Motorprobleme beim 3D-Fliegen im Zwischengasbereich

austar

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Hallo,

habe letzte Woche meinen Snapstick von KHK eingeflogen. Als Antrieb dient ein hängend eingebauter F3A Thunder Tiger 120 Pro mit Heckauslaß, der elastisch über vier Schwingmetallpuffer gelagert ist. Als Schalldämpfer habe ich einen Krumscheid 4-Kammer-Externdämpfer (bis 30 ccm) elastisch unter dem Rumpf montiert. Der S-förmig geformte Krümmer hat die kleinstmögliche Länge von 160 mm. Als Prop dient eine 18 x 6 Holzluftschraube von MARO. Habe seit längerer Zeit drei weitere dieser Motoren mit Greve- und Hatori-Resos in meinen F3A-Modellen und in meiner Graupner-Ultimate erfolgreich im Einsatz. Der Motor läuft in dem Snapstick im Prinzip optimal, am Boden ist eigentlich nichts zu bemängeln. Da das Modell mit diesem Motor reichlich überpowert ist, kann es im Horizontalflug nur im niedrigen Zwischengasbereich betrieben werden. In diesem Betriebsbereich läuft der Motor (nur !) im Fluge aber unangenehm laut. Möchte das Geräusch mal als ein "Zündungsknistern" bezeichnen, welches offenbar durch den Metalldämpfer und die bespannte Struktur des Modells deutlich akustisch verstärkt wird. Ab 50 % Leistung ist dieser Effekt wieder weg - diese Leistung benötige ich aber nur ausschließlich beim Torquen. Ich habe den Dämpfer oder die Abstimmlänge als mögliche Ursache im Verdacht, denn diesen Effekt habe ich bei meinen anderen Motoren mit Resonanzrohr nie festgestellt. Mir ist aber aufgefallen, dass die Tendenz zum Abmagern im Fluge viel stärker ist, als bei meinen anderen Motoren, die in wesentlich schnelleren Modellen betrieben, ja auch besser gekühlt werden. Bevor ich nun aber den Schalldämpfer durch den wesentlich längeren 3D-Greve-Dämpfer oder den vielleicht doch einmal erhältlichen Genesis-Pipe ersetze, möchte ich doch noch ein wenig experimentieren und Euch um Rat fragen.
 

PW

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Hallo,

das Problem ist aus meiner Sicht, dass der Motor im Bereich 3D Flug enorm heiß wird und dann beginnt, abzumagern.

Beim reinen F 3A fliegen hast Du deutlichst mehr Kühlung.

Ich würde den Motor zu Beginn etwas auf die fette Seite stellen oder eine Gemischverstellung einbauen, die im Bereich 3D Flug aktiviert wird.

Wenn ich auf grosse Ausschläge umschalte fahre ich mit diesem Schalter auch die Gemischverstellung leicht auf die fette Seite.

Gruss

PW
 

Gast_2482

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Hallo,

wie PW richtig bemerkt hat, liegt das Abmagern wahrscheinlich daran, dass der Motor zu heiss wird. Das kann evtl. an einer zu geringen Kühlluftzufuhr (und/oder Abfuhr!!) liegen oder evtl. an einer zu kurzen Abstimmlänge. Auch kann ein zu grosser Rückstau in der Auspuffanlage ein Problem darstellen. Evtl. wäre auch der Einsatz von mehr Nitromethan zu prüfen.

Meiner Meinung nach ist der Einbau einer Gemischverstellung lediglich Symptombekämpfung und deshalb suboptimal. Ich würde empfehlen die Ursache zu bekämpfen.

Gruss
Jean-Claude
 
Hallo Austar!

Mir kommt deine Luftschraube (18x6) etwas zu groß vor. Vielleicht muss sich dein Motor zu sehr abmühen?!

Grüße von Uwe :)

[ 28. Juli 2003, 20:01: Beitrag editiert von: Uwe Jansen ]
 

PW

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Hallo MechwerkAndi,

ist dürfte Fakt sein, dass ein Motor im Bereich 3D deutlichst weniger Kühlung hat als beim normalen Fliegen.

