Rodaggio 

 

 

Il rodaggio dei motori 3.5cc

Il rodaggio del motore è un passo importante nella vita e per la durata di un motore.

Esistono varie tecniche di rodaggio e varie filosofie. Io ne esporrò una che ritengo utile per il funzionamento e la preparazione di un motore. Questo non vuole dire che sia l'unico e l'esatto metodo per effettuare un rodaggio, però il consiglio che posso darvi è quello di seguire tutti i passi che vi verranno proposti, o da me o da altre persone, senza mai mischiare i vari metodi di rodaggio, pena un rodaggio inutile.

I motori di scatola hanno il carburatore già preregolato e quindi non necessitano di una particolare carburazione. Riempite il serbatoio con la miscela, quale verrà spiegato in seguito, e svitate, cioè ingrassate, lo spillo del massimo per avere una carburazione molto grassa. Il primo pieno deve essere effettuato così: posate l'auto a terra contro un muro e lasciate che il motore giri al minimo senza mai accelerare fino a finire il primo pieno. Riempite di nuovo il serbatoio, avvitate un pò lo spillo del massimo e iniziate a fare qualche giro con il modello, senza nessuna accelerazione brusca o comunque totale: il motore deve essere ancora molto grasso. Il terzo pieno deve essere fatto con il motore ancora un po' più magro, comunque lontano dalla carburazione ottimale, sempre girando con accelerazioni non brusche.

Per il quarto pieno potete finalmente carburare il motore con una carburazione molto simile a quella ottimale, ma ancora un pelino grasso. Girate con il modello su spazi ampi, tirando il motore fino al massimo, che deve essere tenuto comunque per non più di tre o quattro secondi, con accelerazioni non ancora fulminanti. Il quinto e ultimo pieno lo potete finalmente consumare con il motore a posto, evitando comunque accelerazioni o sforzi eccessivi.

Alcune persone usano spruzzare un lubrificante spray sulla frizione per avere meno attrito e meno sforzo da parte del motore. Personalmente non credo sia una operazione utile e necessaria in quanto il motore si deve abituare anche agli sforzi che la frizione gli trasmetterà, l'importante e non chiedere troppo al motore durante il rodaggio.

La Miscela

Solitamente le istruzioni dei motori contengono le indicazioni sulle varie percentuali di componenti che le miscele devono contenere per un corretto rodaggio. In generale i motori "spinti" arrivano addirittura a utilizzare miscele al 25% di nitro già durante il rodaggio. Il primo consiglio che vi posso dare è quello di utilizzare la miscela che intendete poi utilizzare durante l'utilizzo normale del motore: se volete girare con miscela, ad esempio, al 20%, utilizzatela anche durante il rodaggio.

Se siete indecisi su quale miscela userete, o non volete correre nessun, presunto, rischio, potete usare miscele al 5% o 10% di nitro e al 15% di olio, soprattutto se il vostro motore non è studiato per alte competizioni ma più per il divertimento puro.


 

Motore
   La marmitta a risonanza

La marmitta a risonanza è un dispositivo fondamentale per migliorare il rendimento di un motore a due tempi, in particolare dei micromotori utilizzati nei modelli RC/S in grado di lavorare da 4.000 a oltre 40.000 RPM.

La velocità con cui i gas combusti escono dalla nostro micromotore dipende, oltre che dalla velocità di rotazione del motore, da parametri quali il potere detonante della miscela utilizzata, dall’inerzia dei gas stessi, dalla loro comprimibilità e dal rapporto di compressione che non dipendono dal regime di giri. Contemporaneamente il periodo per il quale la luce di scarico rimane aperta dipende esclusivamente dalla velocità di rotazione del motore. È facile allora comprendere che quando il motore lavora ad un basso regime di giri il tempo per cui la luce di scarico rimane aperta è eccessivo causando la fuoriuscita anche di parte della miscela fresca incombusta. Al contrario, quando il motore lavora a regimi molto elevati, il periodo di tempo per cui la luce di scarico rimane aperta è troppo breve e questo provoca sia l’espulsione parziale dei gas combusti, sia l’aspirazione parziale della miscela fresca (fig. 1 e fig. 2).

    Fig.1 Fig.2

 

In fig 1 si nota come parte della miscela fresca fuoriesca e parte della camera di combustione rimanga addirittura priva di miscela.Nel secondo caso (fig. 2) si nota come parte della camera di scoppio rimanga occupata dai gas incombusti.L’utilizzo di una generica marmitta non risolve questi problemi, al massimo può essere utilizzata come silenziatore.La forma di un marmitta a risonanza è in tutto simile a quella di una canna d’organo (fig. 3).

