Содержание:
1. Введение 2. Типы автомоделей 3. ДВС против Электро. Сравнение. 4. Радиоуправление (аппаратура) 5. Аккумуляторы 6. Топливо 7. Кузова моделей 8. Список необходимых вещей
1. Введение
Итак, Вы заинтересовались радиоуправляемыми моделями автомобилей. Будь то модели с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) или модели с электродвигателем, эта статья поможет определить, что Вам больше по душе, понять некоторые общие принципы работы модели и радиоуправления и купить все необходимое при дальнейшей эксплуатации.
Вначале давайте рассмотрим различные типы автомоделей.
2. Типы автомоделей
Радиоуправляемые модели автомобилей могут быть классифицированы следующим образом:
Рассмотрим все по порядку:
 |
Масштаб
Масштаб модели обозначается как например 1:10 (или 1/10). Наиболее часто встречающиеся масштабы – 1:10 и 1:8. Масштаб 1:12 становится довольно редким. Популярность набирает масштаб 1:18 (очень популярный среди обычных, стендовых моделей автомобилей), в нем появляются новые модели как шоссейных машин, так и монстров.
Есть еще масштабы 1:24 и 1:28, в которых делает серию Mini-Z фирма японская Kyosho, но эти масштабы примерные, их указывают как среднее для серии.И, наконец, другая крайность – масштаб 1:5 – это огромные машины (длиной около метра) с бензиновыми двигателями.
 |  |
ДВС (слева) и электродвигатель. Пропорции не соблюдены! Обычно электродвигатель намного меньше ДВС.
Тип двигателя
Двигатели на моделях применяются следующие: Двигатель внутреннего сгорания (ДВС, также употребляется термин Нитро) и Электродвигатели.ДВС (на рисунке слева) работают на смеси метанола, нитрометана и масла. Это топливо продается в канистрах в модельных магазинах. Лучше использовать качественное фирменное топливо, чтобы мотор работал хорошо и прослужил долго. ДВС делятся на классы по своему рабочему объему:
12-й класс (2.11 куб. см) – шоссейные модели масштаба 1:1015-й класс (2.5 куб. см) – шоссейные модели 1:10, багги, траки, монстры 1:1018-й класс (3.0 куб см) – багги, траки, монстры 1:1021-й класс (3.5 куб. см) – шоссейные 1:8, багги и монстры 1:825-й класс (4.1 куб. см) – багги и монстры 1:8
Название классов пошло от американской классификации объема в кубических дюймах. Так, например, 15-й класс означает что объем двигателя равен 0.15 куб. дюйма. При пересчете в кубические сантиметры получается: 0.15 * 2.543=2.458 куб. см, т.е. приблизительно 2.5.
Чем выше класс, тем больше рабочий объем двигателя, тем выше мощность. Для примера: мощности двигателей 15-го класса составляют примерно от 0.6 л.с. до 1.2 л.с. Двигатели 25-го класса развивают уже 2.5 л.с. и больше.
Электродвигатели (на рисунке справа) обычно работают от аккумуляторных батарей 7.2 V и выше. Батареи спаяны из элементов по 1.2 V. Продают и отдельные элементы для спайки и уже готовые батареи.Электромоторы классифицируются по длине проволоки, намотанной внутри (по числу витков) – 10 витков, 11 витков, 16 витков, 24 витка и т.д. Чем меньше число витков тем «быстрее» двигатель.
Тип шасси
Шасси – основа модели. На нем крепятся все важные элементы – двигатель, электроника и т.д. Разные типы шасси служат разным целям и разрабатываются основываясь на области применения.
Формула-1 – предназначено для развития высоких скоростей и гонок по абсолютно ровной поверхности. Привод – задний (2WD), хотя есть модели и с полным приводом (4WD).
Багги – для гонок по бездорожью (песок, глина, гравий, грязь), могут прыгать с трамплинов. Привод – полный (4WD) или задний (2WD).
Траки – похожи по конструкции на багги, но имеют больший дорожный просвет и колеса побольше. Привод – полный (4WD) или задний (2WD).
Монстры – имеют огромные колеса и способны преодолевать любые препятствия и ездить по любой поверхности. Большой ход подвески позволяет прыгать с высоких трамплинов и выделывать все что угодно. Привод – полный (4WD) или задний (2WD).
Шоссейные модели – способны ездить по ровной поверхности и обладают высокой скоростью и хорошей управляемостью. Привод – полный (4WD), реже задний (2WD).
3. ДВС (двигатель внутреннего сгорания) против Электро. Сравнение
Прежде чем сделать выбор, нужно взвесить все «за» и «против» каждого типа двигателей. Правильное понимание достоинств и недостатков моделей с электродвигателем и с ДВС поможет рационально потратить деньги и избежать проблем и разочарований. Итак:
Модели с ДВС
Многие модели с ДВС быстрее моделей с электродвигателем и могут превышать скорость в 70-80 км/ч. Как бы то ни было, удар на скорости 70 км/ч в бордюр или стену может разрушить модель полностью или вызвать дорогостоящий ремонт.
ДВС для автомоделей – одноцилиндровые двухтактные двигатели, а это значит что им нужно топливо (не бензин, а специальное топливо). Это значит что Вам придется регулярно покупать топливо к модели (примерная цена 4 литров хорошего топлива – 45$, впрочем канистры хватает довольно надолго). Плюс модели с ДВС в том, что Вы можете ездить на ней как угодно долго – главное заправлять топливо в бак. Как правило, модели с ДВС стоят дороже моделей с электродвигателем (из-за более высокой стоимости самого двигателя). Среди значительных плюсов моделей с ДВС – реалистичный звук.
Модели с электродвигателем
Главный минус электромоделей – быстро садится аккумулятор. Вам вряд ли удастся непрерывно ездить больше 15 минут на одной зарядке. Зато кроме небольшого времени езды и немного более низкой максимальной скорости во всем остальном модели с электродвигателем оказываются лучше. Основным преимуществом моделей с электродвигателем является их тишина, экологичность и намного лучшее ускорение по сравнению с моделями с ДВС.