Torque mal mit einem Modell 2 Minuten in Bodennähe herum und lande. Der Motor kocht. Es ist eben absolut null Kühlung durch den Fahrtwind vorhanden und der Motor muss deutlichst mehr "ackern" als beim normalen Fliegen.

Ca. 5 kg bei einem 2x2 M Modell aus dem Stand aus der Torquerolle nach oben zu wuchten ist für den Motor deutlichst mehr belastend als aus Normalgeschwindigkeit mit einer gewissen Geschwindigkeit nach oben zu fliegen.

Im 3D Bereich sieht man auch ganz deutlich, wie nach kurzer Zeit die Abgasfahne (Zeichen von leicht fetter Motoreinstellung) völlig verschwindet und das Motorgeräusch im Teillastbereich "metallischer" (Zeichen von magerer Einstellung) wird.

Mein Trick mit der Gemischverstellung klappt zumindest bei mir ohne Probleme.

Beim Benziner sollte man darauf achten, dass man immer wieder zwischendurch den Motor entlastet, indem man "normal" fliegt.

Q. Somenzini zeigt dieses sogar auf dem PR Medien Video von Mücke (von der vorletzten Veranstaltung). Zitat: I must cool down the engine

Gruss

PW
 

Gast_0063

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Original erstellt von PW:

Es ist eben absolut null Kühlung durch den Fahrtwind vorhanden...
Hmmm....
Jetzt stelle ich mal ein Hypothese auf:

Ich behaupte, das der Fahrtwind für die Kühlung eines üblichen Modellmotores eine höchstens untergeordnete Rolle spielt.

Weil:
Der Motor wird normalerweise in seiner gesamten Ausdehnung vom Propeller-Luftstrom bestrichen.
Die Strahlgeschwindigkeit dieses Luftstromes ergibt sich aus Prop-Steigung x Drehzahl x Schlupf.

Das Modell kann, physikalisch bedingt, nie diese Geschwindigkeit erreichen.
(Propeller-Wirkungsgrad)

Irgendwelche Konstrukte wie steile Sinkflüge mit gedrosseltem Motor lasse ich bewusst mal aussen vor, weil da der Motor sowieso nur wenig belastet wird.

Es wäre also besser, von einer Propellerabhängigen Gebläsekühlung zu reden.
Prüfstandsbetrieb: Mit Sicherheit null Fahrtwind, bei meinem jedenfalls...
Da kann ich den Motor stundenlang mit Vollgas laufen lassen, ohne das er überhitzt.

Wenn der Motor natürlich so zugebaut ist, das er die Abluft nicht los wird, Querschnitte min. 1:2!, dann wird er wohl zu warm.
Grosse Propeller (hohe Last) mit kleiner Steigung (niedrige Strahlgeschwindigkeit), dann wird ihm auch warm.

Mit der fetteren Einstellung verbesserst Du die Innenkühlung und nimmst den Zündzeitpunkt etwas zurück, das reduziert die thermische Belastung nochmals.

Merke:
>> Wenn der Motor abmagert, wird er zu heiss.
Wenn er zu heiss wird, heisst das nicht, das er abmagert, lediglich der Wirkungsgrad sinkt, weil das Frischgas über Gebühr aufgeheitzt wird.
 

Finnz

User
Hallo,
theoretische Erkenntnisse sind hilfreich, solange sie uns helfen, die Praxis zu erklären und damit entsprechende Verbesserungen zu erzielen.
Was PW beobachtet hat, ist wohl Fakt. Mit Andis Theorie folgt daraus, dass die Kühlung zu verbessern ist. Dem steht jedoch in den meisten Fällen die Realisierbarkeit entgegen. Also muss man, wenn der Motor heißläuft das Gemisch anreichern, damit er kühl bleibt. Das Problem hat PW bereits gelöst.

@ Andi: Das Vollgas-Laufenlassen auf dem Prüfstand ist genauso schlecht für den Motor, wie das Torquen. Der Punkt ist nicht die Strömungsgeschwindigkeit, sondern die mit höherer Geschwindigkeit zurückgehende Last bzw. der sinkende Schlupf. Anders ausgedrückt: Für 6000 U/Min auf dem Prüfstand oder beim Torquen brauche ich Vollgas, wenn ich aber horizontal mit gleicher Drehzahl fliege reicht vielleicht Halbgas. Deshalb kühlt sich der Motor sehr wohl bei rumfliegen ab.

