Paliva pro modelářské dvoudobé motory
Moje zamyšlení…. Když jsem od Honzy obdržel toto pojednání, tak jsem se nejprve „zhrozil“. Takové odborné a dlouhé pojednání o něčem, co dáváme do svých motorů jsem ještě nečetl. Původně jsem si myslel, že to je zbytečně odborné, ale jenom do té doby než jsem se dozvěděl, že Honza je inženýrem chemie aspirujícím na další titul a, že vlastně jinak to ani napsat nemohl… Napsal to tedy nejlépe, jak mohl podle své odborné fundovanosti. Nakonec, když jsem si tento článek přečetl poněkolikáté, nezbylo mě nic jiného než souhlasit a v duchu se Honzovi omluvit, když jsem mu psal, že je článek dosti odborně obsáhlý. Vím, ne každého následující stať plně osloví, ale myslím si, že je v ní ukryta spousta dobrých informací a, že záleží na každém z Vás, pokud vydrží až do konce …
Ladislav Kulhavý
Úvodem:
Tato úvaha a poté i tento článek vznikl jako reakce na různé dotazy od kamarádů ohledně paliv pro různé modelářské motory, míchání jednotlivých komponent i skladovatelnosti jednotlivých komponent. Jako mladý chemik jsem míchal různá paliva a experimentoval jsem s různými palivy, vyráběl jsem si nitrosloučeniny pro „žhavíky i detoňáky“, destiloval étér a metanol, vápenným mlékem jsem promýval lékárenský ricinový olej, abych srazil přebytečnou kyselost a na plynovém chromatografu zjišťoval čistotu jednotlivých chemikálií, svoji diplomku jsem psal o analýze ropných látek v životním prostředí, léta plynula, vrčení spalovacích motorů postupně nahradil bzukot elekter a znalosti a zkušenosti z palivové chemie se začaly pomalu vytrácet. A najednou jsme začali létat s historiky a ze skříní a šuplat se na světlo světa začaly klubat zpola zapomenuté nádherné motory, které na něco musí běhat a tak jsem oprášil své letité znalosti a zkušenosti a něco dal na papír či spíše do počítače. Pro ty, kterým nebudou některé odborné termíny srozumitelné odkazuji na učebnice organické chemie a organické technologie paliv. Tento článek je pro všechny, které trochu ta modelářská „alchymie“ zajímá a buďto o palivech mnoho nevědí nebo to již zapomněli a Ti co to znají, tak mě snad nebudou za trochu toho zabraného prostoru kamenovat. Určitě jsou lidé, kteří tuto problematiku znají lépe a mají větší zkušenosti v tomto oboru, tak tímto je prosím o shovívavost.
Jan Kubeš
Paliva pro modelářské dvoudobé motory
Obsah:
Trocha teorie nikoho nezabije
Jednotlivé složky paliva
Látky přidávající kyslík do paliva
Oleje a mazací látky
Pravidla bezpečného zacházení a práce s palivy
Receptury
Trocha teorie nikoho nezabije
V modelářské praxi se používají tyto typy spalovacích motorů:
– zážehové
– samozápalné
Zážehové motory pro zapálení paliva používají vnější zdroj energie a jsou to motory:
– s jiskřivou svíčkou
– se žhavicí svíčkou
Motory samozápalné neboli též detonační používají pro zapálení paliva vhodného chemického složení.
Z fyzikálního pohledu vykonává motor celkem čtyři pracovní doby:
1) sání
2) kompresi
3) výbuch (pracovní zdvih)
4) výfuk
U čtyřdobého motoru je každá část pracovního cyklu ohraničena pístem při chodu z horní do dolní úvrati a zdvihem-otevřením sacího nebo výfukového ventilu, takže všechny čtyři děje proběhnou během dvou otáček motoru.
Jinak je tomu u dvoutaktních motorů – tam se vždy dvě pracovní doby provádí současně takže na vykonání všech čtyř dějů stačí otáčka jedna.
První dvojdoba – píst jde z dolní do horní úvrati a současně dochází k sání a kompresi:
– Komprese probíhá ve spalovacím prostoru válce
– Sání probíhá v utěsněném klikovém prostoru (v karteru)
Druhá dvojdoba – píst jde z horní do dolní úvrati a současně dohází k výbuchu a výfuku:
– Výbuch(Pracovní zdvih) píst je hnán výbuchem dolů, kde v určité pozici otevře výfukový
kanál a dochází k vyfouknutí horkých spalin z válce, krátce na to se otevřou přeplachové
kanály a do válce proudí čerstvá palivová směs z karteru.
