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Nitromethan fuer F2B Motoren

Hier ist die Übersetzung einer Publikation von Robert Storick im Stuka Stunt Forum. Ich habe etwas gekürzt, sinngemäß übersetzt und eigene Erfahrungen eingefügt. Alle % Werte beziehen sich auf 99 % reines Nitromethan.

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Nitromethan für F2B Motore; Fakten

Auch wenn fast alle Modellflieger wissen, dass Nitromethan ein Treibstoffzusatz für Verbrennungsmotore ist, so beschränkt sich dieses Wissen in der Regel darauf, dass dieser etwas exotische Stoff zur Leistungserhöhung eingesetzt wird. Hier deswegen einige vertiefende Informationen zum Thema:

Was ist Nitromethan?
Nitromethan, hergestellt aus Propan, gehört zur Familie der Nitroparaffine, ebenso wie zum Beispiel Nitroaethan, 1-Nitropropan und 2-Nitropropan. Mit Ausnahme von Nitromethan sind alle Substanzen der Nitroparaffin Familie für Modellmotore nicht brauchbar.
Es gibt in der westlichen Industriewelt nur eine einzige Fabrik welche, mit erheblichem Aufwand, Nitromethan herstellt. Ca. 5% der hergestellten Menge werden für Modellzwecke verbraucht, weitere 5% verbrennen Rennwagen und der ganze Rest geht in die Industrie.

Wie funktioniert es?
Nitromethan erhöht die Leistung eines Verbrennungsmotors. Allerdings nicht weil es ein besonders „heißer“ Stoff ist. Eher im Gegenteil, denn unterhalb einer Temperatur von 35° Celsius lässt es sich nicht entzünden. Es ist sogar so, dass die Entflammbarkeit von Methanol beträchtlich höher als diejenige von Nitromethan ist. Dies bedeutet, dass die leistungssteigernden Eigenschaften nur unter bestimmten Bedingungen und Anwendungsfällen zum Tragen kommen.
Unsere Glühzünder Motore erzeugen ihre Leistung durch das Verbrennen eines Gemisches bestehend aus dem Brennstoff Methanol und der zugeführten Luft (bzw. des in der Luft enthaltenen Sauerstoffes). Um optimale Leistung zu erzeugen muss dieses Gemisch sehr exakt eingehalten werden, das heißt es darf weder zuviel Brennstoff (zu „fett“), noch zuviel Luft (zu „mager“) enthalten. Wollen wir also mehr Leistung, so benötigen wir dafür mehr von diesem exakt zusammengesetzten Gemisch. Am einfachsten geht das, indem wir in einem grösseren Motor mehr Gemisch verbrennen. Was auch funktioniert ist, dass wir in einen gegebenen Motor mehr Gemisch hineinpressen. Zum Beispiel mit einem Kompressor und/oder einem Turbolader. Oder, wie F2A Speedmodelle, mit einem rücklaufende Druckwellen erzeugenden Auspuffsystem, einem Resonanzrohr.
Hat unser Motor nun jedoch keinen Kompressor irgendeiner Art, so können wir die Menge der für die Verbrennung maximal zur Verfügung stehenden Luft nicht wesentlich beeinflussen. Um unter diesen Umständen mehr Leistung zu erhalten, ist es notwendig mit der vorhandenen Luftmenge mehr Brennstoff zu verbrennen. Dies funktioniert mit Methanol nicht, das Gemisch würde zu „fett“. Nitromethan hingegen kann, bei gleich bleibender Luftmenge, in bis zu 2.5-facher Menge verbrannt werden. Was zu mehr Leistung bei unveränderter Motorgrösse führt. Und zu höherem Verbrauch, weil ja eben mehr Brennstoff verbrannt wird.

Und was bedeutet das für F2B Flieger?
Aus den obigen Überlegungen resultieren, für den Bereich von 5 %– 15 % (-25% für 4-Takter) Anteil Nitromethan und für F2B, folgende Aussagen:

Die Vorteile
Ein höherer Nitroanteil verbreitert den zündfähigen Gemischbereich und verringert die Empfindlichkeit der Einstellung der Düsennadel deutlich. Das Finden der „richtigen“ F2B Einstellung wird so erheblich erleichtert.

Bei einem typischen 10cc F2B Kunstflugmotor beträgt der Leistungszuwachs ca. 150 U/Min. (Standdrehzahl) pro 5% Nitroanteil. Damit lässt sich ein Leistungsabfall infolge hoher Umgebungstemperatur und/oder größer Höhe über Meer einigermaßen ausgleichen. Nicht aber ein um 250 Gramm zu schweres Modell, leider.

Die Nachteile
Nitromethan ist teuer, aktuell liegt der Preis für 99 % reines Material bei ca. 20 € pro Liter, d. h. bei 10 %igem Gemisch kostet allein der Nitroanteil 2 € pro Liter.

Der Treibstoffverbrauch erhöht sich proportional und nicht unerheblich zum Anteil Nitromethan. Dieser Zusammenhang bedeutet:

  • Mehr Nitro = Nadel auf
  • Weniger Nitro = Nadel zu
  • Vorsicht: Auf Grund der geringeren Einstellempfindlichkeit der Düsennadel können sich, bei fast gleicher Laufcharakteristik (bzw. Drehzahl am Boden), deutliche Unterschiede in der Laufzeit ergeben. (Trick: von mager in Richtung zu fett fertig einstellen, nicht umgekehrt. Kostet vielleicht nur die Landung, aber nicht das Modell)

Die höhere Leistung resultiert aus dem höheren Verbrennungsdruck. Dies kann, bei Motoren welche von Haus auf hoch komprimiert sind (z.B. Retro, Belko, Stalker), zu geringerer Leistung und Überhitzung führen. (Kompression durch 2. oder 3. Dichtung zurücknehmen)

Die Aussage: „Mit mehr Nitro läuft der Motor kühler“ ist unrichtig, denn die höhere Leistung führt zwangsläufig zu höheren Betriebstemperaturen. Im Bereich bis zu 25 % ergibt sich daraus, für typische F2B Anwendungen, kein wirkliches Problem.

Ob Nitromethan im Motor Korrosion verursacht oder nicht ist unklar. Es dürfte jedoch sinnvoll sein, zur Kontrolle gelegentlich den hinteren Gehäusedeckel am Motor zu entfernen und nach (bräunlichen) Rückständen zu forschen. Vorbeugend Öle (mind. 20%) mit guten Korrosionsschutz Komponenten (Aerosave, AA Rizinusoel) zu verwenden ist sehr zu empfehlen.

  • Die Konsequenzen
  • 5 – 15 % Nitromethan (-25% bei 4-Taktern) erleichtern die Motoreinstellung und verringern die Abhängigkeit der Einstellung vom Wetter.
     
  • Mit wenig Nitroanteil anfangen und nur so lange steigern, bis keine grosse Wirkung mehr feststellbar ist.
     
  • Wenn’s einmal sehr heiss ist, 5 % Nitro mehr dazutun und die Düsennadel aufdrehen (Wenn der Tank gross genug ist)
     
  • Wenn synthetische Öle, dann solche mit gutem Korrosionschutz verwenden. Oder bis 50 % des Ölanteiles in Form von Rizinus AA dazugeben.
     
  • Bei hoch komprimierten Motoren 2. Dichtung unter den Zylinderkopf montieren.
  • -------
  • Peter Germann

 

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