Gruß

Klaus
 

Gast_0063

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Hallo Klaus,

das widerspricht sich auch nicht.
Ich muss von gleichen Betriebsverhältnissen ausgehen, also Vollast beim hovern oder Volllast geradeaus.
Das der Motor "geradeaus" an Drehzahl zulegt, bis er abriegelt, das ist auch unbestritten, die Strahlgeschwindigkeit des Propeller-Luftstromes wird er trotzdem nicht erreichen, die bleibt also der massgebende Faktor.

Das der Motor wieder abkühlt, wenn ich ein paar Runden tuk-tuk fliege, ist klar.
Und das ich Kompromisse eingehen muss, wenn ich eine zweckmässige Motorkühlung nicht darstellen kann/will, ist genauso klar.
Dann muss ich mich aber auch nicht wundern, wenn er heissläuft.
 

Finnz

User
Hallo Andi,
wenn ich mit Vollgas torque habe ich eine geringere Drehzahl, als wenn ich mit Vollgas horizontal fliege. Dann ist auch die "maßgebliche die Strahlgeschwindigkeit des Propeller-Luftstromes" höher. Oder ?
Deshalb laufen die Motoren mit kleinren Latten auch nicht so heiß: Weniger Last, weniger Moment, geringerer Mitteldruck, höhere Drehzahl vor allem im Flug bei geringer Steigung.

Gruß

Klaus
 

Gast_0063

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Hallo Klaus,

im Moment bin ich etwas unsicher, weil ich mir nicht sicher bin, wo drauf Du hinauswillst.
Selbstverständlich erreicht das Modell im Horizontalflug ein höhere Geschwindigkeit als im Steigflug.
Die "Propeller-Geschwindigkeit" kann es trotzdem nicht erreichen, und über die Drehzahl wächst ja auch die thermische Belastung des Motors, bei sonst gleicher Abstimmung.

Vielleicht fasse ich noch mal zusammen:
Peter hatte geschrieben, sinngemäss, der Motor magert ab, weil er wegen fehlendem Fahrtwind überhitzt.
Er ist darauf gekommen, weil der Motor zu heiss wurde und das Problem sich mit fetter gestelltem Gemisch beheben liess.
Genau in diesem Umkehrschluss liegt der Denkfehler.
Am Fahrtwind liegt's nicht, siehe die Geschichte mit dem Prüfstand.
Es liegt einfach daran, das der Motor wegen der Einbausituation unter Vollast thermisch aus dem Gleichgewicht kommt, d.h. es wird mehr Abwärme erzeugt, als er ableiten kann.
Mit fetterem Gemisch, s.o., stelle ich dieses Gleichgewicht wieder her, allerdings zu Lasten der Leistung.
 

PW

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Hallo MechwerkAndi,

ich meine, dass Dein Vergleich mit dem Prüfstand nicht ganz korrekt ist.

Hier muss der Motor nicht andauernd mit Vollgas ca, 5,5 kg aus dem Stand nach oben wuchten.

Bei einer Torque Rolle muss der Motor wesentlich mehr leisten als auf einem festen Prüfstand; es hängen hier ca. 5,5 kg (je nach Gewicht des Modelles plus 500 ccm Treistoff) hinter dem Motor.

Ich kann aus der Praxis nur sagen, dass der Motor im 3D Bereich wesentlich heisser wird als beim normalen Programmfliegen. Hierzu brauche ich nur mal den Zylinderkopf anfassen. Nach einem 3D Flug ist dieser merklich heisser als nach einem normalen F 3A Programmflug.

Die Piloten, die ich kenne und die 3D fliegen, bestätigen meinen Eindruck.

