Как работает калильная свеча

Калильная свеча.

    В бензиновых двигателях для воспламенения топливно-воздушной смеси используется искровая свеча. Высоковольтный разряд между электродами свечи, происходящий в нужный момент воспламеняет сжатую смесь.
    В калильных двигателях, работающих на топливе, в основе которого - метанол, воспламенение происходит при контакте топливно-воздушной смеси с раскаленной спиралью калильной свечи. Но не стоит заблуждаться. По принципу работы это не та калильная свеча, что устанавливается в автомобильных дизелях для облегчения холодного пуска. Калильный метанольный двигатель работает, по сути, как бензиновый. То есть воспламенение топлива происходит не от сжатия топливно-воздушной смеси, а от СВОЕВРЕМЕННОГО поджига ее внешним источником тепла. Таким внешним источником и является калильная свеча.

Свеча с раскаленной спиралью.	Свечи для разных режимов двигателей.	Накальные головки фирмы "Rossi".

    Первоначально высокая температура спирали свечи обеспечивается подключением к ней напряжения 1,2-1,5V от внешней батареи или стартового устройства. Ток, протекающий при этом через свечу, достигает 3-6 ампер, в зависимости от типа свечи. По этому запустить калильный двигатель, подключив к свече обычную "батарейку" (солевой химический источник тока) не возможно! Такой источник разряжается слишком маленьким током. Для накаливания спирали калильной свечи можно использовать только NiCd или NiMH аккумуляторы. Причем формат (габаритные размеры) аккумулятора желательно чтобы был SC. Обычно, аккумулятор вставляется в корпус с цанговым зажимом, которым и подключается к электродам свечи. Есть еще несколько вариантов стартового питания свечи.
    Первый применялся во времена, когда о NiCd или NiMH аккумуляторах никто ничего не знал. Тогда использовался кислотный (свинцовый) или щелочной (серебряно-цинковый или другой) аккумулятор. Ток накала изменялся с помощью подключенного между аккумулятором и свечей реостата (спираль из материала с высоким сопротивлением с перемещаемым по ней контактом. Очень простая и надежная конструкция, но не для новичков. Таким устройством некоторые моделисты пользуются и сейчас, например оно очень распространено у кордовых воздушных бойцов.
    Второй основан на использовании для питания свечи 12 V аккумуляторной батареи (обычно герметичный кислотный свинцовый аккумулятор), который является источником питания для электрического стартера, электрической помпы (для закачки/выкачки топлива). Подключить такой аккумулятор непосредственно к свече нельзя - она моментально сгорит. Поэтому используется импульсный преобразователь. Смысл его работы состоит в том, что напряжение аккумулятора 12V подается на спираль свечи прерывисто (импульсами). Именно из-за импульсного питания свечи слышен характерный высокочастотный "писк" при подключении свечи. При этом, изменяя соотношении времени, когда напряжение подведено к свече и когда оно отключено, изменяется средний ток. Таким образом, ток регулируется поворотом ручки, связанной с переменным сопротивлением. Такие универсальные устройства называются Power Panel и выпускаются многими производителями.

Цанговое накальное устройство с NiCd аккумуляторами в ручке.	"Прищепка" для накала свечи.	"Power Panel".

    Для подключения свечи к источнику напряжения накала используются, как правило цанговый зажим, или "прищепка". В некоторых случаях (на моделях - копиях и вертолетах) свеча подключается через разъем, установленный на фюзеляже модели. Этот способ не лишен недостатков, и применяется лишь в случае, когда доступ к двигателю ограничен
    Как только двигатель запущен, внешнее питание свечи может быть отключено. При этом температура спирали свечи поддерживается за счет тепла, выделяемого при сгорании топлива в камере сгорания двигателя.
    Частота "подогрева" спирали свечи прямо связана с оборотами двигателя. Чем выше обороты, тем чаще спираль нагревается. Чем ниже обороты, тем реже она нагревается.
    Производители двигателей всегда указывают рекомендуемый тип свечи. Но стоит разобраться, почему в том или ином моторе работает та или иная свеча.
    Калильные свечи существенно отличаются друг от друга, поскольку, двигатели, применяемые в моделизме, очень разнообразны по конструкции, объему камеры сгорания, составу топлива, режимам работы, и т.д.

"Короткая" свеча.	"Длинная" свеча.	"Гоночная" свеча.	Накальная головка.

    К примеру, знаменитый производитель двигателей, японская фирма OS Engines, для использования со своими двигателями предлагает и собственные калильные свечи. Нужно заметить, что при довольно широком ассортименте высококачественных двигателей, производимых этой фирмой, перечень производимых и применяемых свечей не так разнообразен.
     OS Engines рекомендует применять свои свечи для следующих двигателей:

Стандартные свечи

- Type A3 hot     Для двигателей моделей самолетов с объемом камеры сгорания 0,32 - 0,40/0,46 кубических дюйма серий SF, FX, FP, LA     Для двигателей моделей вертолетов с объемом камеры сгорания 0,32 - 0,40/0,46 кубических дюйма серий SF, FX, FP, LA     Для двигателей моделей автомобилей и судов с объемом камеры сгорания 0,12 - 0,15 кубических дюйма серий - 12/15CV, 15LD. Эта свеча универсальна, но предназначена для двигателей, работающих на топливе с низким содержанием нитрометана. Работает в двигателях с объемом от 0.1 кубического дюйма до BGX (2.13 кубического дюйма). Она самая недорогая из всей линейки свечей O.S.

