Kdo z “historických“ modelářů s upřímným zájmem o spalovací motory se kdy poctivě začetl do znění stávajících pravidel pro historické modely s pohonem spalovacím motorem, jistě narazil na pojednání co “je povoleno“ a co “je zakázáno“.
Výtažek z pravidel:
OTMR-AB i C (zjednodušeno – jen specifikace motoru, bez zdvihového objemu a doby chodu):
„Jsou přípustné motory s datem vzniku před rokem 1957, v případě motorů s kluznými ložisky s datem vzniku před rokem 1960. Motory s vyplachováním typu Schnüerle, s vyplachováním typu PDP, s výbrusy typu ABC nebo AAC jsou zakázané. Přeplňované motory, motory přeplňované turbodmychadlem, laděné rezonanční výfuky a upravené sací potrubí jsou zakázány“.
NMR 2,5 a NMR (jen specifikace motoru, bez zdvihového objemu a doby chodu):
„Je povolen jakýkoli zážehový motor, motor se žhavící svíčkou s příčným vyplachováním, nebo detonační motor se zdvihovým objemem do XX cm3 (=YY krychlového palce) vyrobený do roku 1961. Tlakované palivové nádrže jsou povoleny. Motory s vyplachováním typu Schnüerle, s vyplachováním typu PDP, s výbrusy typu ABC nebo AAC jsou zakázané. Laděné rezonanční výfuky, nebo výfuky zvyšující výkon, jsou zakázané“.
Příčné vyplachování, vyplachování typu Schnürle – co to znamená? Jaký tedy můžu použít motor? A který už ne?
Začneme principem dvoudobého motoru: Dvoudobý (zážehový) spalovací motor (také dvoutaktní motor, dvoutakt) je pístový spalovací motor, jehož pracovní cyklus proběhne za jednu otáčku klikové hřídele. Směs paliva a vzduchu ve válci je zapálena (zažehnuta) elektrickou jiskrou, kterou obvykle vytvoří zapalovací svíčka. V modelářské praxi známe také zapálení směsi žhavicí svíčkou, kdy k zapálení směsi dojde rozžhaveným vláknem svíčky.
Tím se liší od dvoudobého vznětového motoru, kde dochází k samovznícení vstříknutého paliva samotnou teplotou stlačeného vzduchu. Zde zase v modelářské praxi známe samozápalný, nebo jinak detonační motor, kde dojde k zapálení nasáté směsi prostým stlačením směsi v pracovním prostoru válce.
Na rozdíl od čtyřdobého spalovacího motoru obstarávají přívod zápalné směsi místo ventilů píst a kanály, vytvořené ve válci a ve vložce válce. Píst při svém pohybu otevírá a zavírá kanály. U novějších motorů ovládá sání pod píst šoupátkový rozvod nebo klapky.
Mazání u zážehového dvoudobého motoru je prováděno olejem rozpuštěným v palivu. Tlakové oběhové mazání, používané u čtyřdobých motorů, nelze použít, protože na pracovním cyklu se podílí i dolní plocha pístu.
Pracovní fáze dvoudobého zážehového motoru:
- sání a komprese – Píst se pohybuje od dolní úvratě směrem k horní úvrati. V klikové skříni vzniká podtlak a tím se nasaje do klikové skříně zápalná směs. Během pohybu pístu nahoru se uzavírá výfukový a přepouštěcí kanál. Směs v prostoru nad pístem (byla připravena dříve během druhé fáze) se stlačuje, nastává komprese a pod pístem probíhá důsledkem podtlaku sání.
- expanze a výfuk – Těsně před horní úvratí přeskočí jiskra, nastává zážeh (popř. je směs zapálena vláknem žhavicí svíčky nebo samozápalem) a expanze. Expanzí je píst tlačen z horní úvrati do úvrati dolní. Spodní hrana pístu uzavírá sací kanál. Směs v klikové skříni se pohybem pístu stlačuje. Při dalším pohybu pístu otevírá pravá horní hrana pístu výfukový kanál a vzápětí na to otevírá horní hrana pístu i přepouštěcí kanál a stlačená směs začne vytlačovat zbytky zplodin a dostává se do prostoru nad píst. Tato fáze se také nazývá výplach, neboť spálená směs je vypláchnuta směsí čerstvou.
