Un motor modelo es un pequeño motor de combustión interna [1] que se utiliza normalmente para propulsar un avión radiocontrolado , un coche radiocontrolado , un barco radiocontrolado , un modelo de vuelo libre , un avión de línea de control o un modelo de coche con tracción en tierra .
Debido a la ley del cuadrado-cubo , el comportamiento de muchos motores no siempre aumenta o disminuye en la misma proporción que el tamaño de la máquina; por lo general, en el mejor de los casos, causa una pérdida drástica de potencia o eficiencia y, en el peor, hace que no funcionen en absoluto. El metanol y el nitrometano son combustibles comunes.
Los motores, completamente funcionales, aunque pequeños, varían desde el más común monocilíndrico de dos tiempos hasta los exóticos monocilíndricos y multicilíndricos de cuatro tiempos , estos últimos tomando forma en forma boxer , V-twin , en línea y radial ; también se utilizan algunos diseños de motor Wankel . La mayoría de los motores de los modelos funcionan con una mezcla de metanol , nitrometano y lubricante (ya sea aceite de ricino o sintético ).
Los motores de dos tiempos , diseñados con mayor frecuencia desde 1970 con puertos Schnuerle para un mejor rendimiento, varían en tamaño típico desde 0,12 pulgadas cúbicas (2 centímetros cúbicos) a 1,2 ci (19,6 cc) y generan entre 0,5 caballos de fuerza (370 vatios ) y 5 hp (3,7 kW), pueden ser tan pequeños como 0,010 ci (0,16 cc) y tan grandes como 3-4 ci (49-66 cc). [2] Los motores de cuatro tiempos se han fabricado en tamaños tan pequeños como 0,20 in3 (3,3 cc) para los modelos monocilíndricos más pequeños , hasta 3,05 in3 (50 cc) para los tamaños más grandes de unidades monocilíndricas, con motores bicilíndricos y multicilíndricos en el mercado tan pequeños como 10 cc para bicilíndricos opuestos, mientras que los hay algo más grandes que 50 cc, e incluso muy superiores a 200 cc para algunos modelos de motores boxer de pistones opuestos, en línea y radiales . Si bien los motores de " combustible incandescente " mezclados con metanol y nitrometano son los más comunes, muchos motores de modelos más grandes (especialmente de más de 15 cc/0,90 ci de ci), tanto de dos tiempos como un número cada vez mayor de ejemplos de cuatro tiempos, son de encendido por chispa y se alimentan principalmente con gasolina; algunos ejemplos de motores de aeromodelismo de metanol diseñados con bujías incandescentes de dos y cuatro tiempos pueden, con actualizaciones posteriores, tener sistemas de encendido por chispa controlados electrónicamente y alimentados por batería que reemplazan las bujías incandescentes que se usan normalmente. Los motores de modelos reacondicionados de esa manera a menudo funcionan de manera más eficiente con combustibles para motores de bujías incandescentes a base de metanol, a menudo con la capacidad de excluir por completo el uso de nitrometano en sus fórmulas de combustible.
Este artículo se ocupa de los motores de metanol; los motores de modelos a gasolina son similares a los que se construyen para su uso en desbrozadoras , motosierras y otros equipos de jardinería, a menos que estén diseñados específicamente para su uso en aeromodelismo, siendo especialmente cierto en el caso de los motores de modelos a gasolina de cuatro tiempos. Estos motores suelen utilizar un combustible que contiene un pequeño porcentaje de aceite de motor, como el que utiliza un motor de dos tiempos para fines de lubricación, ya que la mayoría de los motores de modelos de cuatro tiempos (ya sean de bujía incandescente o de encendido por chispa) no tienen un depósito incorporado para el aceite de motor en su diseño de bloque de motor o cárter.
La mayoría de los motores modelo han utilizado, y siguen utilizando, el principio del ciclo de dos tiempos para evitar la necesidad de válvulas en la cámara de combustión , pero un número cada vez mayor de motores modelo utilizan en su lugar el diseño del ciclo de cuatro tiempos . Tanto los motores de dos tiempos con válvula de láminas como los de válvula rotativa son comunes, y los motores modelo de cuatro tiempos utilizan tanto la válvula de asiento convencional como los formatos de válvula rotativa para la inducción y el escape.
El motor que se muestra a la derecha tiene su carburador en el centro de la fundición de aleación de zinc a la izquierda. (Utiliza una restricción de flujo, como el estrangulador en un motor de automóvil antiguo, porque el efecto Venturi no es efectivo en una escala tan pequeña). La lámina de la válvula, en forma de cruz sobre su resorte de retención, sigue siendo de aleación de cobre-berilio, en este viejo motor. La bujía incandescente está incorporada en la culata. El gran volumen de producción hace posible utilizar un cilindro mecanizado y un cárter extruido (cortado a mano en el ejemplo mostrado). Estos motores de láminas Cox Bee son notables por su bajo costo y su capacidad para sobrevivir a los choques. Los componentes del motor mostrado provienen de varios motores diferentes.