Gruss

PW
 

Gast_0063

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Hallo Peter,

niemand hat jemals bestritten, das der Motor zu heiss wird.
Es geht lediglich um die Schlüsse, die man daraus zieht, um das "warum", und wie man es abstellt, und da führen halt mehrere Wege nach Rom.
Du bist den Weg über die Gemischanreicherung gegangen, das ist auch in der manntragenden Fliegerei eine gängige Technik, das kostet aber Leistung, eben weil dann das Gemisch nicht mehr 100% korrekt stimmt.
Ich würde mir Gedanken über die Kühlluft-Zu/Abfuhr machen, ob man das will oder kann, ist eine ganz andere Sache.

Auf meinem Prüfstand muss der Motor 50 kg wuchten, wobei es dem Motor im Prinzip egal ist, ob nach oben oder sonst wohin.
Tatsache ist, ich kann einen Motor auch ohne Fahrtwindeinflüsse dauernd in Vollast betreiben, ohne das er überhitzt, weil er eben optimal gekühlt wird.

Im normalen F3A-Programm wird die volle Leistung seltenst oder gar nicht über einen längeren Zeitraum ausgeschöpft, dafür ist die Motorkühlung dann ausreichend bemessen.

Das ist auch keine 3D-typische Angelegenheit, auch die alten Sky-Fox Hubis hatten ein konstruktiv bedingt heftiges Problem mit der Motorkühlung.
 

Randolph

User
Hallo zusammen,

ich glaube, hier trifft wieder Theorie und Praktische Erfahrungen im Umgang mit Modellmotoren aufeínander. Alle Aussagen bestätigen innerhalb des vorliegenden Problems die Richtigkeit, das ein Motor im 3D-fliegen thermisch höher belastet wird. Auch Prüfstandsversuche bei Vollast können das nicht ausreichend simulieren, ausser der Motor würde z.B. mit einer Abkapselung und einer „ Laufbremse“ versehen werden. Dann würde auch eine Prüfstandssimulation als guter Vergleich herangezogen werden können.
Vergleichen wir das mal mit einem Automotor. Auf der Autobahn, mit ausreichender Luftkühlung versehen, gibt es keine Probleme. Aber wenn man z.B. im ersten/zweiten Gang einen richtig langen Berg herauffährt. Dazu noch das Auto richtig vollgeladen hat, kommt es hier zu den gleichen „Symptomen“. O.K. der Vergleich hinkt etwas, da die heutigen Autos alle Wasserkühlung besitzen, aber wer mal ein altes Auto ohne dieser gefahren hat ( z.B. VW-Käfer ), weiss wovon ich hier spreche!
Richtig ist auch, das ein Motor im Torquzustand nicht mehr Leistung abgeben kann, wenn man Ihn mit mehr Sprit von innen kühlt. Ganz der Gegenteil ist hier zu beobachten! Die max. Leistung sinkt ganz erheblich! Das Problem liegt in der Sache selbst. Ein heute vertriebener Modellmotorich ist für das ganz normale fliegen konzipiert und gefertigt. Ein Motor, der thermisch höhere Temperaturen vertragen würde, ist für den 3-D Markt sehr wahrscheinlich nicht so schnell zu bekommen, oder gar unrentabel. Der „Markt“ ist dafür eher als zu klein einzustufen. Also müssen wir eben mit diesem Kompromiss von Spritanreicherung durch beigemischter Gemischregelung incl. ( zu ) langer Abstimmung und dem daraus vollgendem Leistungsverlust im 3D fliegen leben. Im Hubschrauberbereich gibt es sogenannte Extremkühlköpfe für die ein oder andere Motorausführung. Mich würde brennend interessieren, ob sich damit das Problem lösen, oder zumindest deutlich verbessern lässt. Wenn hier jemand Erfahrungen damit gemacht hat, bitte um Bericht.