Tento proces je řízen pístem a píst otvírá ve vhodnou dobu přeplachové a výfukové kanály. Další funkci má píst tím, že mění tlakové poměry v karteru a ve válci a tím je umožněno i sání paliva přes karburátor do karteru. Proces sání paliva do karteru je řízen buď pístem nebo rotačním šoupátkem (dutý klikový hřídel). U čtyřtaktních motorů se palivo dostane pouze do spalovacího prostoru motoru, proto neobsahuje žádný olej (tedy velké automobilové motory) ten je stabilně ve vaně klikového hřídele a rotací klikového hřídele jsou mazána ložiska klikovky a ojnic a dále je čerpadlem dodáván do všech potřebných částí motor a zpět se vrací do klikové skříně. Jinak je tomu u dvoutaktních motorů, protože palivo prochází celým rotačním systémem motoru. Zde je palivo i nositelem mazacího oleje a to vyžaduje speciální vlastnosti mazacího oleje.
Základními složkami každého paliva pro dvoudobé motory je část energetická a mazací. Energetická část je to co dodá motoru výkon a to co se spaluje ve válci. Mazací část je to co maže klikový mechanismus a to co ulpívá ve velejemném filmu na pracovnách plochách mezi pístem a válcem a brání zadření motoru. Takže pokud vezmeme co nejlepší a nejvýkonnější palivo a přidáme k tomu vynikající mazací materiál, tak máme skvělé palivo pro dvoutaktní motor. Je to krásná úvaha, ale má příliš mnoho ALE .
Ideálním palivem by byl vodík nebo methan a vynikající mazací vlastnost mají materiály na bázi silikonů. Jenže z takových ingrediencí dát dohromady funkční palivo je zhola nemožné. Pominu-li možnosti manipulace, tak nám v tom brání hlavně chemie.
Chemik chce, aby palivo rychle a klidně hořelo bez detonací a klepání, mělo minimum pevných zplodin hoření, mazací médium naopak hořelo co nejméně a vytvářelo co nejdokonalejší kluzný film, který se bude co nejlépe rozprostírat a držet na horkých i studených plochách, dále se musí olej i palivo dobře mísit, nesmí docházet k polymeraci jednotlivých složek paliva, nesmí se jednotlivé složky paliva srážet či vylučovat z palivové směsi, z hlediska nás modelářů nesmí být příliš toxické, nesmí s ním být obtížná manipulace a tak dále a tak dále…
Z této úvahy vyplývá, že musíme vystačit jen s tím co máme. Takže paliva pro motory se žhavicí svíčkou je optimální palivová směs methanol a ricinový olej, eventuálně olej synthetický. Pro motory s jiskřivou svíčkou je možné používat automobilní benzin s ricinovým nebo minerálním olejem nebo methanol s ricinovým olejem. Pro motory samozápalné je zažitá směs diethylether, petrolej, ricinový olej nebo místo petroleje použít motorovou naftu a částečně nahradit ricinový olej olejem parafinovým.
Jednotlivé složky paliva
Komponenty paliva pro motory zážehové
Benzin
Benzín (též ‚benzin‘) je kapalina ropného původu používaná hlavně jako palivo v zážehových spalovacích motorech, ale i jako rozpouštědlo, zejména pro ředění nátěrových hmot. Skládá se především z alifatických uhlovodíků získávaných frakční destilací ropy, s přídavkem isooktanu nebo aromatických uhlovodíků toluenu a benzenu ke zvýšení oktanového čísla. Běžně se přidávají také malá množství různých aditiv, například pro zlepšení výkonu motorů a snížení škodlivých emisí. Některé směsi mohou obsahovat významné množství ethanolu jakožto částečně alternativního paliva.
| Vzhled | bezbarvá až nažloutlá kapalina* |
| Nízkoolovnatý benzín | obsah olova max. 0,56 g/l |
| Hustota při 15°C | 700 – 720 kg/m3 |
| Teplota varu | 30 – 170 °C |
| Teplota vznícení | cca 400 °C |
| Bod tání | méně než -60 °C |
| Bod vzplanutí | méně než 0 °C |
| Rozpustnost ve vodě | Nepatrná |
| Třída nebezpečnosti | I. třída nebezpečnosti |
| Teplotní třída | T2 |
| Skupina výbušnosti | II A |
| ADR třída 3 | označení cisterny UN 1203 / 33 |
* pokud se jedná o komerční výrobek potom jsou do benzinu přidávány různá barviva podle typu (Natural, Speciál, Super atd.)
