Un motor nitro generalmente se refiere a un motor propulsado con un combustible que contiene una porción (generalmente entre 10 % y 40 %) de nitrometano mezclado con metanol . El nitrometano es una sustancia altamente combustible que generalmente solo se usa en motores de diseño muy específico que se encuentran en las carreras de resistencia Top Fuel y en motores de combustión interna en miniatura en modelos de aviones de radiocontrol , línea de control y vuelo libre .
El término "nitro" se ha empezado a utilizar en las últimas décadas [ ¿cuándo? ] para describir estos motores y tiene su origen en el marketing publicitario en el mercado de modelos de automóviles. Durante los cincuenta años anteriores a este término, desde que se desarrollaron los motores por primera vez, se los conocía simplemente como "motores incandescentes", pero el término "nitro" tiene más impacto en el texto de los anuncios. En realidad, estos motores funcionan con metanol, pero el combustible suele estar dopado con nitrometano como aditivo de rendimiento. El sistema de encendido consta de una bujía incandescente (de ahí el antiguo término "motor incandescente"), que tiene una bobina de una aleación de alambre que contiene platino, generalmente platino - iridio . La bujía incandescente se calienta con corriente eléctrica para arrancar, después de lo cual se desconecta la energía y la combinación de calor residual y acción catalítica de la aleación de platino con metanol enciende la mezcla de combustible.
Los motores nitro para modelos pueden girar a más de 50.000 RPM. Las rpm de funcionamiento típicas de los motores de aviones de modelos deportivos son de 10 000 a 14 000 RPM. Para embarcaciones de radiocontrol (RC) y motores de aviones con ventilador con conductos , el rango habitual es de 20 000 a 25 000, y para automóviles, las RPM en el rango de 25 000 a 37 000 son comunes. Con tanto movimiento, se genera mucho calor por fricción y el combustible utilizado para estos motores suele contener entre un 12 y un 20% de contenido de aceite, dependiendo del porcentaje de nitrometano y metanol, el tipo de motor y la aplicación. La mayoría de los motores de los coches RC actuales son motores de dos tiempos , lo que significa que se necesitan dos golpes del pistón (una revolución) para completar el ciclo del motor. En la primera carrera, cuando el pistón sube, una mezcla de combustible y aire es aspirada hacia el cárter, desde el carburador . Cuando el pistón desciende, la nueva mezcla de aire y combustible viaja hacia el puerto de inducción y finalmente hacia la cámara de combustión. A medida que el pistón sube, la mezcla se comprime, lo que hace que la mezcla de combustible y aire se encienda, produciendo gas caliente bajo presión para forzar el pistón hacia abajo. A medida que el pistón desciende, los gases de escape gastados escapan de la cámara de combustión a través del puerto de escape y el ciclo comienza de nuevo cuando la mezcla de combustible se empuja nuevamente hacia el puerto de inducción.
Al arrancar, la bujía incandescente se precalienta eléctricamente mediante corriente eléctrica. La bujía incandescente no debe confundirse con una bujía : no hay chispa en la bujía incandescente. La catálisis del vapor de metanol en el elemento de platino calentado lo mantiene al rojo vivo incluso después de que se haya eliminado el voltaje, lo que enciende el combustible y mantiene el motor en funcionamiento. Mientras que las bujías se usan constantemente para encender la mezcla de combustible y aire cada vez que sube el pistón, como se ve en el motor de gasolina donde se usa la bujía, el combustible no se puede encender solo con compresión. Es la temperatura de la bujía, todavía al rojo vivo por el encendido anterior y por la catálisis con la nueva mezcla comprimida, la que enciende el combustible.