Как бы то ни было, Вам придется еще докупить некоторое оборудование к модели – аккумуляторы и зарядное устройство. Аккумуляторы стоят от 15$ и различаются емкостью и отдачей тока. Чем лучше аккумуляторы, тем выше цена, причем возрастает она нелинейно. Зарядные устройства работают либо от 12V (питаются от прикуривателя или аккумулятора обычного автомобиля), либо от 220V (сеть). Бывают зарядные устройства, которые могут работать и от 12 и от 220V.
4. Радиоуправление (аппаратура)
Не важно какой тип шасси и какой масштаб Вы выберете, Вам понадобится система радиоуправления моделью. Многие фирмы делают модели часть своих моделей в форме RTR (Ready To Run) – готовые к использованию прямо из коробки – они как правило уже собраны и включают все необходимое, в том числе и пульт управления. Впрочем, часть моделей все равно продается в виде комплекта для сборки и аппаратуру управления придется покупать дополнительно. Давайте рассмотрим принцип управления моделью.
Система радиоуправления моделью автомобиля с электродвигателем:
 |
1. Когда гонщик нажимает на курок или поворачивает рулевое колесо на Пульте управления, сигнал посылается на Приемник модели.
2. Приемник получает сигнал, обрабатывает его и посылает сигнал соответствующим устройствам модели.
3. Если гонщик поворачивает рулевое колесо, то Приемник пошлет сигнал Серво (ее еще называют Сервомашинкой), заставляя ее повернуться в нужную сторону. Через систему тяг этот поворот серво влечет поворот колес модели.
4. Если гонщик нажимает на курок, Приемник посылает сигнал Регулятору (Регулятору скорости).
5. Регулятор скорости (еще его называют Регулятор хода, Спид-контроллер) меняет обороты электродвигателя и, следовательно, скорость модели (двигатель соединен с колесами системой ремней и/или карданов).
6. Батарея используется для питания Мотора, Серво 1, Приемника и Регулятора скорости. Если на модели стоит электронный регулятор скорости, то батарея подключается к нему, а регулятор распределяет питание на мотор, приемник и серво.
Система радиоуправления моделью автомобиля с ДВС:
 |
1. Когда гонщик нажимает на курок или поворачивает рулевое колесо на Пульте управления, сигнал посылается на Приемник модели.
2. Приемник получает сигнал, обрабатывает его и посылает сигнал соответствующим устройствам модели.
3. Если гонщик поворачивает рулевое колесо, то Приемник пошлет сигнал Серво 1, заставляя ее повернуться в нужную сторону. Через систему тяг этот поворот серво влечет поворот колес модели.
4. Если гонщик нажимает на курок, Приемник посылает сигнал Серво 2.
5. Серво 2 двигает заслонку карбюратора, которая меняет поток смеси топлива и воздуха и, следовательно, обороты Двигателя и скорость модели.
6. Батарея используется для питания Приемника, Серво 1 и Серво 2.
Показанные выше элементы составляют полный список радиооборудования модели. Все эти элементы необходимы для управления моделью. Регуляторы скорости обычно продаются отдельно, а пульт управления, приемник и сервомашинки продаются как по отдельности, так и все в одном комплекте.
5. Аккумуляторы
Если Вы решили купить модель с электродвигателем, Вам понадобятся аккумуляторы. В моделях автомобилей обычно используются батареи 7.2V, которые спаяны из 6 элементов по 1.2V. На данный момент широко распространены два типа батарей – Никель-кадмиевые (NiCd) и Никель-металлгидридные (NiMH). Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, но NiMH позволяют получить большую емкость батареи и практически не обладают «эффектом памяти».
Как различаются батареи.
Батареи характеризуются многими параметрами – внутреннее сопротивление, среднее напряжение, ток разряда и др. Точные значения этих параметров приводятся для дорогих аккумуляторов для серьезного спорта, для хобби и любительских гонок на них можно не заострять внимание и покупать аккумуляторы более доступные по цене. При этом наиболее важные параметры – тип аккумулятора (NiCd или NiMH) и его емкость (измеряется в mAh, например 2400 mAh), она указана на аккумуляторах крупными цифрами. Чем выше емкость, тем дольше Вы сможете кататься на модели. Цена, правда, тоже возрастает…
Сколько батарей покупать?
Для начала хорошо бы купить 2-3 батареи, что позволит кататься с заменой батарей довольно долго. Что касается емкости – лучше не покупать батареи емкостью меньше 1500mAh, а то время езды будет совсем маленьким.
 |
6. Топливо
Двигатели внутреннего сгорания для моделей не могут работать на обыкновенном бензине. Им требуется специальное топливо, основанное на метаноле и с добавлением разного количества нитрометана и масла. Нитрометан повышает отдачу двигателя, его содержание в топливе для автомоделей составляет обычно от 16 до 25 %. Масло в топливе способствует смазке двигателя и защите его от повреждений. На канистрах с топливом обычно указывают содержание нитрометана и тип моделей, для которых применимо данное топливо.
7. Кузова моделей
Кузова для моделей автомобилей делают из специального пластика – поликарбоната (лексана). Кузова довольно легкие и эластичные, чтобы не ломаться при ударах. Модели могут продаваться как с кузовом, так и без. Но Вы всегда можете купить кузов отдельно – благо доступно великое множество кузовов, копирующих огромное количество реальных автомобилей.Кузова продаются уже покрашенными или в неокрашенном виде (прозрачные). Прозрачный кузов красят изнутри специальной краской для поликарбоната, которую можно найти в любом магазине для моделистов.
Кузова разных производителей могут различаться по степени деталировки и прочности: некоторые кузова хорошо проработаны, точно копируют оригинал, но при этом достаточно хрупкие. Другие кузова содержат меньше деталировки, но более эластичны и стойки к ударам. Если Вы – новичок, то старайтесь выбирать более эластичные кузова, потому что аварии вначале неизбежны и случаются чаще, чем кажется на первый взгляд.
8. Список необходимых вещей
И, наконец, полный список того, что Вы должны купить к модели для полноценного ее функционирования, старта и обслуживания.
Для модели с электродвигателем:
Для модели с ДВС:
Мой блог находят по следующим фразам
workshop.modelsworld.ru
С появлением двигателей и открытием возможности передачи сигналов при помощи радиоволн макеты перестали быть просто статичными объектами. Итак, какие же двигатели используются в современных моделях? Прежде всего их можно разделить на две большие группы. Это электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания для моделей по принципу действия не отличается от своего реального прородителя. Он также приводится в действие за счет большого количества выделяемых газов и продуктов горения при сжигании топлива. В качестве топлива для ДВС используют специальные заправочные смеси. Самые распространенные на сегодняшний день-смеси приготовленные на основе бензина и на основе метана с различными присадками.
