Benodigde Nitro percentages, optimale koeling en ideeën hierover

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door ketnet

Bert vliegt natuurlijk wel op gewone brandstof, niet op 20% nitro. daarmee vergelijk je dan wel wat appels met peren...

Dat klopt! Ik vlieg gewoon, en ik vlieg gewoon op 2% Nitro.
Ik weet ook dat een Rossi niet echt dé motor is voor 3D vliegen, maar ik weet wel dat je een Rossi behoorlijk kunt afbeulen, zónder dat hij Nitro nodig heeft. In een zware schaalheli met beperkte koeling krijgen ze het ook zwaar.

Maar daar gaat het nog niet eens zozeer om:

Waar het om gaat is, ik ben het met Eric eens, voor een goede 3D set-up zul je vast wel 30% Nitro nodig hebben. (maar ga je "gewoon" vliegen, kun je weer gewoon met iedere huis,-tuin, en keuken brandstof uit)
Echter, ik zie die opmerking over 30% Nitro ALTIJD voorbij komen, ongeacht of het nou over 3D gaat of niet. Dat was het enige wat me eigenlijk triggerde...
Alsof er niks anders bestaat dan hardcore 3D, en ook al doe je niet aan 3D, dat je dan toch 30% moet viegen want "de grote jongens doen dat ook"....

En dat is echt niet zo zeldzaam hoor: Ik geef les met heli's, en het is niet de eerste keer dat een leerling zich meld op het veld, nog nooit gevlogen, met een raptor 30 aan komt zetten, en al zijn spulletjes via de vakhandelaar gekocht natuurlijk, en dan staat daar negen van de tien keer een kannetje Coolpower met minimaal 15 tot soms 30 procent nitro bij. En als je dan vraagt waarom zoveel nitro, of überhaupt, waarom coolpower, dan is het óf: "dat vliegen ze bij ons op de club ook", óf "de handelaar zei dat dat het beste was". Ja ja, het beste voor de beurs van die handelaar dan..... Want je motor gaat er wel als een achterlijke van drinken, zelfs als je kalm aan doet.

Met andere woorden: het begint een beetje te lijken op het verhaal van de gyro's, daarvan denkt ook de helft van de mensen "maar je kunt toch helemaal niet vliegen zonder headinglock?"

Overigens, dat Coolpower goed is, zal ik niet betwisten. maar is het al eens iemand opgevallen dat het als enige in een duidelijk afwijkende verpakking (qua maat, kleur en vormgeving) zit? Ik vraag me af wat het effect daarvan op het marktaandeel is....

En zomaar een losse gedachte....
Als je 30% Nitro nodig hebt, zal dat niet vanwege het vermogen zijn, want je kunt ook een grotere motor plaatsen. Het gaat dus om de koeling.
ik vermoed, dat zodra motorfabrikanten hun motoren eens wat zinniger gaan ontwerpen (bijvoorbeeld niet een .90 motor in dezelfde buitenafmetingen persen als een .60 waardoor je minder koeloppervlak beschikbaar hebt), en wat meer aandacht gaan besteden aan efficiente koelsystemen, dat je dan toch echt ook zonder die hoge Nitro percentages moet kunnen vliegen. Ik denk dat zodra een fabrikant een vloeistofkoeling werkend weet te krijgen, dat het dan gedaan is.....
Tot nog toe is het koelsysteem altijd geïntegreerd geweest in de heli, in plaats van gekoppeld aan de motor. Ik denk dat als ooit de ontwerpfilosofie verandert, dat we dan ook zonder die Nitro kunnen.

Groet, Bert

[EricW]

Ik hoop het wel Bert, zou het ook een stuk goedkoper maken!
En ben het helemaal met je eens dat voor rondvliegen en zelfs behoorlijk sportief rondvliegen je helemaal geen hoog Nitro percentage nodig hebt.
Als je de kosten laag wilt houden zou ik eerder naar een brandstof kijken die je voldoende power geeft voor wat je wilt en in ieder geval een goede smering verzorgt.
Dat laatste is niet onbelangrijk.
Een 3D setup is puur gericht op prestatie.
Daarom ook zo compact (en daarbij licht uiteraard) mogelijk gemaakt met een zo'n hoog mogelijke output aan kracht.
Vandaar dat er ook geen grotere behuizingen of vloeistof koelsystemen worden toegevoegd (extra gewicht, zelfde prestatie = minder power).
De brandstoffen zoals coolpower 30% worden ook voornamelijk voor dat soort motoren en toepassing ontwikkeld.
Besef wel dat alles vrij schraal is en niet primair gebaseerd is op houdbaarheid van je motor, wel op prestatie .