Vyplachování
Cílem vyplachování je zajistit, aby během velmi krátké doby, kdy je otevřen sací a výfukový otvor, došlo k nahrazení spálené směsi čerstvým vzduchem (u motorů se vstřikováním) nebo směsí paliva se vzduchem (u zážehových motorů s nepřímým vstřikování a karburátorem). Přitom by mělo ve válci zůstat co nejméně zbytkových spalin a současně by mělo do výfuku uniknout co nejméně čerstvého vzduchu, resp. směsi paliva se vzduchem. Rozlišují se tři varianty vyplachování:
PŘÍČNÉ VYPLACHOVÁNÍ:
Výfukový a sací kanál leží proti sobě; oba tyto kanály jsou otevírány a zavírány pohybujícím se pístem. Přitom se jako první otevírá výfukový kanál a zavírá se jako poslední. Aby se válec vypláchl co možná nejlépe, je na dně pístu vytvořen deflektor, který usměrňuje proudění plynů směrem k hlavě válce. Jinou možností je vyústění kanálů šikmo vzhůru, pak může odpadnout deflektor, nicméně řešení je výrobně náročnější.
PŘÍMÉ VYPLACHOVÁNÍ
Sací a výfukový kanál leží na protějších stranách válce. Čerstvý plyn neproudí od pístu k hlavě válce a zpět, ale jen v jednom směru. Pro sání slouží drážky ve stěně válce, výfukový kanál je vytvořen v hlavě válce a zavírán ventilem, popř. (u protiběžných motorů a dvoupístových motorů) je rovněž tvořen drážkou, kterou otevírá jiný píst. Výfuk může být uzavřen dříve, než sání, což omezuje ztráty při vyplachování. Rovněž se tak dosahuje lepšího vyplachování při větším spalovacím prostoru. Přímé vyplachování se upřednostňuje při zatíženém motoru. U modelářských motorů se nepoužívá.
VRATNÉ VYPLACHOVÁNÍ
Vratné vyplachování Schnüerle
Tuto variantu vyplachování vyvinul v roce 1925 Adolf Schnürle. Využívají se dva přepouštěcí kanály, které probíhají ve směru osy válce (tj. tangenciálně) a jsou zakončeny okénkem ve stěně válce. Výfukový kanál se nachází mezi oběma přepouštěcími kanály, na stejné straně válce. Oba proudy plynu z přepouštěcích kanálů se potkávají a ve spalovacím prostoru válce se obracejí ve směru k výfukovému kanálu a ke hlavě válce. Otvory kanálů se otevírají a zavírají pohybem pístu. Ztráta čerstvé směsi je oproti příčnému vyplachování nepatrná a dno pístu může být ploché. U prvních motorů s vratným vyplachováním se používaly dva přepouštěcí kanály, později byl tento systém vylepšen o hlavní a pobočný přepouštěcí kanál a v 80. letech se používalo až 8 přepouštěcích kanálů. Vratné vyplachování představuje dodnes stav techniky dvoudobých zážehových motorů.
POROVNÁNÍ JENDOTIVÝCH DRUHŮ VYPLACHOVÁNÍ
SCHEMATICKÉ POROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH ZPŮSOBŮ VYPLACHOVÁNÍ
- PŘÍČNÉ 2. VRATNÉ 3. PŘÍMÉ (SOUPROUDÉ)
Jednou z variant vylepšení vratného vyplachování z 80. let 20. století je systém PDP, kdy ke dvěma či třem standartním přefukovým kanálům přibyly ještě 4 pomocné malé přefukové kanálky v blízkosti výfukového kanálu pro dokonalejší vyplnění prostoru válce čerstvou směsí. Toto řešení realizovala německý výrobce Helmut Bernhardt Feinmechanik v 80. létech např. u motorů HB .61 (nezaměňovat s HP, to byla jiná firma). Výsledkem byly vyšší dosažené otáčky (a tím i výkon) u jinak zvenčí stejného motoru.
| SPECIFIKACE | HB .61 | HB .61 PDP |
| Výkon v koňských silách | 1.45 k / 16,000 ot./min. | 1.85 k/ 16,000 ot./min. |
| Provozní otáčky | 1800 ~ 16,000 | 1800 ~ 19,000 |
O dvoudobých motorech lze jistě dále pojednávat podrobněji, např. o způsobu řízení nasávání směsi do klikové skříně (sání řízené klikovým hřídelem, rotačním šoupátkem, pístem, membránou), o tlumičích hluku, ovládání otáček atd., ale smyslem příspěvku bylo vnést jasno do specifikace motorů dané pravidly pro RC historické modely.