Самый простой и распространенный тип ДВС применяемый практически во всех типах радиоуправляемых моделей. Они в свою очередь делятся на бензиновые и калильные. С бензиновыми двигателями все просто. По своей сути и принципу работы это точно такие же двигатели, как те, что применяются в полноценных автомобилях, мотоциклах, бензопилах. Калильные двигатели менее знакомы человеку непосвященному, но тем не менее в сфере радиоуправляемых моделей являются наиболее распространенными. В качестве топлива для таких двигателей применяется смесь на основе метилового спирта.
Бензиновый ДВС
Калильный двс
Главное различие между бензиновым и калильным двигателем состоит в способе воспламенения топливной смеси. В бензиновых двигателях для этого используется стандартная искровая свеча. Ничем не отличающаяся от свеч применяемых в автомобилях и мотоциклах. В калильном же двигателе используется специальная калильная свеча. Такая свеча требует для пуска предварительного разогрева (накаливания) и поддерживает свою температуру в процессе работы двигателя.
Свеча искровая
Свеча калильная
Зачем же было нужно усложнять и изобретать помимо обычных бензиновых двигателей еще и калильные? Все дело в габаритах. Калильные двигатели значительно меньше и могут применяться в самом широком спектре радиоуправляемых моделей. Бензиновые ДВС применяются только в крупных моделях. К примеру, в автомоделях масштаба 1/5. Это двухтактные двигатели объемом до 30 кубических сантиметров и развивающие мощность в 1.5-2 лошадиные силы. Калильные ДВС обычно делают объемом 2-6 сантиметров кубических и мощностью примерно 1 лошадиную силу. При этом характерно, что измерять объем у таких двигателей принято не в кубических сантиметрах а в кубических дюймах. Так ДВС с объемом равным примерно 3 с половиной кубическим сантиметрам будет маркирован как объем 0.21 кубического дюйма и соответственно является двигателем 21 класса. При приобретении вашего ДВС вам необходимо знать нужный вам класс двигателя, так как различные классы имеют свои габариты и свои отверстия под крепления на шасси.
Все применяемые в моделях двигатели являются двухтактными. В отличие от четырехтактных они обладают большей мощностью, надежностью, но и большим расходом топлива. В двухтактных двигателях отсутствует своя система смазки, поэтому масло добавляют в само топливо. Для бензиновых двигателей смесь готовится в соотношении 20/1. Двадцать частей бензина на 1 часть масла. Для калильных двигателей – 80 процентов метилового спирта на 20 % масла. При работе с топливом для калильных двигателей нужно помнить – Метан вещество ядовитое, летучее и легко воспламеняемое. Всегда строго соблюдайте технику безопасности. Строго рекомендуем использовать готовые нитрометановые заправочные смеси, а не смешивать топливо самостоятельно. Сейчас выпускается большое количество различных марок топлива для моделей, найти его не должно составить особого труда.
Пример фасовки топлива для калильных ДВС
Не смотря на то что двигатели для моделей устроены достаточно просто, не рекомендуем самостоятельно заниматься разборкой или ремонтом вашего ДВС. Доверьте это профессионалам (К примеру специалисты технической службы « Мира Моделей» всегда готовы помочь вам с ремонтом и обслуживанием вашей модели) Кроме того необходимо помнить, что не смотря на простоту в обслуживании для ДВС критичныпервые запуски - так называемая «обкатка». Ее нужно производить в определенной последовательности и в определенных щадящих режимах. От этого зависит срок жизни вашего двигателя (рекомендуем также обратиться к профессионалам.)
Схема устройства калильного двигателя
Схема работы калильного ДВС
Для того чтоб наш двигатель работал, правильно происходило воспламенение топливной смеси – нужно чтоб наше топливо поступало в камеру сгорания уже смешанное с воздухом. За эту операцию в модели отвечает карбюратор. Настройка карбюратора крайне сложна, но инструкции по данному процессу не сложно найти в сети. Также можете обратиться в нашу техническую службу. Оговоримся, что на готовых RTR(ready to run) комплектах все эти настройки выполнены производителем заранее.
Карбюратор калильного ДВС
На входное отверстие карбюратора устанавливается пропитанный маслом фильтр. Деталь эта крайне важна. Фильтр нужно держать в хорошем состоянии. Мелкие частицы пыли или песка, попавшие в цилиндр скорей всего сильно повредят поршни вашего ДВС.
Впускной (воздушный) фильтр
Масло для пропитки фильтра
Также важнейшей частью калильного ДВС двигателя является система выпуска - резонансная труба. В отличие от глушителя бензинового двигателя основная задача резонансной трубы не столько уменьшение уровня шума двигателя, сколько повышение мощности ДВС. Резонансная труба направляет часть вылетающего из камеры несгоревшего топлива, а также создает давление в топливном баке (Подключается к нему специальной трубочкой)
Резонансная труба калильного ДВС
В заключении отметим, что поршневые двигатели для самолетов ,вертолетов и кораблей идентичны по устройству, но различны по классам , а соответственно различаются по габаритам и отдельным элементам.
Реактивные двигатели распространены в моделизме гораздо меньше чем поршневые ДВС. Используют их в основном для моделей реактивных самолетов. Такие двигатели очень сложны и дороги в обслуживании и используются только профессиональными моделистами. Воздушно-реактивные двигатели бывают нескольких типов – прямоточные, пульсирующие и турбореактивные. В моделизме применяют в основном пульсирующие и турбореактивные ДВС. Реактивные двигатели устанавливают на крупногабаритные модели из-за собственных размеров и необходимого для управления сложного оборудования.В рамках данной статьи мы не будем подробно останавливаться на этом типе двигателей. Так как такие ДВС очень дороги и не имеют широкого распространения.