                                                   

Fig.3                                                       Fig. 4                                                         Fig. 5

 

Per capirne il funzionamento cerchiamo di vedere cosa accade dentro alla marmitta. In essa gli scarichi successivi si traducono in fronti di pressione e depressione che si propagano dal collettore verso il fondo della marmitta (fig. 4): al regime di risonanza della marmitta le onde riflesse dal fondo della marmitta saranno in fase con quelle emessa dal motore, creando così un’alternanza di aree di pressione e di depressione (fig. 5):A questo punto su può dimensionare la marmitta in modo che compensi i problemi prima visti. Ad esempio si può far lavorare il motore con l’efficienza ottimale (senza scarico) ad un regime di giri intermedio e compensare la fuoriuscita di miscela ai bassi regimi portando un’area di pressione in corrispondenza della luce di scarico. Viceversa agli alti regimi si porta in corrispondenza della luce di scarico un’area di depressione per facilitare la fuoriuscita dei gas combusti.

 

 

 

 

Motore
   La candela nei motori glow-plug

La candela nei motori glow-plug è l’elemento che consente l’accensione della miscela nella camera di scoppio, generando l’energia necessaria al movimento del nostro modello. In queste righe cercheremo di analizzare le diverse tipologie e caratteristiche, nonché di vedere attraverso quali “sintomi” sia possibile valutarne lo stato di salute. La candela è il particolare più semplice da controllare ed è anche lo specchio dello stato di salute del motore stesso.

 

IL FILAMENTO
Il filamento è di color argento, ma la sua composizione è una lega ben più pregiata formata da Platino, Rodio, Nichel e Cromo.

Controllare spesso l'aspetto di questo particolare può essere d'aiuto a percepire i sintomi di una cattiva carburazione. Soprattutto per i neofiti, può essere utile confrontare il filamento della propria candela con una nuova. Spesso la conseguenza di una scelta errata della candela o semplicemente una candela troppo vecchia può causare spegnimenti o prestazioni non eccellenti provocando così un cattivo funzionamento del motore. Osservando una candela notiamo che al suo interno c'è una spiralina; lo spessore di questa spiralina determina la categoria di appartenenza della candela stessa, ossia se essa è fredda o calda. Uno spessore maggiore farà sì che che la spiralina si riscaldi meno (candela fredda), uno spessore minore farà arroventare di più la spiralina (candela calda).

 

CRITERI DI SCELTA DELLA CANDELA.

La candela si sceglie in base alla temperatura esterna e in base alla cilindrata alla percentuale di nitrometano usata nella miscela e soprattutto ai consigli forniti dal produttore del motore:

Cilindrata: normalmente in inverno si usano delle candele "calde" (il filamento si arroventa maggiormente) mentre in estate si usano quelle "fredde" (la quantità di calore trasmessa alla camera di combustione è minore); le candele "medie", invece, vanno bene in tutte le condizioni.

Cilindrata: all’aumentare della cilindrata la scelta deve ricadere su candele più fredde.

Nitrometano: con l'aumentare della percentuale di nitrometano nella miscela aumenta anche la temperatura dello scoppio interno, quindi con più nitrometano sceglieremo candele più fredde.

 

Le candele, indipendentemente dalle marche, sono numerate con una numerazione che va da 1 a 8, vedi fig 5. A numeri più bassi corrispondono candele più calde e a numeri più alti corrispondono candele più fredde (la 1 e la 8 sono gli estremi e sono rispettivamente la candela più calda e la più fredda).

TIPOLOGIE:

 

La differenza tra candela Normale (o tradizionale) e quella Turbo sta solo nel tipo di bloccaggio e sono così distinte:

Candela Normale  quando il blocaggio e la tenuta ermetica sulla testa di raffreddamento è garantito da una rondella di materiale tenero (Rame o Alluminio cotto). In questo caso Il "fuoco" (termine per indicare in punto in cui il filamento provoca la combustione nella camera di scoppio) può essere modificato dallo spessore della rondella e dal tipo di materiale di cui è fatta, che si può schiacciare più o meno.

Candela Turbo  quando il bloccaggio e la tenuta ermetica avvengono tramite il serraggio del cono sulla sottotesta. Ovvero in corrispondenza della parte terminale del cilindro della candela (dopo la filettatura) si ha un piccolo profilo conico di 60°. Tale profilo garantisce la tenuta ermetica tra la testa di raffreddamento e il sottotesta ed il filamento cade esattamente nel "fuoco" della camera di combustione. Un difetto di queste candele è che ogni volta che si montano bisogna controllare che non ci siano depositi fra la superficie conica del sottotesta e la superficie conica della candela. Pena, riduzione della compressione. Esse vengono montate solo ed esclusivamente se il motore è provvisto di sottotesta di tipo turbo.

Per quanto riguarda il passo della filettatura, secondo la recente normativa DIN, la candela Turbo ha un passo diverso dalla candela Normale (quest'ultima adotta 1/4x32 filetti per pollice: detta filettatura Withword). Ciò è dovuto al fatto che la filettatura nella candela Normale si trova, a differenza di quella Turbo, a contatto con la combustione (specialmente i primi filetti). E pertanto, per ridurre la dilatazione termica volumetrica si è operati questa soluzione (in realtà anche il materiale è diverso). Inoltre, le candele normali si differenziano dalla lunghezza del cilindro terminale.