JAK POZNÁM NA PRVNÍ POHLED VRATNÉ VYPLACHOVÁNÍ OD PŘÍČNÉHO?
Příčné vyplachování se u modelářského motoru vyznačuje deflektorem na pístu a vždy jen jedním přefukovým kanálem umístěným proti výfukovému kanálu. Při pohledu do válce s pístem v dolní úvrati tedy vidím deflektor na pístu a (nebo) jen jeden přefukový kanál.
Vratné vyplachování se u modelářského motoru vyznačuje pístem s rovným dnem nebo s mírně kuželovým dnem (obvykle u detonačních motorů) vždy s minimálně dvěmi přefukovými kanály umístěnými po stranách vedle výfukového kanálu. Při pohledu do válce s pístem v dolní úvrati tedy vidím rovný (kuželový) píst a min. dva přefukové kanály v bocích válce.
CO TO JE VÝBRUS ABC A AAC?
Jedná se o materiálovou specifikaci, kdy:
- výbrus ABC znamená mosaznou, zevnitř tvrdě chromovanou vložku, a hliníkový píst
- výbrus AAC znamená válec (vložku válce) z hliníkové slitiny opatřené otěruvzdorným povlakem a opět hliníkový píst
Obě tyto provedení vnitřních částí motorů se v určené době vzniku motoru dle pravidel našich historických modelů nepoužívaly, jejich případné použití u replik motorů může znamenat vyšší dosažené otáčky, výkon a také životnost. Lze je poznat pohledem do výfukového kanálu, kdy vnitřek válce je i u již používaného motoru velmi světlý.
PŘEPLŇOVANÉ MOTORY, MOTORY PŘEPLŇOVANÉ TURBODMYCHADLEM, LADĚNÉ REZONANČNÍ VÝFUKY A UPRAVENÉ SACÍ POTRUBÍ JSOU ZAKÁZÁNY?
Tato specifikace byla převzata z pravidel, dle kterých se létá s historickými modely v USA. Přeplňované motory a motory s turbodmychadlem se v leteckém modelářství “v našich“ velikostech běžně nevyskytují.
Laděné a rezonanční výfuky – znamená to to samé, výfuk je naladěn na rezonanci. Jedná se o známé “roury“ převážně na rychlostních motorech, kdy délkou a tvarem výfukového potrubí lze dosáhnout rázového kmitání odchozích spalin ve výfukovém potrubí tak, aby pozitivně ovlivňovaly odchod spalin z válce motoru a jeho výplach.
Upravené sací potrubí – různé trombónky přidávané na sání karburátoru. Úpravu (obvykle zmenšení) průřezu sacího hrdla karburátoru v rozumné míře nelze považovat za zásadní úpravu směřující ke zvýšený výkonu motoru, stejně tak nahrazení dělené trysky průběžnou tryskou.
V současných pravidlech není vůbec zmíněno tlakování palivové soustavy. Co není zakázáno, je povoleno – již jsme se o tom přesvědčili na mezinárodní úrovni. Tlakovat lze z výfuku nebo jeho nástavce, a také z karteru. Často to ale není nutné.
A JAKÝ TEDY MOHU POUŽÍT MOTOR?
Pro kategorie OTMR-AB a OTMR-C:
- jakýkoliv zážehový motor se zapalováním jiskrou, kdy okamžik zážehu je určován mechanickým přerušovačem a jiskra je generována vysokonapěťovou cívkou nebo elektronickým zařízením
- jakýkoliv motor se žhavicí svíčkou
- jakýkoliv detonační motor
Přičemž zároveň:
- motor nesmí používat vratné vyplachování (Schnürle)
- motor vzniknl do konce r. 1956 (pokud je klikový hřídel uložen ve valivých ložiskách) nebo do konce r. 1959 (klikový hřídel je uložen kluzně)
Pro kategorie NMR a NMR 2,5:
- jakýkoliv zážehový motor se zapalováním jiskrou, kdy zážeh je určován mechanickým přerušovačem a jiskra je generována vysokonapěťovou cívkou nebo elektronickým zařízením
- motor se žhavicí svíčkou pouze s příčným vyplachováním
- jakýkoliv detonační motor
Přičemž zároveň:
- motor nesmí používat vratné vyplachování (Schnürle)
- motor vzniknl do konce r. 1960 (uložení klikového hřídele zde není specifikováno)
Miroslav Dvořáček