Methanol
Methanol , methylalkohol , karbinol chemický vzorec CH3OH je nejjednodušší alifatický alkohol. Používá se pro něj též dnes již zastaralý název dřevný líh . Je to bezbarvá, alkoholicky páchnoucí kapalina, neomezeně mísitelná s vodou. Je těkavý, hořlavý a silně jedovatý. Dříve se vyráběl suchou destilací dřeva v současnosti se vyrábí katalytickou syntézou oxidu uhelnatého a vodíku. Není tak hygroskopický jako etanol a tím pohonné směsi jsou stabilnější než z etanolu. Používá se k pohonu motorů se žhavicí svíčkou ale i s jiskřivou svíčkou. Hořením vzniká velmi málo organických zplodin, takže jeho spalování je čistější než etanolu a tím motory méně trpí vnitřní korozí.
| Molární hmotnost | 32,042 g/mol |
| Teplota tání | -97,7 °C (175,5 K) |
| Teplota varu | 64,7 °C (337,8 K) |
| Hustota | 0,7910 g/cm³ |
| Viskozita | 0,59 mPa·s (20 °C) |
| Rozpustnost ve vodě | neomezeně mísitelné |
| Bod vzplanutí | 8 °C |
| Bod hoření | 13 °C |
| Měrné teplo | 2495 J/(kg•K) |
Ethanol
Ethanol , nebo ethylalkohol (hovorově líh či alkohol ) chemický vzorec C2H5OH je druhý nejnižší alkohol. Vyrábí se syntheticky katalytickou hydrogenací ethylénu nebo kvašením cukrů (biolíh) Je to bezbarvá kapalina ostré, ale ve zředění příjemné alkoholické vůně, která je základní součástí alkoholických nápojů. Dále se používá v celé řadě chemických syntéz. Je snadno zápalný a je proto klasifikován jako hořlavina I. třídy. Používá se jako přísada do automobilních paliv pro zvýšení oktanového čísla (ethanol má oktanové číslo cca 130), ale i samotný je použitelný pro motory se žhavicí svíčkou, výborně rozpouští rostlinné oleje, s minerálními oleji se mísí omezeně a jen pokud je zcela bezvodý. Není tak toxický jako methanol, ale je silně hygroskopický (silně váže vodu z vodních par v ovzduší) což činí paliva omezeně použitelná a dále při hoření spaliny obsahují více organických zplodin než methanol.
| Molární hmotnost | 46,07 g/mol |
| Teplota tání | −114,4 °C |
| Teplota varu | 78,3 °C (1 013 Pa) |
| Hustota | 0,789 g/cm3 |
| Bod vzplanutí | 13-23 °C |
| Bod hoření | — |
| Viskozita | 1,200 mPa·s (20,0 °C) |
| Disociační konstanta pak | 15,9 (H+ z OH skupiny) |
| Rozpustnost ve vodě | Neomezeně mísitelné |
Komponenty pro paliva pro motory samozápalné
Diethyether
(též ether , éter nebo ethoxyethan ) za běžných podmínek se jedná o čirou, bezbarvou a extrémně hořlavou kapalinu s nízkým bodem varu a charakteristickou nasládlou vůní. Diethylether má funkční vzorec CH3-CH2-O-CH2-CH3. Je často používaným rozpouštědlem a dříve též celkovým anestetikem. Ve vodě se rozpouští jen omezeně (6,9 g/100 ml). Difuze diethyletheru ve vzduchu je 0,918·10-5 m2/s (298 K, 101,325 kPa) což je činí velmi těkavou látkou. Pokud se uchovává na světle mohou vlivem UV záření v éteru vznikat organické peroxidy, které zapříčiňují explozivní způsob hoření a hrozí i výbuchem skladovaného množství.
| Molární hmotnost | 74,12 g/mol |
| Teplota tání | −116,3 °C |
| Teplota varu | 34,6 °C |
| Hustota | 0,714 g/cm3 |
| Bod vzplanutí | -41 až 40 °C |
| Teplota vznícení | 164 °C |
| Viskozita | 0,224 cP (25 °C) |
Petrolej
je směs kapalných uhlovodíků vroucí obvykle v rozmezí 135 až 280°C, která se získává z ropy destilací a dalšími technologickými postupy. Může obsahovat přísady pro zlepšení užitných vlastností.
| Vzhled | bezbarvá kapalina |
| Hustota při 15°C | 775 – 840 kg/m3 |
| Teplota varu | 150 – 300 °C |
| Teplota vznícení | více než 220 °C |
| Bod tání | méně než -50 °C |
| Bod vzplanutí | více než 38 °C |
| Bod hoření | cca 40 °C |
| Rozpustnost ve vodě | nepatrná |
| Třída nebezpečnosti | II. třída nebezpečnosti |
| ADR třída 3 | označení cisterny UN 1863 / 30 |
Motorová nafta
Všeobecná charakteristika
Motorové nafty jsou směsi kapalných uhlovodíků získávané z ropy destilací a hydrogenační rafinací vroucí v rozmezí 150 až 370°C. Mohou obsahovat aditiva na zlepšení užitných vlastností, jako jsou depresanty, detergenty, mazivostní přísady a inhibitory koroze.
