Bougie de préchauffage (modèle de moteur) - Glow plug (model engine)
Un moteur à bougie de préchauffage , ou moteur à incandescence , est un type de petit moteur à combustion interne généralement utilisé dans les modèles réduits d' avions , de modèles réduits de voitures et d'autres applications similaires. L'allumage est accompli par une combinaison de chauffage par compression, chauffage par bougie de préchauffage et effet catalytique du platine dans la bougie de préchauffage sur le méthanol contenu dans le carburant.
Histoire
L'inventeur allemand Ray Arden a inventé la première bougie de préchauffage pour les modèles de moteurs en 1947.
Modèle de conception de bougie de préchauffage
Les bougies de préchauffage utilisées dans les modèles de moteurs sont très différentes de celles utilisées dans les moteurs diesel pleine grandeur . Dans les moteurs pleine grandeur, la bougie de préchauffage est utilisée uniquement pour le démarrage. Dans les modèles de moteurs, la bougie de préchauffage fait partie intégrante du système d'allumage en raison de l' effet catalytique du fil de platine . La bougie de préchauffage est un filament hélicoïdal durable, principalement en platine, encastré dans la pointe de la bougie. Lorsqu'un courant électrique traverse la bougie ou lorsqu'il est exposé à la chaleur de la chambre de combustion, le filament brille, ce qui lui permet d'aider à allumer le carburant spécial utilisé par ces moteurs. L'alimentation peut être appliquée à l'aide d'un connecteur spécial se fixant à l'extérieur du moteur et peut utiliser une batterie rechargeable ou une source d'alimentation CC.
Il existe trois types / formes (au moins) de bougies de préchauffage. La bougie de préchauffage standard, disponible en version longue / standard et courte (pour les petits moteurs), dans les configurations à barre ouverte et à barre de ralenti, a un tube fileté qui pénètre dans la chambre de combustion à des degrés divers. En raison de la petite taille de la chambre de combustion, le changement de marque ou de style de bougie de préchauffage standard peut affecter le taux de compression. Les bougies de préchauffage de style turbo (européen / métrique) et de style Nelson (nord-américain / anglais) ne pénètrent pas dans la chambre de combustion. Au lieu de cela, ils ont un épaulement incliné qui se scelle contre une surface correspondante au bas du trou de la bougie de préchauffage. Lorsqu'un bouchon Turbo ou Nelson est installé et scelle la chambre de combustion, ils créent une surface lisse à l'intérieur de la tête. Cette surface lisse est très souhaitable pour les applications hautes performances telles que les événements de vitesse de ligne de contrôle et les voitures RC à haut régime. La conception des bouchons Turbo / Nelson permet de basculer entre les marques sans possibilité d'affecter la compression. Les bouchons Turbo et Nelson ne sont pas interchangeables car ils ont des filets et des dimensions différents.
Carburant
Le carburant glow est généralement constitué de méthanol avec des degrés variables de teneur en nitrométhane comme oxydant pour une plus grande puissance, généralement entre 5% et 30% du mélange total. Ces substances volatiles sont mises en suspension dans une huile de base d' huile de ricin , l' huile synthétique ou un mélange des deux pour la lubrification et le contrôle de la chaleur. À divers degrés de contenu global. Le système de lubrification est de type «perte totale», ce qui signifie que l'huile est expulsée de l'échappement après avoir circulé dans le moteur. Le carburant s'enflamme lorsqu'il entre en contact avec l'élément chauffant de la bougie de préchauffage. Entre les coups du moteur, le fil reste chaud, continuant à briller en partie en raison de l'inertie thermique, mais en grande partie en raison de la réaction de combustion catalytique du méthanol restant sur le filament de platine. Cela maintient le filament chaud, lui permettant d'allumer la prochaine charge, soutenant ainsi le cycle d'alimentation.
Certains moteurs d'avion sont conçus pour fonctionner avec du carburant sans aucune teneur en nitrométhane. Le carburant glow de ce type est appelé "carburant FAI" après l'instance dirigeante aéronautique du même nom, qui exige un tel carburant dans certaines compétitions.
Départ
Pour démarrer un moteur à incandescence, un courant continu d'environ 3 ampères et 1,5 volts est appliqué à la fiche à partir d'un "allumeur de bougie de préchauffage" ou d'un "conducteur de préchauffage", alimenté par une batterie rechargeable à une seule cellule à courant élevé, ou une " panneau d'alimentation "fonctionnant sur une source 12VDC. Le courant chauffe le filament de platine, le faisant rougir, d'où son nom. Le moteur est ensuite tourné de l'extérieur à l'aide d'une manivelle manuelle, d'un démarreur à rappel à corde intégré, d'un moteur à ressort ou d' un moteur électrique spécialement conçu , ou à la main, pour introduire du carburant dans la chambre. Une fois que le carburant s'est enflammé et que le moteur tourne, la connexion électrique n'est plus nécessaire et peut être retirée. Chaque combustion maintient le filament de la bougie de préchauffage chaud, ce qui, avec la catalyse de l'oxydation du méthanol par le platine, permet l'allumage de la charge suivante dans un cycle d'alimentation autonome.