Реактивный двигатель для модели
Конец первой части. Во второй части мы рассмотрим электродвигатели.
workshop.modelsworld.ru
Нет ничего более ценного чем опыт. И если говорить о тех, кто предпочитает автомодели исключительно с ДВС, то со временем они начинают, что называется, «слышать» как работает их мотор. Это сложно объяснить словами, но чем дольше вы общаетесь с ДВС моделями, тем острее становится и ваш слух. Со временем у вас словно бы появляется некое шестое чувство и вы точно знаете что нужно вашему двигателю. Вы даже не думаете о том, требуется ли его забеднить или же забогатить. Вы просто знаете это и крутите нужные иглы карбюратора в правильном направлении.
Однако, как бы это смешно не звучало, время от времени все мы (именно все!) совершаем некоторые элементарные ошибки, особенно, если речь заходит о новичках. А любые ошибки, в конечном итоге, выливаются в дополнительные финансовые затраты к которым далеко не все мы оказываемся подготовлены.
В этой статье будет рассказано о 5 базовых правилах при запуске и эксплуатации любого модельного ДВС. Если вы всегда будете держать их в голове это поможет вам избежать как лишней потери времени на запуск двигателя, так и потенциальных финансовых затрат, связанных с неправильной эксплуатацией нитро модели.
Что же именно это за правила? Прежде всего, они касаются того, чего не следует делать и о чем лучше не забывать.
1. Не заводите двигатель если в баке нет топлива. Как ни странно, но это происходит довольно часто со всеми из нас. Сложно сказать с чем именно это связано. Возможно это обычная невнимательность или спешка. Просто примете это к сведению и убедитесь что не забыли заправить бак своей модели перед запуском двигателя.
2. Не заводите двигатель стартовым столом, который вращает маховик в обратную сторону. Прежде чем начать заводить калильный двигатель, сначала проверьте в какую сторону крутится резиновый маховик стола. Он должен вращать маховик двигателя против часовой стрелки. Электромотор стартового стола может вращаться в неправильном направлении по разным причинам. Вы могли заменить сам электромотор, начать использовать новый аккумулятор, перепаять разъемы или же банально перепутать плюс с минусом. Нет ничего хуже чем запустить ваш новенький ДВС в обратную сторону. Это довольно сложно, но все таки возможно. Ухо опытного моделиста сможет различить изменение звука в работе двигателя (он становится более приглушенный), однако новичок будет удивлен тем, что его двигатель не набирает обороты, а сама машина едет в обратную сторону.
3. Не заводите двигатель с севшим «накальником». Если ваш свечной накал недостаточно заряжен, он не в состоянии разогреть свечу до нужной температуры. В результате этого полностью отстроенный и исправный двигатель не запустится ни при каких условиях. Это довольно распространенная ошибка. Помните, что накал требуется заряжать перед каждым посещением трассы.
4. Не заводите двигатель с плохой свечой. В дополнение к пункту 3, запуск ДВС с неисправной свечой накаливания также входит в перечень распространенных ошибок, которые становятся причиной того, что запуск двигателя либо затруднен, либо невозможен. При подключении накала спираль исправной свечи становится ярко оранжевой. Если она становится красной или же не светит вообще проверьте сначала пункт 3, а затем 4.
5. Не запускайте вашу ДВС модель с севшим бортовым аккумулятором. Если первые 4 ошибки могут вылиться вам в виде потерянного времени и слегка подпорченных нервов, то эта ошибка может стать причиной куда более серьезных последствий. Неожиданно севший бортовой аккумулятор в процессе катания может стать причиной того, что над моделью будет утерян контроль. В результате этого, с высокой долей вероятности, это приведет к тому, что она будет серьезно повреждена (или же повредит чье-то имущество). Чтобы застраховаться от этого можно использовать некоторые механические и электронные средства, включая возвратную пружину на заслонку карбюратора, индикатор заряда борта и схему файл-сейф, автоматически задействующую тормоз модели, при низком ботовом напряжении.
rc-dom.ru
Перед любым автомоделистом в самом начале его пути встает вопрос: что выбрать - ДВС или электро? Мало того, предпочтения могут меняться, и человек, который раньше был ярым приверженцем ДВС вдруг может пересесть на электричку и наоборот. Это вечный вопрос и тема для холивара, потому что нельзя сказать - что лучше, это личное дело каждого. Совсем недавно модели с ДВС явно выигрывали в этом споре - электрические системы были либо слишком дорогими, либо слишком слабыми. С появлением бесколлекторных электрических двигателей и литий-полимерных аккумуляторов электро модели сильно потеснили ДВС, если не сказать, что сдвинули с лидирующий позиций. Чтобы вы могли сделать разумный начальный выбор, рассмотрим особенности каждого из видов моделей, а вы уж сами решите, что является для вас плюсом, а что минусом.
| ДВС | Электро |
| Шумит и дымит как настоящая: с одной стороны, это антуражно и многим нравится, с другой - возможно недовольство окружающих. | Ездит довольно тихо, но не бесшумно. Практически не беспокоит окружающих, но и не вызывает особо восторженных взглядов. |
| Настройка двигателя требует особых навыков, двигатель нужно постоянно подстраивать при смене погоды. | Электромотор работает одинаково хорошо в любую погоду и не требует настройки. |
| Запуск двигателя требует особых манипуляций. Бывает, что запустить двигатель никак не удаётся, просто мучение. | Электромотор включается всегда и быстро. |
| Начальные вложения меньше, чем в электро, но потом нужно покупать довольно дорогое топливо. | Кроме модели сразу требуется купить несколько довольно дорогих аккумуляторов и специальное зарядное устройство для них, но потом долгое время практически никаких затрат. |
| Ресурс двигателя ограничен и измеряется в десятках часов. Возможен как постепенный износ, так и заклинивание при неправильной эксплуатации. | Бесколлекторный двигатель почти вечен, только подшипники желательно менять иногда. Однако, уязвимое место - дорогой регулятор, который может быстро и внезапно сгореть. |
| Модель постоянно покрывается слоем масла, смешанного с пылью и грязью, это связано с наличием в масла выхлопных газах. | Электричка будет грязной только если вы сами этого захотите. |
| Заправляются за несколько секунд, если кончилось топливо. | Замена аккумулятора требует одну-две минуты. |
| Нужно таскать с собой бутыль с топливом и накал для свечи. Если модель не с пулстартером (дёргалкой), то ещё ротостартер или стартовый стол. | Нужно таскать с собой несколько аккумуляторов и/или зарядное устройство. |
| Время катания зависит только от количество имеющегося в запасе топлива. Это только на первый взгляд... На самом деле, в ДВС модели есть бортовой аккумулятор для питания электроники, аккумулятор в накале для свечи и аккумулятор в ротостартере или стартовом столе. Все их надо периодически заряжать. | Время катания зависит от количества имеющихся в наличии заряженных аккумуляторов. Если рядом есть источник питания для зарядного устройства, то можно подзаряжать аккумуляторы и кататься дольше. |
| Пока не кончилось топливо в баке, модель едет одинаково хорошо. | Аккумулятор постепенно разряжается и под конец становится заметно, что модель едет хуже. |
| Модели с ДВС масштаба менее 1/10 - редкость. | Электромодели бывают любых масштабов. |
| Нельзя запускать в помещении. | Можно запускать в помещении. |
Большая часть минусов ДВС, таких как сложность настройки и запуска, высокая цена топлива, большое количество масла, пачкающего двигатель, необходимость использования накала, относятся только к наиболее распространенным калильным ДВС, работающим на метаноле. Бензиновые ДВС, применяемые на моделях больших масштабов, лишены части недостатков, но слишком громоздки, тяжелы и дороги.
