состоянии (без накаливателя).
Свечи накаливания могут быть двух видов: стандартные свечи и турбо. Стандартные свечи имеют прямой корпус с резьбой, посредством которой свечу вкручивают в головку цилиндра.
Турбо свечи имеют коническую форму той части, которая вкручивается в камеру сгорания. Коническая часть свечи соединяется с головкой в специальной впадине конической формы (головка специально разрабатывается для такого типа свечей). За счет использования специальных свечей и разработанной под них головки, добиваются увеличения компрессии, уменьшения потерь, и, как следствие, большей производительности.
Стандартная свеча герметизируется в головке с помощью прокладки из меди, а турбо свеча – герметизируется за счет своей конической формы.
Турбо свечи используются на двигателях 3.5 см.куб. на соревнованиях. В других дисциплинах их применение (на соревнованиях) ограничено. Выбирая стандартные или турбо свечи для своей модели, лучше отдавать предпочтение традиционным свечам, так как их проще купить и они стоят значительно дешевле.
Свечи накаливания нужно использовать того типа, который рекомендован для вашего ДВС производителем. При выборе свечи обращайте внимание на код, который указывает на рабочую температуру свечи (спирали). Однако, помешать правильно выбрать свечу вам может именно этот пресловутый код. К сржалению у производителей нет единой системы маркировок свечей, а каждый из них выпускает от 2-4 до 10 и более типов свечей накаливания. Здесь впору и потеряться. Если вы не профессиональный гонщик, знающий обстоятельно все особенности доступных к приобретению свечей, вам будут сложно сориентироваться.
Помните: выбор холодной или горячей свечи в большинстве случаев сводится к объему вашего ДВС. На маленьких моделях нужны горячие свечи, а на двигателях большого объема нужно ставить более холодные свечи. Если вы используете топливо с большим процентом содержания нитрометана, вам нужна холодная свеча, а если с низким содержанием нитрометана, тогда горячая.
Те же, кто собираются участвовать в гонках, для которых важна производительность, должны учитывать степень сжатия. Моторы с высокой степенью сжатия любят более холодные свечи, а с низкой степенью сжатия – наоборот. Конечно, для того, чтобы узнать степень сжатия, нужно измерить компрессию вашего ДВС, но опытному моделисту рано или поздно все же придется обзавестись компрессометром. Еще напомним, что регулирование компрессии двигателя может осуществляться за счет прокладки под головкой двигателя. Чем толще прокладка – тем меньше компрессия. А установка тонкой прокладки компрессию увеличивает. Но такая регулировка – это уже область действия опытных моделистов, умеющих регулировать ДВС.
Использование неправильных свечей ничего хорошего вашему мотору не принесет. Если свеча будет слишком горячая, то это проявится в детонации, слишком раннем зажигании и повышенной рабочей температурой ДВС. Эти симптомы свидетельствуют о неправильно подобранной свече, эксплуатация в таком виде мотора недопустима! Очень часто при использовании слишком горячих свечей ДВС выходит из строя.
Применение слишком холодной свечи менее разрушительно влияет на мотор: будет плохо отстраиваться холостой ход, мотор будет больше сжигать горючего и развивать меньшую максимальную скорость.
Свечи накаливания лучше всего хранить в оригинальной упаковке, на которой указан код и (чаще всего) рабочая температура. Так вы получите меньше шансов перепутать свечи. Визуально же, можно попробовать определить холодная или горячая у вас свеча по спирали. Более тонкая спираль с большим количеством витков говорит о том, что свеча горячая. А толстая проволока спирали и меньшее число витков говорят о том, что свеча холодная.
Моделисты новички часто спрашивают, какие свечи предпочтительнее – холодные или горячие, в плане их долговечности. При правильной регулировке и холодные, и горячие свечи работают довольно долго. Но все же, более толстая проволока и меньшее число витков у холодной свечи позволяет служить им дольше.
Опытные моделисты, использующие на своих моделях ДВС на нитрометане, стараются иметь целый набор свечей и за счет экспериментального подбора их получают значительный прирост мощности. Это происходит из-за того, что с правильным подбором свечи моделист «ловит» наиболее точно момент зажигания за счет изменения температурного диапазона, напрямую влияющего на момент зажигания. Конечно, правильный подбор свечи требует опыта, навыков, но освоив этот нюанс можно на соревнованиях получить некоторые «козыри».