Dus ben het volledig met Bert eens.
Brandstof hoeft niet duur te zijn, hangt ervan af hoe je ermee wilt vliegen.
Een formule 1 verbruikt iets meer dan een toyota prius..een formule 1 motor gaat maximaal een jaar mee (of veel minder) en een prius rijd vrolijk tien jaar rond.

Novarossi maakt trouwens wel prachtige 3D heli motoren hoor Bert (zijn broers geloof ik Rossi / NovaRossi ??), om van te smullen!.
R91HR 3DS-V2 (Specifications & Downloads) | REX Engines | NOVAROSSI WORLD S.r.l.

Grt,
Eric

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Vandaar dat er ook geen grotere behuizingen of vloeistof koelsystemen worden toegevoegd (extra gewicht, zelfde prestatie = minder power).
De brandstoffen zoals coolpower 30% worden ook voornamelijk voor dat soort motoren en toepassing ontwikkeld.

Hmmmm. Ik vraag me af waarom dan in de motorracerij ook bij de allerkleinste klassen (in de jaren 80 was dat de 50 cc, waarin iedere gram telde....) al vanaf het begin waterkoeling gebruikt werd ondanks dat luchtkoeling lichter is... Oh ja, omdat je met waterkoeling meer (véél meer)vermogen kunt bereiken omdat je de temperatuurshuishouding van de motor beter in de hand hebt. Alleen al omdat de waterpomp minder vermogen vraagt dan de koelventilator. Al eens gekeken hoeveel vermogen er in de RC speedboten uit een watergekoelde 10 of 15 cc geperst word? Daar steken wij toch echt schril bij af hoor....

Nee, ik ben er van overtuigd, dat zodra een goede industrieel ontwerper zich er mee bezig houd, het met huidige techniek mogelijk is een watergekoelde gloeiplugmotor met méér vermogen, en zonder noodzaak voor hoge nitropercentages te ontwerpen. Het probleem is dat de ontwikkelingskosten niet terug te verdienen zijn met de relatief lage aantallen, tenzij we bereid zijn om probleemloos 1000 to 1500 Euro voor een 10 cc helimotor neer te tellen, maar dan over de hele "helivloot"..... En dat zie ik nog niet gebeuren, en dus ook die watergekoelde motoren voorlopig nog niet....

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Novarossi maakt trouwens wel prachtige 3D heli motoren hoor Bert (zijn broers geloof ik Rossi / NovaRossi ??), om van te smullen!.
R91HR 3DS-V2 (Specifications & Downloads) | REX Engines | NOVAROSSI WORLD S.r.l.

Grt,
Eric

ik heb begrepen (maar weet t niet zeker) dat dat inderdaad broers waren die ruzie gekregen hebben....
Maar zowel de Rossi's als de NovaRossi's zijn heel mooie motoren.
Met de NR heb ik geen ervaring, maar die Rossi's, om heel eerlijk te zijn, toen ik er 8 jaar geleden voor het eerst een kocht dacht ik "laat ik die italiaanse brol eens een kans geven....." maar het zijn voor het doel waar ik ze voor gebruik (betrouwbaar héél veel uren achter elkaar draaien) beter geschikt dan welke motor ik dan ook eerder gehad heb, inclusief OS (mijn vorige "favoriete merk")

Groet, Bert

[EricW]

Die kosten zijn inderdaad een belangrijke factor.
Maar ook de techniek.
Hoe kleiner je gaat des te moeilijker wordt het om het technisch betrouwbaar uit te voeren.
Je zal een radiator en voldoende koelvloeistof volume moeten hebben en alles zal goed afgedicht moeten blijven.
In bootjes heb je altijd voldoende watervolume, en is een radiator niet nodig
Kortom, zodra je voldoende koelvloeistof volume + radiator hebt ge-engineered, zal je het extra gewicht toch mee de lucht in moeten slepen.
Bij vliegende modellen heb je te maken met kracht / massa / lift (power to weight en Discload) verhoudingen die de vliegprestaties sterk bepalen.
Een rijdend object heeft meer marge omdat daar de belangrijkste factor mechanische grip is.
En de beperkende / begrenzende factor cylinder inhoud.
De voorwaardse versnelling die je verkrijgt door de toename in vermogen moet weer gecompenseerd worden tijdens het remmen.
Dus het zijn totaal andere eigenschappen die van belang zijn bij het engineeren van bijv. een motor/auto.