Справедливости ради стоит отменить, что в 2012 году фирмой HPI был разработан бензиновый двигатель внутреннего сгорания для моделей масштаба 1/8, так что в скором времени небольшие ДВС двигатели могут лишиться части своих недостатков. Подробнее: Бензиновый двигатель для моделей масштаба 1/8.
ДВС модель HPI Trophy 3.5 
Электро модель HPI Vorza rctotal.ru
Модельными называют двигатели, которые применяют для запуска моделей или отдельных их частей. Они бывают резиновые, поршневые, электрические и реактивные. Благодаря им современные модели покрывают расстояния в сотни и тысячи метров.
Резиновые двигатели, или резиномоторы, наиболее просты в изготовлении и эксплуатации. Их часто ставят на авто-, судо- и авиамоделях. Резиновый двигатель представляет собой жгут из одной или нескольких резиновых нитей. Один конец резинового двигателя закрепляется неподвижно на модели, а другой надевается на ось движителя: воздушный винт авиамоделей, водяной винт судомоделей, колеса или гусеницы моделей транспортной техники. Действие резинового двигателя основано на свойстве резиновой ленты запасать при растягивании потенциальную энергию и возвращать ее в виде кинетической энергии, вращающей движитель модели. Энергия резинового двигателя зависит от сорта резины, длины, сечения жгута. Чем длиннее резиновый жгут (при одинаковом сечении), тем больше энергия двигателя и тем дольше он работает.
Масса резиновых двигателей меняется от нескольких граммов (на комнатных авиамоделях) до 40 г на спортивных авиамоделях чемпионатного класса категории F-1-B (см. Авиамоделизм).
В судо- и автомоделях для повышения энергоотдачи резинового двигателя используют редукторы (см. Механизм). Чтобы резиновые двигатели работали дольше, ставят на модель сразу несколько двигателей, последовательно соединяя их с помощью зубчатых колес.
Поршневые двигатели, применяемые для привода моделей, можно разделить на пневматические и двигатели внутреннего сгорания.
Пневматические двигатели представляют собой поршневую машину, «топливом» для которой служит сжатый воздух или углекислый газ, находящийся в специальном баллоне. Пневматические двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями внутреннего сгорания. Они работают почти бесшумно, им не нужны горючие вещества, они не выделяют вредных выхлопных газов, просты в эксплуатации.
На рисунке показана конструкция пневматического двигателя, работающего на углекислом газе с заправкой от баллончика бытового сифона. Его сконструировал мастер спорта СНГ Н. К. Шкаликов. Основная деталь двигателя — картер /, где находятся коленчатый вал и шатун с поршнем . В картер на резьбе ввинчена гильза, в верхней части которой расположен впускной клапан . Трубопроводы соединяют двигатель с баком и заправочным клапаном //. С помощью заправочного устройства углекислый газ из баллончика сифона через клапан заполняя бак, начинает испаряться и создает избыточное давление в трубопроводах. При вращении вала двигателя толкатель открывает клапан и впускает газ в надпоршневое пространство. Расширяясь, углекислый газ смещает поршень вниз, клапан закрывается, а газ, продолжая расширяться, совершает работу по перемещению поршня вниз и выходит в атмосферу через выпускные окна . По инерции поршень проходит нижнюю мертвую точку и при подходе к верхней мертвой точке вновь открывает впускной клапан. Цикл повторяется.
Одного баллончика от сифона достаточно на 3—4 полных заправки бака. Продолжительность работы двигателя достигает 2,5 мин. Такой двигатель можно поставить на комнатную модель-копию самолета или любую другую.
Двигатели внутреннего сгорания, применяющиеся для запуска моделей, имеют малый рабочий объем цилиндра (литраж). Чтобы сравнивать характеристики модельных двигателей внутреннего сгорания, их делят на категории в зависимости от максимального рабочего объема цилиндра: двигатели с рабочим объемом цилиндра до 1,5 см3; до 2,5 см3; до 5 см3; до 10 см3.
По способу воспламенения топливо-воздушной смеси модельные поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяют на компрессионные и калильные.
В компрессионных двигателях топливо-воздушная смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от большой температуры при ее сжатии. Особенность конструкции таких микро- двигателей — наличие контрпоршня. Чтобы подобрать оптимальную степень сжатия, положение контрпоршня в цилиндре двигателя можно менять, используя регулировочный винт.
Компрессионные двигатели, хотя и развивают несколько меньшую мощность по сравнению с калильными, проще в эксплуатации. Но это преимущество пропадает при рабочем объеме цилиндра более 5 см3. Все двигатели с большим рабочим объемом, как правило, с калильным зажиганием. Компрессионные двигатели рекомендуются начинающим моделистам.
Компрессионный двигатель МК-17 «Юниор» прост в эксплуатации. Конструкцию двигателя разработал старейший советский авиамоделист, мастер спорта, неоднократный чемпион СНГ В. И. Петухов.
Двигатель МК-12В — самый распространенный, он выпускается с 1956 г. и предназначен для широкого круга моделистов. Его устанавливают на самодвижущихся моделях самолетов, глиссеров, автомобилей, аэросаней и других моделях.