La batterie rechargeable peut être de type NiMH , NiCD , Li-ion ou plomb-acide . Les tensions de pleine charge les plus élevées des cellules plomb-acide (2.0) et Li-ion (4.2), si elles sont appliquées directement à une bougie de préchauffage régulière de 1,5 volts, la feront griller instantanément, donc soit une résistance de la valeur appropriée et la puissance ou la jonction base / émetteur d'un transistor germanium haute puissance (dans une connexion en série avec l'une des bornes de la fiche) peut être utilisée pour limiter le courant traversant la fiche à un niveau approprié. Même avec une alimentation électrique appropriée, les bougies de préchauffage peuvent griller à tout moment et les amateurs sont encouragés à emporter des pièces de rechange.
Techniquement, un moteur à bougie de préchauffage est assez similaire à un moteur diesel et un moteur à bulbe chaud en ce qu'il utilise la chaleur interne pour allumer le carburant, mais puisque le calage de l'allumage n'est pas contrôlé par injection de carburant (comme dans un moteur diesel ordinaire), ou électriquement ( comme dans un moteur à allumage par étincelle), il doit être ajusté en changeant le mélange carburant / air et la conception de la bougie / bobine (généralement en ajustant diverses entrées et commandes sur le moteur lui-même.) Un mélange plus riche aura tendance à refroidir le filament et donc à retarder l'allumage , ralentissant le moteur. Cette "configuration" peut également être ajustée en utilisant différentes conceptions de bouchons pour un contrôle thermique plus précis. De tous les types de moteurs à combustion interne, le moteur à bougie de préchauffage ressemble le plus au moteur à ampoule chaude , car sur les deux types, l'allumage se produit en raison d'un "point chaud" dans la chambre de combustion du moteur.
Les moteurs à bougies de préchauffage peuvent être conçus pour un fonctionnement à deux temps (allumage à chaque rotation) ou à quatre temps (allumage tous les deux tours). La version à deux temps (ou à deux temps) produit plus de puissance, mais les moteurs à quatre temps ont plus de couple à bas régime, sont moins bruyants et ont un son plus grave et plus réaliste.
Considérations lors de l'utilisation de bougies de préchauffage
Un moteur à bougie de préchauffage doit fonctionner avec la température de bougie de préchauffage correcte. Les gros moteurs peuvent fonctionner à des températures plus basses, tandis que les petits moteurs rayonnent de la chaleur dans l'air plus rapidement et nécessitent une bougie de préchauffage plus chaude pour maintenir la bonne température d'allumage. La température ambiante dicte également la meilleure température de bougie de préchauffage; par temps froid, des bouchons plus chauds sont nécessaires. Étant donné que les moteurs à bougie de préchauffage sont refroidis par air, un moteur qui «chauffe» peut parfois bénéficier d'une température de bougie plus basse, bien que cela puisse entraîner un ralenti plus brutal et des difficultés de réglage. Le régime de fonctionnement du moteur doit également être pris en compte; si le moteur doit tourner à un régime constamment élevé, comme avec un avion ou une voiture sur une voie essentiellement rectiligne, une température de bougie plus basse est plus efficace. Si le moteur doit fonctionner à un régime plus bas, la combustion ne chauffera pas autant le moteur et une bougie plus chaude est nécessaire.
Le type de carburant et le mélange carburant / air doivent également être pris en compte. Plus la teneur en nitrométhane du carburant est élevée, plus le carburant brûle; les carburants «nitro» élevés nécessitent des bougies de préchauffage plus froides. Les mélanges maigres (faible rapport carburant / air) brûlent plus chaud que les mélanges riches (rapport carburant / air plus élevé) et les températures de fonctionnement peuvent être augmentées à des niveaux qui peuvent détruire prématurément la bougie de préchauffage si un mélange trop pauvre est utilisé ("sur -penché").
Si le moteur ralentit ("s'affaisse") lorsque la batterie est coupée, la température de la bougie ou la teneur en nitrométhane du carburant doit être augmentée, car le moteur n'est pas suffisamment chaud. Si le moteur se retourne lorsqu'il est actionné à la main, il fonctionne trop chaud et la température de la bougie de préchauffage ou la teneur en «nitro» doit être abaissée.
Les bougies de préchauffage ont une durée de vie limitée et il est conseillé aux utilisateurs d'avoir plusieurs bougies de remplacement sous la main. Les bouchons de remplacement doivent être du bon type; les bouchons pour moteurs turbo ne sont pas compatibles avec les bouchons pour moteurs standard. Les bouchons doivent être serrés un quart de tour après un ajustement serré pour éviter un serrage excessif. Les bougies de préchauffage, comme tous les objets à incandescence , sont extrêmement chaudes et les bougies de préchauffage ne doivent jamais être retirées lorsqu'elles sont chaudes. De même, des précautions doivent être prises lors du ravitaillement car une bougie de préchauffage peut enflammer le carburant. La surchauffe de la batterie peut également être dangereuse et seuls des connecteurs bien conçus doivent être utilisés.
Spécifications techniques
- Bougie de préchauffage Turbo
- Longueur totale: 17 mm (0,67 ")
- Diamètre: .35 "(9 mm)
- Filetage: M8x.75mm
- Bougie de préchauffage normale
- Longueur: 0,8 "
- Diamètre: 6,35 mm
- Filetage: 1 / 4-32 UNEF (spécification de filetage la plus souvent utilisée pour les modèles de moteurs)