- Type No.8 medium     Для двигателей моделей самолетов серий - AX, SF, FX, FP, LA, SX     Для двигателей моделей вертолетов серий - 32-50SX-H, 61SX-H, 61RX-H, 70SZ-H, 91SX-H, 91SZ-H     Для двигателей моделей автомобилей и судов серий - 12/15CV, 15LD, 12TR, 21RG.     Самая широко используемая (самая универсальная) свеча O.S. Может применяться практически в любых двухтактных двигателях в обычных условиях эксплуатации со стандартным (рекомендованным) топливом.

- Type A5 cold     Для двигателей моделей самолетов с объемом камеры сгорания 0,60 кубических дюйма и более серий AX, FX, RX, BX-1, BGX-1     Для двигателей моделей автомобилей и судов серий - 12/15CV, 15LD, 12TR, 21RG, 21VZ-B.     Свеча более долговечна за счет "особого рецепта" спирали. Двигатель с этой свечей устойчиво работает в условиях постоянно изменяющихся от высоких к низким оборотов. Она подходит для применения в двигателях off-road автомоделей масштаба 1/10 и 1/8.

Type F	Type LC3hot	Type RE

- Type LC3hot.
    Современная "горячая" свеча, разработанная специально для автомодельных двигателей, работающих на топливе с большим содержанием нитрометана классов 0.12, 0.15, 0.18 кубического дюйма. Позволяет снизить расход топлива и температуру двигателя.
    Благодаря тугоплавкому сплаву, примененному в спирали, эта свеча долговечна и позволяет использовать топливо с одержанием нитрометана от 5 до 20%. Форма электрода совместима с EZ-Start system, применяемой в моделях Traxxas. Конструкция камеры свечи позволяет эффективно поджигать всю топливно-воздушную смесь, попадающую в камеру сгорания во всех режимах работы двигателя от холостого хода до максимальных оборотов.

- Type R5
    Применяется для двигателя 15RX Очень єфективна для применения в двигателей off-road автомоделей масштаба 1/8, поскольку имеет увеличенный ресурс при работе в условия высоких оборотов и большого количества нитрометана. Благодаря удачно подобранным инерционным свойствам позволяет изменять количество топлива в смеси в широком диапазоне, что дает возможность точнее настраивать двигатель, особенно в переходных режимах и в режиме не полностью открытой заслонки.

- Type F
    Применяется для любых четырехтактных двигателей, а также для двигателей 140RX-FI, 160RX-FI. Эта свеча "сверх инерционная", и только она позволяет работать в режимах 4-х тактного двигателя, когда один цикл "пропускается", поскольку зажигание смеси происходит не с каждым оборотом двигателя. При этом она настолько инерционна, что не остывает до следующего цикла воспламенения. Двигатели (140RX, 160RX)140RX-FI, 160RX-FI имеют невысокие рабочие обороты, но сжигают большое количетсво топлива для обеспечения высокого крутящего момента и мощности. По этому свеча в них должна быть именно Type F, дабы не погаснуть. Количество нитрометана в топливе от 5 до 15%

- Type RE
    Создана специально для работы в двигателях O.S. Wankel.

- Турбо свечи
    Ultra hot- P3
    Hot- P6
    Medium- P7
    Cold- P8
    Эти свечи в "хоббийном" моделизме применяются крайне редко, и, по этому мы их описывать пока не будем.

    Мы рассмотрели свечи одного из самых популярных производителей моторов, но есть еще множество менее известных (но не менее именитых) фирм, которые изготавливают моторы, свечи к ним, или только свечи.
    К примеру некогда "звездный" Rossi выпускает довольно представительный ассортимент качественных, и относительно недорогих свечей. Их перечень и рекомендации по использованию приведены ниже.

R1 Extra hot для двигателей объемом от 0.8сс до 2cc
R2 Hot для двигателей объемом от 2сс до 3.5cc
R3 Medium для двигателей объемом от 3.5сс до 6cc
R4 Cold для двигателей объемом от 6сс до 10cc
R5 X-cold для топлива с большим содержанием нитрометана и R/C
R6 Cold для двигателей объемом от 10сс до 13cc и топлива с высоким содержанием нитрометана
R7 Cold для двигателей объемом от 13сс до 15cc и топлива с высоким содержанием нитрометана
R8 Cold для двигателей объемом от 15сс до 30cc и топлива с высоким содержанием нитрометана
G1 Hot
G2 Medium (с дефлектором)
G3 Cold для топлива с большим содержанием нитрометана от 15 до 30%
RC Hot для двигателей объемом от 2.5сс до 6cc
G4 X-cold для топлива с большим содержанием нитрометана от 30 до 50%
RC Cold для двигателей объемом от 6сс до 15cc
G5 Cold для топлива с большим содержанием нитрометана 50% и более

    Однако понятно, что отличия между калильными свечами, в основном, конструктивные (а уже как следствие разные свойства и цена). Связаны они с инерционностью свечи, способностью работать с топливом, содержащим нитрометан, и некоторыми другими особенностями. Из различий внешних стоит отметить различную длину резьбовой части свечи. Иногда умудряются закрутить "длинную" свечу в "короткий" мотор, и … После неосторожной попытки запустить двигатель с несоответствующей свечей можно искать каталог запчастей и заказывать поршень и гильзу цилиндра…
    В следующей статье на эту тему мы разберемся в некоторых тонкостях работы калильных свечей. Это поможет вам понять, что происходит с Вашим двигателем и как его оптимально настроить.