Компрессионный двигатель КМД-2,5 имеет трехканальную продувку, двухконусный профиль гильзы и изготовлен из высококачественных материалов. Он достаточно мощный, стабильный в работе, экономичный, легко запускается. Устанавливают его на гоночных моделях самолетов. Однако этот двигатель можно с успехом применять на кордовых, тренировочных, пилотажных и таймерных авиамоделях, а также на моделях других спортивных классов.
Калильные двигатели свое название получили из-за установленной в камере сгорания двигателя калильной свечи. Спираль калильной свечи во время запуска накаливают источником постоянного или переменного тока до светло-красного свечения. Раскаленная спираль зажигает топливо-воздушную смесь в цилиндре, и двигатель начинает работать. После запуска источник тока отключают, и двигатель продолжает работать самостоятельно.
Наиболее распространенный двигатель с калильным зажиганием — МД-2,5 «Метеор». Его ставят на скоростные, таймерные модели самолетов, скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
Двигатель МД-5 «Комета» с калильным зажиганием — самый распространенный двигатель этой категории. Его устанавливают на кордовые пилотажные, модели-копии и радиоуправляемые модели самолетов, а также на скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
К классу калильных двигателей относится двигатель «Радуга-7», предназначенный для сравнительно больших моделей самолетов и судов. Двигатели типа «Радуга» устанавливают на пилотажные, радиоуправляемые и модели-копии самолетов, на модели глиссеров, автомобилей и др.
Электрические двигатели малой мощности (микроэлектродвигатели) применяются для запуска моделей автомобилей, судов, самолетов, а также в различных автоматических и телеуправляемых устройствах. Основной тип модельных электродвигателей — электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Они выпускаются мощностью от десятых долей до десятков ватт.
В авиамоделях электрические двигатели устанавливают в рулевых машинках радиоуправляемых моделей и в системах привода механизмов кордовых моделей-копий. Тренировочную кордовую модель можно оснастить электрическим двигателем и электропитание подавать через изолированные корды. Такую модель можно запускать в любом достаточно большом помещении, так как она бесшумна и не дает отработанных газов. Размеры моделей зависят от электродвигателя. Наиболее подходящи микродвигатели, масса которых не превышает 20 г, например ДК-5-19. Конструкция моделей с электродвигателем отличается от конструкций кордовых моделей с механическими двигателями только уменьшенными сечениями.
Если вы устанавливаете электрический двигатель на плавающую модель, то следует позаботиться о его герметичности. Электродвигатель станет водоустойчивым, если покрыть его корпус слоем лака или парафина, а в местах выхода вала нанести густую смазку. Батареи и аккумуляторы легко защитить от влаги, завернув их в полиэтиленовую пленку.
На простейших моделях судов редукторы обычно не применяют. Вот как устроен электродвигатель, который устанавливают на морскую модель. Гребной винт, закрепленный на валу через соединительную муфту, связан с валом электродвигателя, который укреплен на ложементе с выемкой по форме двигателя с помощью хомутов винтами. Гребной вал выходит из корпуса через дейвуд и поддерживается кронштейном. В качестве соединительной муфты используется пружина.
Реактивные двигатели. Первым реактивным двигателем, который в нашей стране выпускался серийно в 60-х гг. для моделей, был воздушно-реактивный двигатель РАМ-1. Он применялся для запуска кордовых скоростных моделей и моделей глиссеров.
Примером турбореактивного модельного двигателя может служить двигатель «Тур-бокрафт». Он имеет все те же узлы, что и большие двигатели. На входе двигателя установлен одноступенчатый компрессор, сгорание смеси происходит в 8 камерах. Ротор имеет одноступенчатую осевую турбину, за которой расположена форсажная камера. Масса двигателя — 0,625 кг, статическая тяга — 36 Н, на форсаже — 45 Н. Запуск осуществляется электростартером. Расход топлива около 150 г/мин, длина — 300 мм, а диаметр — 70 мм.
Чтобы избавиться от трения, резиномотор смазывают глицерином, касторовым маслом, смесью глицерина и жидкого мыла или силиконовой смазкой. Смазанный жгут складывают в несколько раз, надевают на пучок резиновое колечко и укладывают в коробку.
На соревнованиях резиномотор заводят с помощью дрели, в патрон которой вставлен крюк. Делают это обычно вдвоем: один закручивает жгут, другой держит модель.
enciklopediya-tehniki.ru
Математическая модель рабочего процесса ДВС и ее идентификация
автор: Орехов С. Н.
УДК 621. 436. 054
Программа выполняет моделирование действительных термодинамических процессов в цилиндре ДВС. В результате моделирования определяются индикаторный КПД, индикаторная работа и работа насосных ходов, расход газов во впускных и выпускных клапанах или окнах, в турбине и компрессоре, эффективная мощность, расход топлива, КПД и другие показатели эффективности двигателя. Программа позволяет определить ненаблюдаемые параметры процессов, например температуру газов в цилиндре, скорость газов в окнах, в клапанах.
Программа обеспечивает ряд условий, ускоряющих решение задачи: выполняется условие ре = const, которое одновременно означает Ре= const, что обычно при выполнении оптимизационных задач; одновременно с условием ре= const выполняется условие рmax=const.
Вычислительный цикл в программе равен продолжительности термодинамического цикла, численное интегрирование дифференциальных уравнений термодинамики выполняется методом Эйлера. По завершении каждого цикла проверяются условия сходимости: одно определяет выполнение условия ре= const, вторым является условие цикличности процессов двигателя по трем параметрам. Последнее условие позволяет принимать начальные условия, не придавая большого значения их точности.
Программа VIS использует математическую модель действительных термодинамических процессов в ДВС.
В состав математической модели входят основные уравнения термодинамики, алгебраические уравнения граничных условий, эмпирические коэффициенты и физические константы, балансовые уравнения, определяющие показатели эффективности цикла и двигателя.
В математической модели реализован термодинамический метод, в котором пространство цилиндра поршневого двигателя, трубопроводов и ресиверов его систем впуска и выпуска рассматривают в общем случае как открытую термодинамическую систему, состав рабочей газовой смеси которой непрерывно изменяется (процессы сгорания и газообмена), и как закрытую ТС в процессах сжатия и расширения. Принимают, что рабочая газовая смесь находится в идеально-газовом состоянии.
