Aandrijvingen


Gloeiplug motoren

Electro aandrijving

Regelingen energievoorziening

Accu's


Gloeiplug motoren

De toepassing van brandstof motoren in modelvliegtuigen begon reeds in 1908. Dus, honderd jaar geleden zou er al een modelvliegtuig in Engeland gevlogen hebben met een 15 cm3 viertact motor! De eerste uitvoeringen waren gebaseerd op het dieselprincipe. In de loop der tijd zijn er vele varianten ontwikkeld. Momenteel zijn het hoofdzakelijk de gloeiplugmotoren, maar steeds meer worden benzine motoren toegepast, met name voor de grotere modellen.

De beginnende modelbouwer ziet zich geconfronteerd met diverse aspecten bij het gebruik van deze motoren, met name het starten en (optimaal) afstellen. Een goed en betrouwbaar lopende motor is de basis van het vliegplezier en een verkeerde afstelling kan een hoop stress en schade opleveren.

Het afstellen van een gloeiplugmotor is een vaardigheid die aangeleerd moet worden. Een eenmaal gevonden afstelling is namelijk niet vast. De temperatuur, luchtdruk en vochtigheid van de lucht zijn bepalend voor de afstelling van de carburateur. Dat betekent telkens weer dat kleine wijzigingen aan de afstelling gedaan moeten worden. Bovendien: als de carburateur bij een warme motor eenmaal goed afgesteld staat, zal hij meestal  niet optimaal lopen als de motor koud is. Om te starten zal dan de hoofdsproeier iets open moeten gedraaid worden, en als de motor dan warm gedraaid is, kan hij weer iets verder dicht.

In dit deel van de site worden diverse zaken die van belang zijn voor beheer van een gloeiplug motor toegelicht en worden tips gegeven om er goed mee om te gaan.


Overzicht verschillende uitvoeringen

Terug ...

Overzicht verschillende uitvoeringen van gloeiplug motoren

Tweetakt
Viertakt
Twee cilinder boxermotor
Vijf cilinder stermotor
Viercilinder oude lijnmotor
Wankelmotor

Terug ...

Onderdelen van een tweetact gloeiplug motor

Simpel gezegd heeft de motor de functie om de in de brandstof aanwezige chemische energie door verbranding van vloeibare brandstof met zuurstof uit de lucht, om te zetten in bewegingsenergie in de vorm van een draaiende beweging .
Zo simpel als gezegd is dit niet, want pas in 1875 lukte het om een om de eerste verbrandingsmotoren te ontwikkelen. Bijzonder punt is dat de eerste verbrandingsmotoren spiritus, zeg maar methanol, als brandstof gebruikten. Wat dat betreft zijn de huidige gloeiplug motoren dus zeer behoudend.
Gloeiplugmotoren worden in de modelvliegerij veel gebruikt omdat zijn eenvoudig van constructie zijn. Dit motortype kan men opdelen in de twee hoofdcomponenten: de carburateur en de motor met elk zijn afzonderlijke onderdelen. De carburateur heeft de functie om de brandstof en de lucht in de juiste verhouding te mengen waarmee het optimaal in de motor kan worden verbrand en het mechanische deel van de motor met de hoofdonderdelen: blok, zuiger, cilinder, krukas en gloeiplug.

Motor
De motoer bestaat uit diverse onderdelen waarvan de basis het motorblok (1) vormt. Op of in dit onderdeel worden de andere componenten van de motor gemonteerd. Het motorblok is meestal een aluminium persgietstuk met het cilinderhuis met koelribben, inlaat , de bevestigingsopening van de carburateur, doorvoer en lagering van de krukas, uitlaatopening en bevestigingsflenzen voor de montage in het model. In het cilinderhuis (3) wordt een cilinderbus met verchroomde binnenkant geschoven. Hierin zijn de in- en uitlaat poorten aangebracht. In de cilinderbus kan de zuiger (3) op en neer bewegen. De zuiger wordt via de drijfstang verbonden met de krukas. De drijfstang is door penverbindingen (6) met de zuiger en de krukas verbonden. Door deze verbinding wordt de op- en neergaande beweging omgezet in een roterende beweging van de krukas. De krukas (2) heeft tevens de functie van een (roterende)klep. Hiertoe is de krukas voor een deel hol met een opening naar de buitenzijde van de as. Deze opening draait voor de carburateur langs en maakt het daardoor mogelijk om op het gewenste moment een brandstof/lucht mengsel naar het carter te voeren. Het carter en de (onderkant) van de zuiger werken in feite als een dubbelwerkende pomp. In de opgaande (compressie)slag van de zuiger wordt in het carter een onderdruk gecreëerd waarmee het brandstof/lucht mengsel wordt aangezogen. Dit kan dan via de carburateur, de holle krukas naar het carter stromen. In de neergaande slag (de arbeidsslag) is de krukas toevoer afgesloten en wordt het mengsel via de spoelpoorten naar de cilinder boven de zuiger getransporteerd. Hierna kan de compressieslag opnieuw beginnen. Essentieel bij tweetact motoren is de positie van de spoelpoorten en de roterende krukasklep. Bij een bestaande motor is dit fabrieksmatig vastgelegd en kan niet worden ingesteld of gewijzigd.