ANALISI DEL FILAMENTO DELLA CANDELA

1) Se la spirale è un pò schiacciata verso l'interno, vedi fig 9, vuol dire che il motore è troppo compresso. Se la percentuale di Nitrometano è alta e se ci si trova a livello del mare, questi fattori possono essere la ragione. Occorre controllare quanti rasamenti ci sono nel sottotesta ed aggiungere un decimo, poi sostituire la candela.


 

2) Se il filamento è opaco o molto chiaro (sabbiato) vuol dire che la carburazione è troppo magra (povera di carburante e quindi di lubrificazione) e, a lungo andare, potreste danneggiare il motore. Il filamento rovinato potrebbe rompersi e cadere sul cielo del pistone rovinando anche il cilindro, vedi fig 10. Bisogna sostituire la candela dopo aver ingrassato leggermente la carburazione.


Fig 10

 

3) Se il colore del filamento è scuro e la candela sembra umida, la carburazione è grassa per cui il rendimento del motore non è del 100%. Bisogna "smagrire" la carburazione avvitando lo spillo del massimo a piccoli passi (1/8 di giro alla volta).

4) Quando il filamento si presenta lucido come quello di una candela nuova e la spirale non ha imperfezioni tutto lavora bene e la carburazione è a posto. Inoltre, il filamento risulta totalmente (e non parzialmente) incandescente durante la fase di combustione.

SOSTITUZIONE
Solitamente le candele devono essere sostituite ogni dieci ore poichè il filamento della stessa, venendo agredito dai prodotti della combustione (il processo di ossidoriduzione risulta dannoso per alcuni materiali alle alte temperature), si riduce in diametro. Tale riduzione, a lungo andare, può portare alla fusione del filamento e al distacco dello stesso dal corpo candela, andando così a finire nel cilindro con la conseguenza di grippare l'accoppiamento. Inoltre, la riduzione del diametro (dell'ordine di qualche centesimo di millimetro) riduce sensibilmente il grado termico della candela portando il motore ad assumere una carburazione errata.

SCELTA PRATICA DELLA CANDELA
Qui di seguito verrà esposto un criterio semplicistico per determinare il giusto grado termico della candela in funzione della percentuale di Nitrometano presente nella miscela, della temperatura ambiente e di altri fattori. Oltre a questo criterio è suggeribile prestare particolare attenzione il numero di rasamenti nel sottotesta il cui numero dipende dalla percentuale di Nitrometano. Da ricordare che l'aumento di Nitrometano nella miscela provoca un aumento della temperatura nella camera di scoppio, rischiando di avvicinarsi o di superare il punto di fusione della candela. Questo si manifesta con una spenta del motore definitiva dopo qualche minuto di impiego dello stesso. Da questo momento in poi il motore non si riavvierà più fino a quando non sostituirete di nuovo la candela. Inoltre, c'è da ricordarsi che la fusione della spiralina comporta quasi sempre il distacco di una parte di essa dalla candela. Tale residuo cadendo nella camera di combustione può provocare il grippaggio del gruppo cilindro pistone. Inoltre, con una temperatura ambiente elevata (es: in estate) la testa di raffreddamento non riesce a smaltire tutto il calore e questo provoca un innalzamento della temperatura di funzionamento del motore. Quest'ultimo si va a concentrare in prossimità della candela. Tuttavia, per ovviare a questi inconvenienti si procede nel modo che segue:

Per quanto riguarda l'incremento di Nitrometano, fermo restando la temperatura ambiente, modificare il numero di rasamenti nel sottotesta

Per quanto riguarda la temperatura ambiente, fermo restando la percentuale di Nitrometano, ci si avvale in modo del tutto semplicistico della seguente tabella:

Numero di identificazione della candela: 4 = Da impiegare quando la temperatura è bassa (inferiore o uguale ai 18°C) e con miscele contenenti al max un 10% di nitrometano.

Numero di identificazione della candela: 5 = Da impiegare quando la temperatura ambiente è compresa fra i 18°C e i 27°C e con miscele contenenti nitrometano comprese fra il 10% e il 20%.

Numero di identificazione della candela: 6 = Da impiegare quando la temperatura è superiore ai 27°C e quando la miscela presenta una percentuale di nitrometano superiore al 20%.

Chiaramente con temperature molto elevate e nelle ora più calde (il modello corre a pochi centimetri dall’asfalto dove la temperatura dell’aria notevolmente più elevata), la scelta della candela può essere di un grado più fredda rispetto alla precedente tabella.

Una scelta oculata della candela comporta un rendimento elevato del motore, nonché un aumento di prestazioni. Mentre una scelta poco accurata della candela si manifesta in continue spente e una cattiva risposta del motore.

Questi fattori (candela, nitrometano, marmitta, rasamenti, filtro aria, manicotto di scarico, ecc) sotto opportune condizioni, possono considerarsi indipendenti. Tuttavia, per non esasperare al massimo uno di questi fattori si cerca di migliorare le prestazioni del motore eseguendo una combinazione degli stessi. Il miglior compromesso sarà ottenuto in base alla vostra esperienza e esigenza.

Questo in linea di massima sono i parametri (che non sono pochi) che solitamente un modellista fa affidamento per ottimizzare al massimo le prestazioni del motore in base alle esigenze locali.