Základní kvalitativní parametry
| Hustota při 15°C – kg.m-3 | 800 – 840 |
| Cetanové číslo, min. | 48 |
| Cetanový index, min. | 46 |
| Filtrovatelnost – °C, max. | -32 |
| TVP – °C, max. | -22 |
| Destilační zkouška – do 180°C předestiluje – % obj., max. | 10 |
| Destilační zkouška – do 340°C předestiluje – % obj., min. | 95 |
| Kin. viskozita při 40°C – mm2.s-1, min. | 1,5 – 4 |
| Bod vzplanutí PM – °C, min. | nad 55 |
| Obsah síry – mg.kg-1, max. | 10 |
| Obsah vody – mg.kg-1, max. | 200 |
| Celkový obsah nečistot – mg.kg-1, max. | 24 |
| Obsah popela – % hm., max. | 0,01 |
| Oxidační stabilita – g.cm-3, max. | 25 |
| Obsah polycyklických aromatických uhlovodíků – % m/m, max. | 11 |
| Mazivost HFRR (wsd) 1,4/60°C) – μm | 460 |
Použití
Motorové nafty se používají jako paliva pro vznětové motory nebo také jako palivo pro některé typy plynových turbin.
Látky přidávající kyslík do paliva
Látky vnášející do paliva kyslík mají v palivu více funkcí, většinou jsou méně stabilní než hlavní palivové složky, snáze se štěpí a tím umožní rychlejší zapálení a hoření palivové směsi, uvolněným kyslíkem podporují hoření a tím dochází k rovnoměrnému hoření směsi ve válci a chod motoru je pravidelnější, při řízených otáčkách jsou stabilní přechody z minima na maximum a opačně, hlavně u motorů se žhavicí svíčkou (kdy při obzvláště nízkém volnoběhu po přidání na maximum se může motor krátkodobě zahltit nebo i zhasnout).
Každý typ motoru má své specifické sloučeniny:
Pro motory se žhavicí svíčkou je to nitromethan (CH3NO2), nebo řidčeji nitroethan (C2H5NO2). Běžně se přidávají do paliva v rozmezí 1% až 5% pro speciální vysokootáčkové motory a pro soutěžní použití se přidává až do 50%. Při obsahu do 5% se zlepší startování a výrazně se zlepší přechody otáček do obsahu 15 až 30% nitromethanu se používají pro vysokovýkonná paliva a pro miniaturní motorky COX.
Pro motory samozápalné je používáno látek více nejčastější je to: amylnitrit(sum. vz.C5H11NO2), nebo amylnitrát (C5H11NO3), řidčeji isopropylnitrit (C3H7NO2)nebo isopropylnitrát posledně jmenované dvě sloučeniny jsou velmi těkavé a nestabilní (někdy též nesprávně nazývané jako nitrpropan). Přimícháním do paliva se výrazně zlepší startování a zvýší se i maximální otáčky motoru neboť se zrychlí hoření paliva, dále se může snížit množství étéru a zvýšit množství petroleje nebo nafty čímž se zvyšuje energetická bilance paliva.
Všechny výše jmenované sloučeniny jsou na bázi takzvaných nitrosloučenin, které se vyrábí přímou nitrací kyselinou dusičnou nebo katalytickou nitrací oxidy dusíku, z toho plyne pro motory nebezpečí, že nitrosloučenina sama obsahuje stopové zbytky kyseliny dusičné, ale i reakční zplodiny hoření obsahují stopové množství kyseliny dusičné (při oxidaci dochází štepením nitroskupiny ke vzniku kys.dusičné) a tím vzniká nebezpečí koroze motoru. Proto je vhodné po skončeném provozu nechat takto exponovaný motor proběhnout na palivo bez nitrolátek se zvýšeným obsahem oleje (zabíhací směs).