Los motores nitro suelen utilizar un carburador para mezclar el combustible y el aire, aunque para algunas aplicaciones en las que no se requiere aceleración tienen un venturi simple con una barra rociadora y una válvula de aguja . El carburador puede ser deslizante o giratorio. En un carburador rotativo, la corredera se abre cuando el servo gira el brazo . En un carburador deslizante, la corredera se abre deslizando el brazo hacia afuera por el servo. Ambos se mantienen ligeramente abiertos mediante un tornillo de ralentí que permite que el motor reciba una cantidad muy pequeña de combustible para mantenerlo en marcha cuando el vehículo está detenido. Los carburadores suelen tener dos agujas que se utilizan para ajustar la mezcla. Una aguja de alta velocidad ajusta la cantidad de combustible que se permite ingresar al carburador a RPM medias y altas, y una aguja de baja velocidad determina cuánto combustible se permite ingresar al carburador a RPM de rango bajo a medio. Girar cualquiera de las agujas en el sentido de las agujas del reloj diluirá la mezcla de combustible . Lean describe la cantidad de combustible en la mezcla de combustible y aire. Hasta cierto punto, esto hará que el motor funcione más rápido con un mejor rendimiento, pero una vez demasiado pobre, el motor se sobrecalentará y se desgastará prematuramente debido a que no recibe suficiente lubricación. Girar cualquiera de las agujas en sentido antihorario enriquecerá la mezcla de combustible (a menos que la aguja de baja velocidad sea una purga de aire, en cuyo caso ocurre lo contrario). Rico es lo opuesto a pobre, significa que ingresa más aceite (mezcla de combustible) al motor. Si el motor es demasiado rico, funcionará mal y el combustible que aún no se ha quemado puede comenzar a salir por el escape. El motor funcionará muy lentamente y parecerá que no tiene potencia y posiblemente se detendrá por estar inundado de combustible. Sin embargo, ser demasiado rico es mejor que demasiado pobre, porque ser demasiado rico sólo significa que el motor está recibiendo demasiado aceite, lo cual está perfectamente bien, aunque el rendimiento puede no ser tan bueno como si el motor fuera pobre. Una mezcla excesivamente pobre puede dañar un motor en poco tiempo, ya que funcionará por encima de su temperatura de diseño. Un motor correctamente afinado durará mucho tiempo con un buen rendimiento durante toda su vida.
Hay diferentes tipos de motores R/C. Hay motores para carretera, todoterreno, aviones, marinos y camiones monstruo.
Los motores de carretera están diseñados para entrar en su banda de potencia desde RPM medias a altas. Estos motores se pueden utilizar en vehículos todoterreno, pero normalmente se utilizan en sedanes de carretera donde se requieren RPM muy altas y alta velocidad. Los motores todoterreno tienen una curva de potencia menos abrupta en comparación con los motores de carretera. Los motores todoterreno tienen una banda de potencia que se extiende a lo largo de la mayor parte del rango de RPM. Los motores todoterreno no aceleran tanto como los motores de carretera, pero tienen más torque que puede impulsar fácilmente el vehículo en el que se encuentra a velocidades impresionantes. Los motores todoterreno se suelen utilizar en buggies a escala 1/8 donde las altas velocidades y las malas aceleraciones son menos importantes.
Los motores de los camiones monstruo son generalmente muy grandes en comparación con los motores de carretera y todoterreno. Mientras que un motor todoterreno puede tener un tamaño de 0,21 pulgadas cúbicas (ci), un motor de camión monstruo puede tener un tamaño de hasta 0,46 ci. Los motores de Monster Truck generan gran parte de su par y caballos de fuerza a RPM de rango bajo a medio. Suelen utilizarse en camiones grandes y pesados donde se necesita toda esa potencia para conseguir un buen rendimiento del vehículo.
Los motores de avión se fabrican para poder mantener altas RPM. La mayor diferencia entre todos los demás motores nitro y motores de avión es la capacidad de mantener RPM. Otros motores nitro tienden a romperse si se ejecutan a toda velocidad con el tanque lleno de combustible.
Los motores marinos se enfrían con agua en lugar de aire como otros motores nitro.
Los miembros de la industria de las carreras de resistencia a gran escala utilizan concentraciones mucho más altas de nitrometano: están limitadas por las reglas al 90% (al menos en la NHRA, el principal organismo sancionador). Históricamente, los corredores utilizaban porcentajes más altos, lo que con frecuencia provocaba explosiones masivas. Se estima que los motores modernos generan alrededor de 8.000 caballos de fuerza. Los coches pueden acelerar de 0 a 100 mph en 0,8 segundos y de 0 a 335 mph en 4,5 segundos.