Grt,
Eric

[brutus]

Mwoah, het is zelfs voor de modelbouw al commercieel verkrijgbaar, voor 1:8 buggy's weliswaar, maar da's toch al behoorlijk klein, toch?
Kijk maar eens (als je ze bewaard hebt tenminste) in de Kwiklink, nr 133, jaargang 2010, bladzijde 65, de foto bovenaan de bladzijde....

De engineering is ook zo moeilijk niet: meer dan 25 jaar geleden heb ik al eens een Yu'can Stock car voorzien van een simpele waterkoeling, met een zelf gemaakte radiator die 15 gram woog, een Robart carterpuls aangedreven pompje (wel twee gram) en een heel klein tankje als expansievat. Totaal watervolume 50 cc, dus inclusief slangen en dde hele santekraam mischien wel 75 gram. Werkte perfect, kreeg alleen op een gegeven moment steentje tegen de radiateur en dat ging fout....
Achteraf bleek een expansievat niet eens nodig, want de druktoename in een dergelijk systeem is maar uiterst gering zolang je onder de 100 graden blijft, en dan had ik met hooguit 15 tot 20 gram water toegekund....

Wat het gewicht betreft: zoals gezegd hoeft een vloeistofkoeling niet echt veel te wegen, per slot van rekening zijn koelribben ook van metaal gemaakt, en maken mischien ook wel meer dan 10 % van het motorgewicht uit, en die vallen al weg.... buiten dat: Wil snitjer heeft in de jaren tachtig of negentig al eens ge-expirimenteerd met een electrische koelfan op een Heim Star Ranger als ik me niet vergis. Wat ik er van begreep, woog het wegvallen van het aandrijfvermogen van de originele koelfan (dus meer vermogen beschikbaar aan de rotor) goed op tegen het extra gewicht van extra accu en electromotor. Met een goed ge-engineerede waterkoeling valt dit vermogen óók weg (een carterpuls aangedreven koelwaterpomp vraagt geen asvermogen van de motor bijvoorbeeld), en de rotorwind kun je gebruiken om te koelen en dan denk ik dat er echt wel wat te winnen valt. Tevens, vanwege de veel betere beheersing van de afzonderlijke component-temperaturen zul je waarschijnlijk sowieso bij gelijkblijvende betrouwbaarheid een 10 tot 20 procent meer vermogen uit de motor kunnen peuteren, of een equivalent lager Nitropercentage gebruiken.

En: wat hebben we in die high performance heli's zitten? Vaak een smartcarb of throttle jockey of hoe heet zo'n ding wat je mengsel verstelt? is toch weer een servo en een regeleenheid, ook weer 50 gram die je achterwege kunt laten omdat waterkoeling de motortemperatuur van zichzelf al veel constanter houd

Nee, als ik het schatten moet, denk ik dat een dergelijk systeem wellicht 150 tot 200 gram aan de heli toevoegt, maar daarvoor in de plaats kun je zeker 100~150 gram aan koelfan, koelribben, koeltunnel en eventuele electronica+servo thuislaten.

Ik denk dat het echt wel eens een interessante weg zou kunnen zijn....

Jammer dat ik niet over voldoende metaalbewerkingsspullen beschik om hier eens lekker mee te expirimenteren.... Ik zou mijn OS 91 Surpass wel eens watergekoeld willen zien in de Bell 47 G....

Groet, Bert

[EricW]

Is zeker een uitdaging Bert, dat is pas modelbouw...
Ik heb er ook de spullen (en nog niet voldoende knowhow) helaas niet voor.
En wat je zegt klopt ook wel.
Maar dan zal je weer zien dat ze toch weer meer eruit willen halen en alsnog met hoge Nitro percentages gaan vliegen
Is het geen idee trouwens om met brandstof te koelen?....
Hoewel die aan het eind wel opraakt, en dan heel rap warm wordt..