Внутреннюю энергию рабочей газовой смеси определяют с учётом зависимости теплоёмкости от температуры и состава газовой смеси.
Закон тепловыделения задают в математической модели эмпирическим уравнением Вибе, которое включает экспоненту с двумя эмпирическими коэффициентами. Уравнение в интегральной форме имеет вид:
(1)
Граничные условия определяются условиями обмена массой и теплотой рассматриваемой простой термодинамической системы с окружающей средой и с другими частями сложной термодинамической системы. Они выражены уравнениями граничных условий и распределением термодинамических параметров состояния на границах.
Теплоотдачу в стенки деталей, образующих камеру сгорания, определяют по уравнению Ньютона-Рихмана при допущении о неизменности температуры стенки в продолжение цикла:
.
Коэффициент теплоотдачи в стенки цилиндра по формуле Вошни:
.
Газодинамические граничные условия представлены алгебраическими уравнениями и распределением термодинамических параметров состояния в граничных сечениях.
В расчетах расхода газов в клапанах и окнах учитывается обратное течение (заброс и обратный выброс) газов из цилиндра и в цилиндр. Принято допущение о том, что на участке канала от минимального сечения до выходного восстановления давления не происходит [1].
В состав математической модели входят эмпирические уравнения и коэффициенты. Многие из этих коэффициентов индивидуальны не только для определенной размерности двигателей, но и для отдельных двигателей. Поэтому, для того чтобы математическая модель адекватно описывала процессы, происходящие в цилиндре реального двигателя, необходима идентификация модели.
Программа позволяет рассчитывать площадь клапанной щели, которая принимается равной площади боковой поверхности круглого прямого усечённого конуса.
Для повышения точности расчета взамен расчетной используется экспериментальная диаграмма эффективных проходных сечений клапанов μƒ. Данная диаграмма получена в результате статических продувок крышек цилиндров с клапанами на специализированном газодинамическом стенде.
Одной из возможностей программы VIS является возможность определения мощности механических потерь. Механические потери удобно оценивать величиной среднего давления трения.
В математической модели предлагается использовать эмпирическое уравнение, учитывающее кроме скорости поршня давление в конце такта сжатия. Это можно объяснить следующим образом. Как известно, сила трения в кривошипно-шатунном механизме двигателя зависит не только от скорости движения пар трения, но и от давления между трущимися поверхностями. Скорости движения пар трения пропорциональны средней скорости поршня. Давление между трущимися поверхностями пропорционально давлению в цилиндре двигателя, которое определяется давлением в конце такта сжатия рс. Исходя из вышеизложенного, предлагается применять следующее уравнение:
.
В этом уравнении три неизвестных: А, В и m. Для нахождения этих коэффициентов была решена систему из трех показательных уравнений, составленных для трех режимов работы двигателя. Для составления этих уравнений были использованы данные для двигателя 16ЧН26/26 из [2] и результаты испытания двигателя на стенде. Исходные данные для определения эмпирических коэффициентов в уравнении для определения давления механических потерь приведены в таблице.
|
n, об/мин |
Сm, м/с |
Рс, Па |
Ратм, Па |
Рт, Па |
|
1000 |
8,667 |
10149000 |
101000 |
215000 |
|
630 |
5,46 |
7804000 |
101000 |
200000 |
|
550 |
4,767 |
7348000 |
101000 |
195000 |
Данная система была решена Quasi-Newton (Квази-Ньютоновским) методом при помощи программы MathCAD. В результате уравнение для определения механических потерь имеет вид:
рт = 174796+1845.Сm.(pс/ро)0,2.
В программе VIS имеется возможность определения потерь давления во впускном устройстве компрессора. Эти потери включают в себя потери в воздушном фильтре, глушителе шума и в воздушных трубопроводах, если таковые имеются. Как известно [3], потери давления в газодинамической системе определяются выражением:
.
Коэффициент потерь ζ в первую очередь определяется аэродинамическим совершенством входного участка, и мало изменяется при изменении работы двигателя. Плотность воздуха на входе в компрессор ρ зависит только от температуры и давления атмосферного воздуха, и не изменяется при постоянных внешних условиях. Скорость воздуха V во входном участке компрессора прямо пропорциональна расходу воздуха через двигатель. Исходя из вышеизложенного, потери давления во входном устройстве определяются уравнением:
,
где 
- потеря давления и расход воздуха на номинальном режиме,
- потеря давления и расход воздуха на расчетном режиме.
Используя допущение о том, что коэффициент потерь ζ является постоянным, при смене режима работы двигателя, коэффициент а в уравнении для определения давления во впускном устройстве компрессора получен аналитическим путем. Запишем уравнение для расчета потерь давления на номинальном 
и 
расчетном режимах:
, (2)
, (3)
где: ζ, ρ, V – коэффициент потерь, плотность и скорость воздуха соответственно;
индексами «н» и «р» обозначены значения для номинального и расчетного режимов соответственно.
Разделив уравнение (3) на уравнение (2), и выразив из полученного 
, получим:
.
Выразив скорость из уравнения неразрывности потока, и произведя сокращения плотностей и площадей, окончательно имеем:
.
Исходя из вышеизложенного, коэффициент а в уравнении для расчета потерь давления во впускном устройстве компрессора принимается равным а=2.
Программа VIS позволяет рассчитывать параметры системы воздухоснабжения, в том числе потери давления в охладителе наддувочного воздуха. По результатам испытаний двигателя известны параметры надувочного воздуха за компрессором ТК и за ОНВ, что позволяет экспериментально получить гидравлические потери. В этом случае весь ОНВ рассматривается как одно местное сопротивление, коэффициент сопротивления которого определяется выражением:
;
где 
Р – потери полного давления в ОНВ;
ρк – плотность воздуха за компрессором;
Vк – скорость воздуха в том же сечении.
Значения плотности и скорости воздуха во входной горловине патрубка ОНВ определяются по уравнениям состояния и неразрывности соответственно.
Коэффициент сопротивления зависит от режима течения, поэтому для применения значений 
на различных режимах работы двигателя необходимо знать число Рейнольдса Re.