Een twetact gloeiplug motor bestaat uit bovenstaande onderdelen:
  1. Motorblok
  2. Krukas
  3. Cilinder en zuiger
  4. Cilinderkop
  5. Drijfstang
  6. Zuigerpen
  7. Karterdeksel
  8. Gekartelde propeller meenemer
  9. Sluitring
  10. Propellermoer
  11. Cilinderkop en karteldeksel bouten
  1. Pakkingen voor cilinderkop en karter
  2. Stalen loopring
  3. Carburateur
  4. Hevel voor verbinding
  5. Cilindrische roterende bus met luchtdoorlaat
  6. voor cilindrische bus (met veer)
  7. Carburateur blok
  8. Schroef voor stationaire lucht regeling
  9. bouten
  10. pakking
  11. Brandstof toevoer combinatie
  12. Sproeier naald
  13. voor de sproeiernaald

Afstel middelen en afstel procedures.

Afstelmiddelen
De carbrateur
Brandstof en lucht
Afstelprocedure
Tien stappen om een motor te starten
Inlopen van motoren
De gloeiplug
Onderhoud
Korte literatuurlijst

De carburateur

In de carburateur worden brandstof en lucht in een bepaalde verhouding met elkaar vermengd (zie ook hoofdstuk brandstof en lucht). De in het carterhuis opgewekte onderdruk zorgt er voor dat lucht met een bepaalde snelheid langs de brandstof toevoer kan worden aangezogen en dat beide componenten zich goed met elkaar kunnen vermengen. Het verdere transport door het carterhuis en de spoelpoorten zorgt er voor dat de mening optimaal is. Onderweg blijven brandstof deeltjes achter. De zich hierin bevindende olie deeltjes zorgen voor de nodige smering van de krukas en de zuiger. De huidige mororen hebben via de luchtschuif een regelbaar vermogen door de luchtinlaat te smoren. Hiertoe is de luchtschuif verbonden met een servo.

Stelorganen op de carburateur
De carburateur is dus de component waarmee de luchttoevoer, de brandstof hoeveelheid en daarmee ook de brandstof /lucht verhouding kan worden ingesteld en geregeld. De meeste gloeiplug motoren hebben daarvoor drie stelorganen:

  • Een luchtschuif
  • Een hoofdsproeiernaald
  • Een stationair toerental schroef (soms niet aanwezig bij kleine motoren).

Luchtschuif
Deze wordt aangestuurd door de motor servo. De luchtschuif verstelt de inlaatopening van de carburateur en daarmee de luchtsnelheid in de venturi. Volgens de wet van Bernouilli wordt daardoor de onderdruk gewijzigd. Door variatie van de onderdruk wordt er meer of minder brandstof naar de cilinder gevoerd. De brandstof toevoer beïnvloedt uiteindelijk het vermogen en toerental.

Hoofdsproeiernaald
De hoofdsproeiernaald wordt met de hand ingesteld. Draai de deze helemaal dicht en vervolgens twee of drie slagen open. Herhaal de startprocedure met bijna gesloten gasschuif. De motor start en bij het langzaam gasgeven loopt het toerental op tot een gelijkmatig lopend maximum toerental. Neem de gloei plug klem van de motor. Draai de hoofdsproeiernaald enkele klikjes terug en kijk wat er gebeurt.

Probeer door het naar binnen draaien van de hoofdsproeiernaald het maximale toerental te bereiken. Ga je over het maximale toerental heen dan zal de motor minder toeren gaan draaien (of zelfs afslaan). Draai de hoofdsproeiernaald dan iets verder open totdat jhet juist onder het maximale toerental zit. De motor is nu grofweg afgesteld. Nu kan de 'fine-tuning' worden uitgevoerd.