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Is zeker een uitdaging Bert, dat is pas modelbouw...
Ik heb er ook de spullen (en nog niet voldoende knowhow) helaas niet voor.
En wat je zegt klopt ook wel.
Maar dan zal je weer zien dat ze toch weer meer eruit willen halen en alsnog met hoge Nitro percentages gaan vliegen
Is het geen idee trouwens om met brandstof te koelen?....
Hoewel die aan het eind wel opraakt, en dan heel rap warm wordt..

Haha, dat koelen met brandstof is nou precies wat je doet met die achterlijk hoge percentages Nitro: Je brengt chemisch gebonden zuurstof in de verbrandingskamer, en véél. Vervolgens kun je de motor véél vetter afstellen, vanwege die grotere hoeveelheid zuurstof. Die grotere hoeveelheid brandstof komt verneveld in de verbrandingskamer en moet verdampen. En die verdamping.... DIE houd de temperatuur laag.
Iets soortgelijks doen "echte" sportvliegers ook: bij vol vermogen tijdens de start word ook het mengsel zodanig rijk gezet, dat je feitelijk je kleppen koelt met de langsstromende brandstof.

Voor wie het niet gelooft: vlieg maar eens een heli in gewone stationaire hoovervlucht met 5% nitro (en uiteraard de motor daarop afgesteld) en bepaal het brandstofverbruik. Vervolgens een tankje 30% erin, de motor hierop opnieuw afstellen, en dan nog een keer in gewone stationaire hoover. Nu opnieuw het brandstofverbruik bepalen. Je vliegt nu in beide situaties met nagenoeg exact het zelfde motorvermogen, maar met 30% Nitro, is je brandstofverbruik (véél, kan wel 20% schelen) hoger.... rara hoe kan dat, want Nitro zou het vermogen juist moeten verhogen, en dus zou je verwachten dat het brandstofverbruik LAGER zou zijn. Echter: Nitro is een vorm van chemische drukvulling: doordat je per slag meer zuurstof in de verbrandingskamer hebt kun je per arbeidsslag méér brandstof in de cylinder kwijt, dus je verbruikt behoorlijk meer. Er gaat per tijdseenheid echter ook meer olie door de motor, en dat draagt weer absoluut niet bij aan de vermogensontwikkeling, integendeel. Het maximaal haalbare vermogen word er vanwege de koelere motorloop wel hoger door....

Bij onze toepassingen is het niet de nitro die voor vermogen zorgt, daarvoor moet je bijna pure Nitro gaan stoken, want Nitro heeft op zich helemaal niet zo'n hoge stookwaarde. Het is de extra zuurstof, die het mogelijk maakt om meer brandstof te verbranden per slag, in combinatie met het koelende effect van die verdampende brandstof, waardoor de temperatuur binnen de perken blijft, en dat maakt weer die hoge vermogens mogelijk.

Verbeter je de koeling (of verhoog je de hittebestendigheid), dan kun je met minder Nitro zonder meer dezelfde vermogens draaien. Een Rossi 65 (11.5 cc) draait al probleemloos 2.5 pk bij 15.000 toeren, met nul % Nitro. Niet zozeer omdat die motor zo'n goede koeling heeft, maar hier meer omdat die motor zo hittebestendig is.

Ik heb het afgelopen week nog kunnen vaststellen bij een T-rex 600N, die het eerste tankje op andere Nitropercentage draaide als het tweede.

Groet, Bert

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Kortom, zodra je voldoende koelvloeistof volume + radiator hebt ge-engineered, zal je het extra gewicht toch mee de lucht in moeten slepen.
Bij vliegende modellen heb je te maken met kracht / massa / lift (power to weight en Discload) verhoudingen die de vliegprestaties sterk bepalen.