Dále je třeba upozornit na toxicitu těchto sloučenin, některé jsou extrémně hořlavé až výbušné jiné mají narkotické účinky, téměř všechny se vstřebávají kůží a mohou způsobovat u citlivých jedinců kožní vyrážky, při práci s těmito látkami může docházet k inhalačním otravám, bolesti hlavy , ale i bezvědomí. Pokud se pracuje s takovými látkami je nutné dodržovat co nejlépe bezpečnostní předpisy – větrat, nejíst, nepít, nekouřit, používat ochranné rukavice. A vždy, aby o naší činnosti věděl někdo další, kdo by v případě nutnosti mohl pomoci.
Oleje a mazací látky
Ricinový olej
je rostlinný olej získávaný ze semen skočce obecného (ricinovníku, Ricinus communis). Ricinový olej je bezbarvá až velmi světle žlutá kapalina se slabou nebo žádnou chutí a pachem. Teplota varu je 313 °C, hustota 961 kg·m−3. Jedná se o triacylglycerol kde přibližně 90 % řetězců mastných kyselin tvoří kyselina ricinolejová (cis-12-hydroxy-oktadec-9-enová).
Dalšími významnými mastnými kyselinami jsou kyseliny olejová a linolová. Pro motorářské účely je vhodný ricinový olej technický, který obsahuje méně volných kyselin než olej pro farmaceutické či kosmetické účely.
Výtah z analýzy:
| Barva | Gardner 3,4 |
| Obsah vody | max. 0,24% |
| Číslo kyselosti | 0,97 mg KOH/g |
| Číslo zmýdelnění | 180 mg KOH/g |
| Nezmýdelnitelné látky | max. 1,5 % |
| Bod varu | 313 °C |
| Hydroxylové číslo | 165 mg KOH/g |
| Hustota | 960 kg*m-3 |
| Index lomu | 1,4790 |
Parafinový olej
Bezbarvá olejovitá kapalina nerozpustná ve vodě a v alkoholu, rozpustná v benzenu a v nižších ropných frakcích (benziny, petrolej, nafta) s bodem varu nad 380°C. Je směsí nasycených uhlovodíků získaných rafinací vhodných ropných frakcí. Na rozdíl od rostlinných olejů nežlukne. Používá se ve strojírenství ke konzervaci jemných přístrojů jako přísada do mazacích olejů a snižuje polymeraci rostlinných olejů.
Syntetické oleje
Jsou to látky na bázi silikonů, což je kopolymer uhlovodíků a křemíku ( Si lat. Silicium, ang. silicon) a dále se míchají s minerálními oleji podle požadavků na jejich zatížení. Vynikají extrémní tepelnou odolností a vynikajícími lubrikačními vlastnostmi. Jejich složení, ale i použití je většinou obchodním tajemstvím a jsou připravovány pro konkrétní typ motoru a paliva. Dále pak i jejich označování a nomenklatura je podle výrobců odlišná a není jednotná.
Pravidla bezpečného zacházení a práce s palivy
Při skladování jednotlivých složek paliva se musí vycházet z jejich vlastností a požárních bezpečnostních předpisů. Musíme si uvědomit, že paliva jsou velmi dobré hořlaviny, některé velmi těkavé (éter), některé toxické, výpary těchto látek mohou způsobit závratě. Na účinky látek jsou lidé různě citliví – pro jednoho to nic není, pro druhého je to nebezpečná látka. Pro přechovávání látek volíme tmavé, chladné dobře větrané místo, osvětlené bezpečným elektrickým světlem, které se dá uzamknout. Nádoby na přechovávání hořlavin volíme pokud možno plechové dobře uzavíratelné kanystry nebo skleněné lahve uzavřené kloboučkem a plastovou šroubovací zátkou, vždy volíme nádoby takové, které se nedají zaměnit za potravinové nebo nápojové obaly, dále se vyvarujeme používání plastových nádob s výjimkou olejů, které se i v plastových nádobách prodávají, většina palivových komponent jsou organická rozpouštědla a mohou způsobit bobtnání a degradaci plastu a tím může dojít k úniku paliva a následně k požáru nebo k intoxikaci a zdravotnímu poškození. Všechny nádoby je nutné označit tak, aby nedošlo k záměně látek a nápis na nádobě byl vždy jednoznačný a nesmazatelný. Pro správnou inspiraci jak mají bezpečnostní popisy vypadat stačí navštívit prodejnu pro kutily oddělení barev, laků a rozpouštědel.