A continuación se muestran imágenes de un motor de bujía incandescente y un motor "diésel" para comparar. La diferencia externa más obvia se ve en la parte superior de la culata. La bujía incandescente del motor de bujía incandescente tiene un terminal en forma de clavija para su contacto central, que es un conector eléctrico para la bujía incandescente. El motor "diésel" tiene una barra en T que se utiliza para ajustar la compresión. El objeto cilíndrico detrás del motor de bujía incandescente es un silenciador de escape .
Las bujías incandescentes se utilizan para arrancar y continuar el ciclo de potencia. La bujía incandescente consiste en un filamento de alambre enrollado helicoidalmente , duradero, principalmente de platino , dentro de un bolsillo cilíndrico en el cuerpo de la bujía, expuesto a la cámara de combustión . Se aplica un pequeño voltaje de corriente continua (alrededor de 1,5 voltios) a la bujía incandescente, luego se arranca el motor y se elimina el voltaje. La quema de la mezcla de combustible/aire en un motor modelo de bujía incandescente, que requiere metanol para que la bujía incandescente funcione en primer lugar, y a veces con el uso de nitrometano para una mayor potencia de salida y un ralentí más estable, ocurre debido a la reacción catalítica del vapor de metanol a la presencia del platino en el filamento, lo que provoca la ignición. Esto mantiene el filamento de la bujía incandescente caliente y le permite encender la siguiente carga.
Dado que el tiempo de encendido no se controla eléctricamente, como en un motor de encendido por chispa o por inyección de combustible , como en un diésel común , debe ajustarse según la riqueza de la mezcla, la relación de nitrometano a metanol, la relación de compresión , la refrigeración de la culata , el tipo de bujía incandescente, etc. Una mezcla más rica tenderá a enfriar el filamento y, por lo tanto, retrasará el encendido, lo que ralentizará el motor, y una mezcla rica también facilita el arranque. Después de arrancar, el motor se puede empobrecer fácilmente (ajustando una válvula de aguja en la barra rociadora) para obtener la máxima potencia. Los motores de bujía incandescente también se conocen como motores nitro. Los motores nitro requieren un encendedor de 1,5 voltios para encender la bujía incandescente en el disipador de calor . Una vez cebado, tirar del motor de arranque con el encendedor hacia adentro pondrá en marcha el motor.
Los motores diésel son una alternativa a los motores con bujías incandescentes de metanol. Estos "diésel" funcionan con una mezcla de queroseno , éter , aceite de ricino o aceite vegetal y un potenciador de cetano o nitrato de amilo de Amsoil . A pesar de su nombre, su uso de encendido por compresión y el uso de un combustible de queroseno similar al diésel , los modelos diésel tienen muy poco en común con los motores diésel de tamaño completo .
Los motores diésel de tamaño completo, como los que se encuentran en un camión , son de inyección de combustible y de dos o cuatro tiempos . Utilizan encendido por compresión para encender la mezcla: la compresión dentro del cilindro calienta la carga de entrada lo suficiente como para provocar la ignición, sin necesidad de una fuente de ignición aplicada. Una característica fundamental de estos motores, a diferencia de los motores de gasolina, es que aspiran solo aire y el combustible solo se mezcla al inyectarlo en la cámara de combustión por separado. Los motores diésel modelo son, en cambio, de dos tiempos con carburador que utilizan el cárter para la compresión. El carburador suministra una mezcla de combustible y aire al motor, con las proporciones mantenidas bastante constantes y su volumen total regulado para controlar la potencia del motor.
Aparte de compartir el uso del encendido por compresión con el diésel, su construcción tiene más en común con un pequeño motor de dos tiempos de motocicleta o de cortadora de césped. Además de esto, los modelos diésel tienen relaciones de compresión variables . Esta compresión variable se logra mediante un "contrapistón", en la parte superior del cilindro, que se puede ajustar mediante una "barra en T" atornillada. El volumen barrido del motor sigue siendo el mismo, pero como el volumen de la cámara de combustión en el punto muerto superior cambia ajustando el contrapistón, la relación de compresión (volumen barrido + cámara de combustión / cámara de combustión) cambia en consecuencia.
Se ha descubierto que los modelos diésel producen más par que los motores incandescentes de la misma cilindrada y se cree que obtienen una mejor eficiencia de combustible , porque se produce la misma potencia a un menor régimen de revoluciones y en un motor de menor cilindrada. Sin embargo, la potencia específica puede no ser significativamente superior a la de un motor incandescente, debido a la construcción más pesada necesaria para asegurar que el motor pueda soportar la relación de compresión mucho más alta , que a veces llega a 30:1. Los diésel también funcionan significativamente más silenciosamente, debido a la combustión más rápida, a diferencia de los motores incandescentes de dos tiempos, en los que la combustión puede seguir ocurriendo cuando los puertos de escape están descubiertos, lo que provoca una cantidad significativa de ruido.
Los recientes avances en ingeniería de modelos han producido verdaderos motores diésel, con un inyector y una bomba de inyección tradicionales, y estos motores funcionan de la misma manera que un motor diésel grande.