Grt,
Eric

Net even uitgezocht: Van die vloeistofgekoelde buggymotor bleek het gewicht 320 gram te bedragen inclusief radiator en koelvloeistof.
Dat is 25 gram zwaarder dan de vergelijkbare luchtgekoelde "vlakkebaan" motor, maar bijna 50 gram LICHTER dan de vergelijkbare luchtgekoelde buggy motor van hetzelfde merk (www.grossiengine.com of googlen op "grossi liquid cooled"). De fabrikant claimt een lager brandstofverbruik tesamen met een veel constanter vermogen, en ik denk dat in de RC autoracerij, het extra gewicht van 25 gram niet opweegt tegen het feit dat je niet meer voorzichtig aan hoeft te doen vanwege de motortemperatuur, of een of twee rondjes meer op een tank rijd (en dus minder tankstops hebt)

Conclusie: als het lukt, om een heli vloeistofgekoeld te maken, zal het gewicht niet van doorslaggevende betekenis zijn.....

Vanavond met een maat die metaalbewerker is, zitten bomen, en het zal geen eitje worden, maar de kans is zéér groot dat de OS FS91Surpass in mijn Bell 47 G vloeistofgekoeld gaat worden. Kan best een jaar duren voor het zover is, maar we gaan in elk geval een poging wagen....

Groet, Bert

[EricW]

Ben super benieuwd Bert.
Als je het doorzet zou ik heel graag een verslagje lezen
Wellicht dat er nog veel ontwikkeld kan worden op brandstof gebied.
Blijf het leuk vinden, en een toevoeging binnen de heli hobby.
Zou mooi zijn als het lukt.
Electro is misschien gemakkelijker qua onderhoud etc., maar verbrandingsmotoren is toch iets aparts.

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Ben super benieuwd Bert.
Als je het doorzet zou ik heel graag een verslagje lezen
Wellicht dat er nog veel ontwikkeld kan worden op brandstof gebied.
Blijf het leuk vinden, en een toevoeging binnen de heli hobby.
Zou mooi zijn als het lukt.
Electro is misschien gemakkelijker qua onderhoud etc., maar verbrandingsmotoren is toch iets aparts.

Wij ook....

De radiator(s) blijken supersimpel te maken (als je een draaibank en/of freesbank hebt), dat is niet meer dan wat buisjes, een heleboel plaatjes en nog veel meer ringetjes, en een intree en uittrede box.
Een eventuele expansietank blijkt volgens het "grossi" ontwerp echt supersimpel, en zelfs voor 3D of zo vrij goed toepasbaar....

De pomp zal ook geen probleem zijn, hooguit het membraan kan mischien een klein probleem geven vanwege materiaal/dikte/vorm, maar ook daar gaan we uitkomen. Locatie, aandrijving, kleppen, ontwerp etc is eigenlijk gesneden koek.... én.... hier is de viertakt i licht in het voordeel, omdat aftappen van de carterpuls energie, niet van invloed is op het spoelproces, en dus geen vermogensverlies oplevert....

Het échte probleem zal zijn om de FS91 van waterkoeling te voorzien. De cylinder is nog niet zo'n héél groot punt (ribben eraf en een alu-spiraal eromheen), maar de kop gaat wél een probleem worden, tot aan het punt waar we mogelijk een heel nieuwe kop moeten maken. Zelf zie ik dat niet zo zitten, maar we gaan er gewoon eens goed over nadenken.....

Laatste probleem gaat dan worden of we nog een thermostaat nodig gaan hebben, en zo ja, hoe dat te realiseren. De bedoeling is in elk geval om alles geheel onafhankelijk van hulpenergie te maken: dus geen electrische fan, geen electrische KWpomp en geen electrische temperatuur-regeling.
De radiators moeten zo groot zijn, dat ook zonder vliegsnelheid, de koeling voldoende is.

Grossi claimt, dat met hun vloeistofkoeling, je geeneens gaten in de kap van je auto nodig zou hebben, dus blijkbaar koelt het een stuk effectiever dan rechtsstreekse luchtkoeling. Dat is waar we een beetje op gaan inzetten. Radiators die min of meer in de wervelingen naast de romp of staart hangen en dus ten allen tijde voldoende verse lucht krijgen.