Při míchání paliva je dobré mít nějakou odměrnou nádobu – optimální je skleněný odměrný válec patřičného objemu nebo alespoň nějakou láhev se stupnicí v mililitrech čím přesnější dělení tím lépe namíchaná palivová směs. Dále je dobré mít větší mísicí nádobu kam se postupně nalévají jednotlivé komponenty, tak aby se dobře smísily a potom, aby šly dobře promíchat a vytvořila se homogenní směs. Po smísení paliva je nutné palivo nechat alespoň 1 den ustát a potom přefiltrovat. Pro filtraci je nejlepší (z vlastní zkušenosti) silonová tkanina několikrát přeložená – dámská punčocha nebo monofil. Takto udělaný filtr je dostatečně hustý, aby zachytil i velmi jemné nečistoty a zároveň dostatečně propustný, aby se v něm palivo zbytečně neodpařovalo či nechytalo vlhkost. Zfiltrované palivo naléváme do nádob tak velkých, aby nám zbytečně „nevyvětralo“ a během krátké doby bylo spotřebováno. Ke kvalitě paliva nepřispěje když v litrové nádobě budu mít přikryté dno cca 100-200 ml a vzduchový prostor nad palivem kam se mi budou odpařovat těkavější složky a nebo vzdušnou vlhkostí bude palivo nabírat vodu.
Namíchané palivo je vhodné přechovávat v průhledných nádobách, protože jak palivo časem stárne usazují se u dna různé kaly a šlemy, které akorát zanesou jemné trysky karburátoru což se projevuje až po určité době, kdy motor běží na nastříknuté palivo a přitom není schopný palivo nasát a pořád tam něco vadí. To právě dělají různé polymerované zbytky olejů a paliva. Pak pomůže jediné rozebrat motor a nechat ho přes noc potopený v benzinu nebo metanolu a potom silonovým vlascem různých průměrů a jemnou utěrkou vyčistit celou palivovou instalaci, to potom člověk vidí co je tam různých usazenin a žmolků. Pokud se palivo přechovává déle než půl roku (obvykle přes zimu) je dobré před sezónou loňské palivo přefiltrovat.
Receptury
Všechny receptury zde uvedené jsou běžně míchaná paliva, tak jak jsem je používal celá dlouhá desetiletí mé modelářské praxe. Pokud výrobce motoru dodává recepturu paliva jako optimální k danému motoru, tak má samozřejmě přednost před těmito recepturami. A chceme-li od motoru požadovaný výkon měli bychom recepturu dodržet.
Pokud si budeme palivo navrhovat sami, musíme mít na zřeteli jak budeme motor používat. Jestli to bude palivo pro rekreační nebo tréninkové létání, kdy motor naběhá za den i několik hodin nebo soutěžní létání, kdy motor točí jen několik málo minut, ale s plným výkonem často s chudou palivovou směsí a někdy i špatně chlazen v aerodynamickém krytu. Pro tyto příležitosti je nutné míchat různá paliva. Pro tréninkové létání musíme používat palivo, které motor doslova „hejčká“ a soutěžní létání, které z motoru vyždímá maximální výkon. Těmto požadavkům odpovídá hlavně množství oleje, kdy při krátkodobém provozu může být i trochu hůře mazán. Množství oleje závisí i na zdvihovém objemu motoru čím je objem motoru větší tím méně může být oleje v palivu a naopak. Běžné dvoutaktní motocyklové motory nebo motory pro zahradní techniku obsahují cca 2 až 10% oleje v palivu, spočítáme-li numerický poměr plochy ku objemu, tak je plocha motoru o objemu 1,5 cm3 cca 4x větší než u motoru o objemu 50 cm3. Motor o obsahu 50 cm3 má plochu 74cm2 a motor o obsahu 1,5 cm3 má vnitřní plochu 7,2 cm2 to znamená, že činná plocha malého válce je cca 4x větší než válce velkého a z tohoto vyplývá, že oleje musí být v palivu více než pro motory velké. Dalším parametrem je velikost kapiček oleje na povrchu a čím je plocha motoru menší, tím méně kapiček na povrchu ulpí a proto musí být ve směsi oleje více, aby byla přibližně stejná pravděpodobnost pokrytí olejovým filmem jako u velkých motorů. To jsou hlavní důvody proč musí být palivo malých motorků tak bohaté na olej. Pokud má motor o objemu 10 ccm v palivu 30% oleje je přemazáván a motůrek o objemu 0,6 ccm pokud má 20% oleje běhá skoro na sucho.
Co se týká energetické složky, tak tady je situace trochu jednodušší, protože u motorů zážehových je kromě oleje jenom jedna složka metanol nebo benzin.
Metanol: kromě upozornění, že je to jed , třeba podotknou, že musí být vždy bezvodý jinak se jeho vlastnosti značně mění hlavně při spalování v motoru. Pokud je v palivu více vody než 5% začne palivo opalizovat a při ještě vyšším obsahu vody se mléčně zakalí. To se děje hlavně u starých paliv skladovaných někde v kolně.