An den Mechwerker: Da Du der Theoretiker mit viel Sachverstand unter uns Praktikern bist, hätte ich eine Bitte. Kannst Du uns mal genau erklären, was hier eigentlich passiert? Das bei einer gesteigerten thermischen Belastung des Motors, hier die Abgase stark expandieren und somit die Abgaslänge/Abstimmung das Problem verursachen, ist glaube ich klar.
Ich hoffe, ich liege hier richtig? Aber was passiert hier wirklich? Drücken diese Abgase dann zu stark in den Motor zurück und verursachen hier die weitere thermische Expansion der Frischluftgase? Könnte man das mit einer abgestimmten Sprit-Luftgemisch Anreicherung egalisieren? Wie sieht es dann mit den Temperaturen und der Leistung aus? Hast Du bei Deinen Testläufen Temperaturmessungen durchgeführt? Mich würden diese Angaben sehr interessieren. A. Zylinderkopf, B. im Krümmer kurz nach dem Auslas, C. Nach ca. 25 cm im Krümmerbereich

Könnte man rein theoretisch, nicht das angesaugte Luftgemisch irgendwie ( ich weiss nicht wie ) abkühlen, um somit eine Lösung des Probs bekommen?

Wenn Du jetzt noch die Versuche mit abgekapseltem Motor machen könntest, .... einfach super gut!

Wir reden im Moment von einem Methanoler, wie sieht es eigentlich beim Benziner aus? Ich habe den Eindruck, das diese Motore von Hause aus thermisch unempfindlicher sind. Sind das auch Deine Erfahrungen?
Viele Grüsse,

Randolph

[ 30. Juli 2003, 20:41: Beitrag editiert von: Randolph ]
 

austar

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Hallo Theoretiker, Pratiker und Ihr dazwischen,

da habe ich ja wohl eine Lawine losgetreten - war garnicht meine Absicht.

Was mein ursprüngliches Problem anbelangt, so denke ich, dass es entweder an der falschen Längenabstimmung des Krümmers (vermutlich zu kurz) zum KS-Externdämpfer oder an der für 3D-Kunstflug ein wenig zu großen Luftschraube liegt oder aber der Dämpfer ist einfach ungeeignet für den Motor. Da ich über meine F3A-Fliegerei ausschließlich nur mit Resonanzrohren zu tun hatte (die stimme ich im Schlaf ab), bin ich momentan überfragt, welche Längenabstimmung für einen solchen Externdämpfer nun optimal ist. Ich werde Herrn Krumscheid am besten einmal befragen.

Danke und Gruss

austar
 

Randolph

User
Hallo austar,

das beschriebene Problem haben viele 3D-Flieger, also ein generelles. Das heist für mich, wir zweckentfremden hier Motore, die für diesen Bereich nur bedingt konstruiert wurden. Um sich dem Thema einmal richtig zu stellen, habe ich den Mechwerker gebeten sein technisches Know-How uns hier zu vermitteln. Denn nur wenn das Problem und Ursache richtig verstanden wurde, lässt sich eine Lösung finden. Auch wenn es vielleicht nicht immer eine 100% Lösung geben kann, weiss man zumindest auf was man unbedingt achten muss.

Viele Grüsse

Randolph
 

Armageddon

Vereinsmitglied
Original erstellt von Randolph:
Im Hubschrauberbereich gibt es sogenannte Extremkühlköpfe für die ein oder andere Motorausführung. Mich würde brennend interessieren, ob sich damit das Problem lösen, oder zumindest deutlich verbessern lässt. Wenn hier jemand Erfahrungen damit gemacht hat, bitte um Bericht.
Hallo Randolph,

fliege nen Laser 3D (2,75kg) mit nem OS-91-SX mit Helikühlkopf. Thermische Probleme beim Hoovern konnte ich selbst bei 35°C Außentemperatur und mehreren Minuten Dauer bisher nicht beobachten. Allerdings läuft der Motor beim Hoovern im Schnitt auch höchstens mit Halbgas. Die Luftschraube ist übrigens so ne schäbige 34x20 Nylonlatte von GRP.

Gruß Kai
 

Braeckman

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Hallo

und wie sieht es aus beim 3D fliegen ohne Haube?
(dies würde vielleicht Praxis und Theorie auf einen Nenner bringen) - bitte nicht mit dem Argument kommen, dass man nicht ohne Haube fliegt..