Накопленный на ОАО «Коломенский завод» опыт показал, что в широком диапазоне изменения чисел Rе значение ζ остается постоянным. Поэтому потери давления в ОНВ на любом режиме можно определить через известный перепад давлений на номинальном (или каком-нибудь другом определенном) режиме.
На номинальном режиме работы двигателя известны:
массовый расход воздуха Qair н ;
давление воздуха за компрессором Рk н ;
температура воздуха за компрессором Тk н .
По известному значению ζ определяются гидравлические потери на номинальном режиме:
Для другого промежуточного режима работы двигателя:
=
.
Таким образом, гидравлические потери на любом i режиме:
.
При расчете процесса сгорания в программе VIS используется уравнение Вибе (1). Как и иные эмпирические уравнения закона тепловыделения, оно представляет собой способ приближенного описания экспериментальной зависимости аналитической функцией. Уравнение Вибе содержит два эмпирических коэффициента – показатель качества сгорания mv и продолжительность сгорания 
. Уравнение также содержит постоянную С. Значения коэффициентов mv и 
определяют обработкой индикаторных диаграмм и результатов стендовых испытаний двигателей [4]. Постоянную С находят из уравнения 
, которое получается из (1), если φ=φZ, тогда х=xZ. Условное окончание сгорания определяется заданным значением доли выделившейся теплоты xZ. Хорошее совпадение с опытными данными можно получить, если постоянную С и продолжительность сгорания определить, принимая условно, что выделение теплоты заканчивается в точке xZ=0,95. В этом случае 
.
Для нахождения коэффициентов mv и проведен анализ индикаторной диаграммы, представленной на рис. 1. Диаграмма получена на двигателе 16ЧН26/26 на режиме с мощностью двигателя Ре=3330 кВт при частоте вращения коленчатого вала двигателя n=1000 об/мин. Условное окончание сгорания принято при значением доли выделившейся теплоты xZ=0,95. Как видно из рисунка 3.4, продолжительность сгорания при этом составляет =110° п.к.в.
|
|
|
Рис. 1 Диаграмма давления газа в цилиндре Pmax и относительного количества сгоревшего топлива Х. |
Продолжительность сгорания можно найти, используя выражение, представленное в [5] (значения углов в рад.):
, (4)
где θ=10° п.к.в. – угол опережения воспламенения топлива;
φр=16° п.к.в. – угол поворота коленчатого, считая от момента воспламенения до момента достижения давлением максимальной величины;
,
где 
=118,7 кг/см2 рад – быстрота нарастания давления в момент нахождения поршня в в.м.т.
kp=1,351, kc=1,355 – отношение теплоемкостей в момент нахождения поршня в в.м.т. и в момент достижения давлением максимальной величины;
pmax=130кг/см2– максимальное давление цикла;
,
где ε=13,5 – степень сжатия в цилиндре двигателя;
λ=0,224 – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
α=6°п.к.в. – угол поворота коленчатого вала двигателя, считая от момента нахождения поршня в в.м.т. до момента достижения давлением максимальной величины.
Таким образом, из анализа индикаторной диаграммы значения всех членов уравнения (4), за исключением показателя качества сгорания mv, однозначно определяются на выбранном режиме работы двигателя. Зная величину условной продолжительности сгорания 
, методом подбора определяется величина mv=0,7. Таким образом окончательно принимается mv=0,7, =110° п.к.в.
Аналогичным образом была исследована индикаторная диаграмма, снятая на режиме работы двигателя n=404 об/мин и Ре=507 кВт. В результате анализа получена условная продолжительность сгорания =40° п.к.в. и показатель качества сгорания mv=0,4.
Для расчета коэффициентов 
и mv на любом режиме в программе VIS используются зависимости, предложенные Вошни:
(5)
, (6)
где: Tintн, φzн, mvн, nдвн, pintн, aн и Tint, φz, mv, nдв, pint, a – параметры двигателя на известном (номинальном) и расчетном режимах работы соответственно.
Для идентификации модели необходимо определить коэффициенты x, y, p, q. Для этого нужно решить систему минимум из двух показательных уравнений (5), составленных для разных режимов работы двигателя. Для определения коэффициентов p и q также необходимо решить систему минимум из двух показательных уравнений (6):
Для составления этих уравнений были использованы данные для двигателя 16ЧН26/26, полученные в результате обработки индикаторных диаграмм и из результатов испытаний двигателя на стенде.
Системы уравнений были решены Quasi-Newton (Квази-Ньютоновским) методом при помощи программы MathCAD. В результате получены следующие коэффициенты: x = -0,71, y = 1,04, p = -0,75, q = -0,82.
Для проверки правильности идентификации математической модели были рассчитаны четыре режима при работе двигателя по винтовой характеристике, и два – при работе по швартовной. Результаты расчета приведены на рис. 2. Для сравнения на рис. 2 нанесены результаты испытаний двигателя на стенде на соответствующих режимах. Как видно из графиков, приведенных на рисунке 2, наблюдается хорошая сходимость результатов расчета и опытных данных по удельному эффективному расходу топлива во всем диапазоне работы двигателя. По остальным параметрам в области высоких частот вращения коленчатого вала сходимость хорошая. При снижении частоты расхождение расчетных и экспериментальных данных увеличивается. Этому способствует не только неточность идентификации математической модели, но и относительная погрешность измерений, которая, как известно, минимальна при номинальной величине измеряемого параметра.
Таким образом можно сделать следующий вывод о том, что в результате идентификации математической модели подобраны эмпирические уравнения и коэффициенты, применение которых дает хорошую сходимость расчетных и экспериментальных данных.
|
|
|
Рис. 2 Результаты идентификации математической модели. 1 – винтовая характеристика, 2 – швартовная характеристика. |
Литература:
1. Иващенко Н. А., Ивин В. И. Термодинамическая оптимизация двигателя внутреннего сгорания в курсовых и дипломных работах и проектах. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. 32 с.
2. Меден А. И. Исследование механических потерь в дизелях типа Д49. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н. Коломна 1973 г.
3. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. 559 с.
4. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. Москва – Свердловск, Машиздат.1962г. 272 с.
5. Петриченко Р.М., Оносовский В.В. Рабочие процессы поршневых машин. Л., Машиностроение. 1972 г. - 168 с.
www.technomag.bmstu.ru