Benzin: Stačí zajít do první čerpací stanice a koupit bezolovnatý benzin. Pro modelářské dvoutakty není až tak důležité jak vysoké je oktanové číslo, protože historické motory mají relativně nízkou kompresi a tak by běhaly i na klasický Normal s oktanovým číslem 75. V žádném případě nedoporučuji lékařský benzin, protože je to směs hexanu a heptanu a jeho oktanová hodnota je někde mezi 10 až 30. Což by motoru neprospělo.
Složitější je situace u samozápalných motorů, kde se dá laborovat s množstvím petroleje, nafty, étéru a různými druhy olejů. Vyvážené množství étéru a petroleje (nafty) dá palivo, na které motor dobře startuje a běží s minimální spotřebou s měkkým chodem bez zbytečných klapotů.
Étér: Pokud je v palivu méně než 25% étéru motor velmi špatně startuje a díky velké kompresi má i tvrdý chod. Při ještě nižším obsahu je startování skoro nemožné. Pokud je v palivu 40 až 50% étéru motor se velmi dobře spouští, ale je velká spotřeba paliva, proto se hodí při zabíhání zvláště maloobjemových motorků viz palivo MP Jet. Optimální objem je mezi 27 až 35 %.
Petrolej: Plní funkci paliva –nosiče energie dávkuje se v rozmezí 45-20% čím více petroleje tím je chod motoru hospodárnější, ale pokud je málo étéru, špatně se petrolej zapaluje a hůře hoří a velká část jde nespálená výfukem ven. Místo petroleje je možné používat motorovou naftu, ale její množství je nutné vyzkoušet individuálně pro každý motor. Je sice velmi podobná petroleji , ale má cca o 50°C výše položenou destilační křivku, takže pomaleji hoří a více kartonuje, ale zase má rovnoměrnější hoření.
Konzervace a údržba
Dlužno podotknou, že motory mazané ricinovým olejem je potřeba vždy konzervovat, každý zná stav zatvrdlého motoru, kdy dojde časem k zatuhnutí ložisek a pístu a potom je problém motor „rozchodit“. Dochází k polymeraci ricinového oleje, kdy dojde k provázání jeho funkčních skupin a tím tekutý olej přechází v pryskyřičnatou hmotu u ricinového oleje je tento přechod podstatně pomalejší než u jiných rostlinných olejů. Proto je nutné po sezóně motor intenzivně propláchnout rozpouštědlem nejlépe acetonem (ne nitroředidlem) a potom motor prostříkat parafinovým olejem nebo nějakým komerčním konzervačním olejem (konkor) a pokud víme, že bude motor jen přes zimu uskladněn, zabalíme ho do igelitového sáčku, pokud počítáme s delší dobou je dobré promazat konzervační vazelínou ložiska a otočné části RC karburátoru a zalepit vazelínou i vstup karburátoru a výfuk a celé to zabalit do PE sáčku a uložit v místě se stabilní nižší teplotou.
Pokud se používají nitrovaná paliva – z hlediska koroze – je dobré vždy po skončeném letovém dnu proběhnout motor na palivo bez nitro příměsí, pokud možno se zvýšeným obsahem oleje asi tak v délce 3 až 5ti mnut, tak aby se motor ohřál na pracovní teplotu. Pro motory jejichž části jsou vyrobeny z hořčíkových slitin použití nitro sloučenin nedoporučuji vůbec, vzhledem k velké afinitě hořčíku a nitro-skupin, které působí velmi rychlou korozi.
Paliva pro zážehové motory
Pro motory s jiskřivou svíčkou:
Benzin 80%
Ricin.olej. 20%
při použití minerálního oleje pro 2-takty zvýšit množství na 25%
pro motory s objemem nad 10cm3 je možné snížit množství ricinového oleje na 15%
Pro motory s jiskřivou svíčkou je možné používat i palivo s metanolem ve složení:
Methanol 70%
Benzin 10%
Ricin.olej. 20%
Při použití tohoto paliva se dost výrazně se mění seřízení motoru, zvláště pak je odlišné časování předstihu a je velmi individuální podle typu motoru. Benzin ve směsi zaručuje snadnější starty vzhledem k jeho ploché destilační křivce. Toto univerzální palivo jsem zkoušel, abych nemusel nosit na letiště pro každý typ motoru jiné palivo, ale tím, že jsem skončil s motory s jiskřivou svíčkou tak i tyto experimenty ustaly.