Gruß
Alvin
 

Finnz

User
Hallo,
es kann theoretisch keinen Unterschied zwischen Prüfstandbetrieb und Torquen/Hovern ohne Haube geben. Wenn man eine Kühlluftführung in das Modell einbaut, die einerseits die Luft durch die Kühlrippen "zwingt" und diese dann auch nach hinten wieder entweichen kann, so sollte die Kühlung mit Haube besser sein, als auf dem Prüfstand. Wärmestau kann es dann nur geben, wenn der Motor steht.

Gruß

Klaus
 

Gast_0063

User gesperrt
Hallo Randolph,

Dein Vergleich mit dem Auto hinkt wirklich etwas, jeder Motor (sogar ein E-Motor...) überhitzt bei Überlastung, ob nun Wasser- oder Luftgekühlt.
Die Wasserkühlung hat lediglich den Vorteil des besseren Wärmetransportes.
Übrigens lief auch der Käfer zur besseren Innenkühlung auf einem recht fetten Gemisch, deswegen war er, in Relation zu seiner Leistung, auch nie besonders sparsam.

Was verstehst Du unter einer „Laufbremse“??

Ich habe den Eindruck, Du versuchst immer etwas unterschwellig die praktischen Erfahrungen nach vorne zu stellen, Du kannst sicher sein, das eine ist ohne das andere (das Fachwissen) überhaupt nichts wert.
Ich bin wohl auch kein „Theoretiker“, allein die Berufsbezeichnung Handwerksmeister widerspricht dem wohl schon allein aus ideologischen Gründen. :D Modellfliegen tu ich seit fast 30 Jahren, ein bisschen was an praktischer Erfahrung hat sich da auch schon angesammelt.
Dazu kommt der Umstand, das ich mich unter dem Druck der Ereignisse, will sagen dem Gelderwerb, mit solchen Zusammenhängen einfach professionell auseinandersetzen muss.

Für Dich ist das Hobby, wenn’s heut nicht geht, dann eben morgen. Oder übermorgen...

Der Werkstattbetrieb hat auch seine Vorteile, man bekommt über die Jahre buchstäblich alles auf den Tisch, vom Webra „Glo-Star“ bis zum 3W-Boxer.
Zur Zeit aktuell: Ein 145 R, Unfallschaden. Ein RX 140, heissgelaufen, Kolbenfresser. Ein dito, unerklärlicher Leistungsverlust. Zwei alte OS-VF, Distanzbuchsen drehen für Normlager. Ein Eurotec V1, Gutachten schreiben.

Zu Deinen Fragen:
Versuch’ mal, Deinen Denkansatz etwas zu ändern, der ist viel zu kompliziert. Solange Du die Wärme irgendwie vom Motor wegbekommst, kannst Du Gas geben, soviel Du willst, in den Grenzen der Mechanik natürlich. Dazu kommt der Umstand, das bei einem 2-Takter mit zunehmender Erwärmung des Kurbelgehäuses der Liefergrad sinkt, der Sauerstoffgehalt wird immer kleiner. >> Leistungsverlust.
Deswegen sollte ein 2-Takter auch immer möglichst „kalte Füsse“ haben.
Vorne soll der Motor aus rein kosmetischen Gründen komplett unter der Haube verschwinden und hinten denkst Du über eine Ansaugluftkühlung nach, das geht wohl etwas am Ziel vorbei... ;) Das passt einfach nicht.
Häng’ dem Motor ins Freie, richtig abgestimmt, gibt’s auch keinen Ärger mit Überhitzung.
Temperaturmessungen: der Auslassbereich ist die heisseste Ecke am Motor, deswegen sind die meisten Kolbenklemmer eigentlich „Zylinderklemmer“. Bei einem thermisch gesunden Motor (Alkoholbetrieb) kannst Du da bei Vollgas etwa 180° messen, ausen am Stutzen, die reine Abgastemperatur liegt beim Methanoler bei etwa 400°. Alles andere liegt darunter.
Die Benzinmotoren stammen allesamt von Geräteantrieben ab, und die sind für erheblich höhere Drehzahlen und Temperaturen konstruiert. Im Modell haben die Dinger dann natürlich entsprechend Reserven, thermisch und mechanisch.

[ 31. Juli 2003, 13:59: Beitrag editiert von: MechWerkAndi ]
 
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