De moeilijkheid die we nu zelf ingebouwd hebben is dat het een viertakt motor betreft. Koelkanalen in de kop aanbrengen zal nog een hele uitdaging worden, want de meeste warmte word ontwikkeld nou net op de plek waar weinig ruimte is voor koelwaterruimtes. Een tweetakt is in de praktijk relatief érg makkelijk "nat" te maken, vanwege de ronde cylinderkop zonder duidelijke "hete" plekken. Helaas hebben wij zelf aan tweetakten eigenlijk alleen ABC motoren in bedrijf, en die willen nu juist graag tamelijk heet draaien, waardoor in geval van vloeistofkoeling een temperatuurregeling nagenoeg onmisbaar wordt, en het koelsysteem vanwege de hogere temperaturen onder druk moet werken. Met een "ringed" motor heb je dat probleem weer niet zo erg....

Groet, Bert

[EricW]

Een thermostaat..
Kan je niet met een CSM Carbsmart iets creatiefs doen.
Werkt best goed bij mijn motor.
Sommige beweren dat het te traag zou zijn voor 3D, heb het nog niet ervaren moet ik zeggen.
De warmtegeleidende epoxy die ik gebruikt heb voor de sensor is wellicht ook heel bruikbaar spul als je een losse ringleiding zou willen toepassen.
Een nieuwe kop met koelboringen zou voor een 2-takt geen technisch hoogstandje zijn inderdaad (wel vrij bewerkelijk), kan me voorstellen dat het met een 4-takt iets moeilijker wordt.

[brutus]

Oorspronkelijk geplaatst door EricW

Een thermostaat..
Kan je niet met een CSM Carbsmart iets creatiefs doen.
Werkt best goed bij mijn motor.
Sommige beweren dat het te traag zou zijn voor 3D, heb het nog niet ervaren moet ik zeggen.
De warmtegeleidende epoxy die ik gebruikt heb voor de sensor is wellicht ook heel bruikbaar spul als je een losse ringleiding zou willen toepassen.
Een nieuwe kop met koelboringen zou voor een 2-takt geen technisch hoogstandje zijn inderdaad (wel vrij bewerkelijk), kan me voorstellen dat het met een 4-takt iets moeilijker wordt.

Nee, geen carbsmart, want dat zou inderdaad een heel prima bruikbaar temperatuur regeling opleveren, maar ik wil per sé geen afhankelijkheid van "externe energie" voor welke regeling dan ook. Dan liever geen regeling, want een waterkoeling is al per definitie in lichte mate zelfregelend.
Bij die Grossi heb ik intussen inderdaad filmpjes gezien van off road buggy's met volledig dichte kap (op het gat voor de gloeipliugstekker en tankdop na) en de radiator onder de kap, op geen enkele wijze in de luchtstroom geplaatst.

Of ik dat met een thermostaat gan doen, of door plaatsing van de radiateurs op een plek met een onder alle omstandigheden gelijkmatige luchtstroming, dat is iets voor later. Zodra de motor van een pomp en koelkanalen voorzien is, zijn expirimenten met de radiator makkelijk uit te voeren.

Groet, Bert

[michel pet]

is het dan niet een id om een JBA 15cc benzine motor er in te plaatsen en dan inderdaad met water koeling.
het is een prop motor maar met de juiste koeling niet verkeerd lijkt me en niet duur 170 euro meen ik.

[brutus]

Dat soort dingen gaat alleen als je het hele mechaniek er op aanpast (helemaal opnieuw ontwerpt) want een benzinemotor heeft een nogal ander loopgedrag met name voor wat betreft trillingen, en is ook meestal een stukje zwaarder i.v.m. de magneetontsteking. En een helimotor kun je nu eenmaal vrij lastig op rubbers monteren i.v.m. de overbrenging, zonder dat de constructie tamelijk groot en zwaar wordt. Buiten dat is het een tweetakt, en een van de uitdagingen was om een viertakt watergekoeld te maken. Als OS nu een watergekoelde versie van de FS91 Surpass had, dan zou het al een stuk eenvoudiger worden....

Hoogstwaarschijnlijk is de motor die jij bedoelt (ken hem zelf niet) nogal hoogtoerig van karakter, en ook dat wil je in een heli nou net liever niet.

Groet, Bert

[michel pet]

hier een linkje met wat info er bij .
JBA J15G 15cc gas engine - Model Airplane Store - ThrottleStore.Com

.90 blok en weegt kompleet 824 gram.