Paliva pro motory se žhavicí svíčkou:
Palivo zabíhací:
Methanol 70%
Ricin.olej 30%
Palivo sportovní (pro motory 1,5 až 10 cm3)
Methanol 80%
Ricin.olej 20%
Palivo sportovní pro zimní provoz
Methanol 75%
Ricin.olej 20%
Benzin 5%
Zlepší se studené starty, přechody motoru a motor tak nezháší v nízkých otáčkách
Palivo s nitromethanem
Methanol 77%
Nitromethan 3%
Ricin. olej 20%
Mírně se zvýší výkon motoru, není tak náročný na seřízení, zlepší se přechody otáček, při přechodu z volnoběhu na maximum nemá motor snahu zhášet. Pro běžné použití nemá vyšší obsah nitromethanu význam.
Paliva pro motory COX a podobné:
Motory se vyznačují relativně nízkou kompresí – jsou speciálně konstruované pro vysoce nitrované palivo a vzhledem k malému zdvihovému objemu i s velkým obsahem oleje
Methanol 60%
Nitromethan 15%
Ricin.olej 25%
Motory o obsahu 0,8 cm3 jsou schopné běhat bez nitromethanu, motorky 0,3 cm3 po odpojení žhavení bez nitromethanu zhasnou a motorek 0.18 cm3 už nejde ani nastartovat bez nitromethanu. Podle údajů výrobce mělo speciální palivo pro COX 0,18 cm3 obsah nitromethanu 30% a 30% oleje. Paliva s vysokým obsahem nitromethanu 50% a více jsou již natolik specifická, že je zde ani diskutovat nebudu.
Náhradní žhavicí palivo 1:
Ethanol 80%
Ricin.olej 20%
Náhradní žhavicí palivo 2:
Ethanol 60%
Benzin 20%
Ricin.olej 20%
Motory se žhavicí svíčkou na něj ochotně běhají, pouze dochází k většímu karbonování než u methanolu a je třeba jiné seřízení palivové jehly. Dalším problémem je kvalita lihu, protože běžně dodávaný líh má obsah vody v rozmezí od 2 do 10 % . Standardně má 4% vody pokud má více než 8% po přidání ricinového oleje se směs zakalí a je-li v palivu 10% a více je již nepoužitelný, motor velmi špatně startuje. Pokud ethanol delší dobu stojí v ne dobře utěsněné nádobě dochází vlivem hygroskopičnosti lihu k jeho znehodnocení. Co se týká obsahu vody a kvality paliva toto samé platí i pro methylalkohol.
Paliva pro samozápalné motory:
Všeobecné zabíhací palivo D1
Étér 35%
Petrolej 30%
Ricin.olej 35%
Nezaběhnuté motorky mají velké třecí plochy, proto je třeba volit větší množství oleje a pro lepší starty přidávat více étéru. Motor má sice extrémní spotřebu, ale s tou se musí jaksi počítat.
Všeobecné palivo D2
Étér 35%
Petrolej 40%
Ricin.olej 25%
Toto palivo je vhodné pro běžné sportovní motorky v objemech od 1,5 do 2,5 cm3
Pro závodní létání je vhodné palivo D3:
Étér 27%
Petrolej 45%
Ricin.olej 15%
Parafinový olej 10 %
Amylnitrit 3%
Toto palivo je vhodné pro vysokootáčkové motory nad 10 000 ot/min. Amylnitrit zlepšuje spalování a startování motoru a proto může být více petroleje v palivu na úkor étéru, ale étéru nesmí být pod ¼ objemu v palivu, protože potom by byly obtížné ne li nemožné starty.
Pro nejmenší motorky MP Jet 0,6 cm3 je vhodné palivo doporučené výrobcem:
Zabíhací D1:
Étér 40%
Petrolej 20%
Ricin. olej 40%
Sportovní D2:
Étér 40%
Petrolej 25%
Ricin. olej 35%
Na těchto recepturách je vidět, že s klesajícím zdvihovým objemem motoru stoupá obsah oleje v palivu, což je dané plochou omývanou palivem.
Co dodat? Kde se dají jednotlivé komponenty sehnat? Pokud nám stačí na provozování malého motorku tak do 1litru paliva ročně, tak se dá étér a ricinový olej koupit v lékárně a petrolej v drogérii. Při větších objemech se vyplatí koupit komponenty v prodejně chemikálií. Žhavicí palivo je běžně v modelářských prodejnách a benzin je na každé čerpací stanici.
Na závěr – doufat že nám to bude létat a vrčet a bude při našich setkáních a soutěžích krásné termické počasí.
Honza Kubeš