Stelschroef stationair
De stelschroef stationair wordt met de hand ingesteld. Dit instellen is een kwestie van uitproberen door de motor afwisselend stationaiar en volgas te laten lopen en te beoordelen of de overgang regelmatig verloopt.

Terug ...

Brandstof en lucht

Brandstof
De juiste brandstof is erg van belang voor de levensduur van de motor. Hij bestaat uit een mengsel van methanol (de eigenlijke brandstof), speciale olie voor de smering van de bewegende delen, Nitro (extra vermogen) en andere toevoegingen die vervuilen en oxidatie van de motor tegen moeten gaan. Brandstoffen zijn verkrijgbaar in verschillende samenstellingen voor gebruik in diverse motoren en geeft een goede prestatie van de motor en een lange levensduur. Op de eerste plaats is er de keus tussen 9% olie of 14% olie. De meeste soorten brandstof hebben tot nu toe ongeveer 9% olie, omdat dat dit de beste prestatie levert, en de motor iets minder rookt. Een olie aandeel van 14% is beter voor beginners omdat de motor dan beter gesmeerd wordt en de kans op schade aan de motor vele malen minder is.
Door het Nitro aandeel in de brandstof te verhogen zal het de prestatie verhogen maar de levensduur van de motor verlagen. Zo is er keuze tussen 1 tot 25 % nitro. Daarom neem je best de keuze tussen 10% of 16% Nitro. 25% Nitro zal de levensduur aanzienlijk verlagen. 16% geeft een iets hogere prestatie aan de motor, maar dit gaat nog niet zo ten koste van de levensduur. De motor zal iets makkelijker af te stellen zijn en loopt gemakkelijker. En neemt beter stationair op.

Brandstof/lucht verhouding

Prachtig voorbeeld van een stermotor van een Havard.
Een verbrandingsmotor heeft een mengsel van brandstof en lucht nodig om zijn werk te kunnen doen. Om 1 liter methanol te kunnen verbranden is onder ideale omstandigheden 6 m3 lucht nodig. De in de modelbouw veel gebruikte brandstof voor gloeiplug motoren bestaat voor ca. 80% uit methanol (methylalcohol) met ca. 20% ricinus olie of een synthetische olie die voor de smering zorgt. Aan sommige brandstoffen worden nog additieven als: anti-schuim, anti-roest of nitromethaan toegevoegd. Met uitzondering van nitromethaan zijn dit lage concentraties die voor een verklaring van de werking van een carburateur even buiten beschouwing kunnen worden gelaten. In de carburateur worden brandstof en lucht met zo goed mogelijk met elkaar gemengd en dit mengsel moet over het hele regelbereik zo goed mogelijk in de juiste verhouding zijn. Het mengsel moet daarna fijn gedoseerd in de cilinder terecht komen. De mengverhouding van lucht en brandstof is dus zeer belangrijk en wordt ingesteld met de hoofdsproeiernaald meestal in combinatie met een extra stationaire sproeiernaald voor de brandstof/lucht verhouding bij stationair draaien.

Regeling brandstof/lucht verhouding
Ervan uitgaande dat de werking van de twee- of viertaktmotor bekend is zullen we eerst ingaan op de menging van brandstof en lucht en de werking van de carburateur uitleggen.
Afhankelijk van het gevraagde vermogen heeft een motor meer of minder brandstof en dus ook lucht nodig. Over het gehele vermogensbereik dient de brandstof/luchtverhouding nagenoeg gelijk te zijn. Bij gloeiplugmotoren wordt het vermogen geregeld door de luchttoevoer te variëren. In principe wordt de luchttoevoer “geknepen” om het vermogen te verminderen. Hierbij wordt de luchttoevoeropening meer of minder afgesloten door de luchtschuif. Een carburateur is zodanig gebouwd dat hierbij de brandstof toevoer in gelijke mate wordt verminderd en dat de brandstof/lucht verhouding nagenoeg gelijk blijft. Om dit te kunnen realiseren komt weer de wet van Bernouilli, ja die komen we telkens weer tegen, om de hoek kijken. De aangezogen lucht wordt in de carburateur door een venturi geleid en in de nauwste opening hiervan zit de brandstof toevoer. De lucht wordt nu met grote snelheid door de venturi aangezogen waardoor ter plekke van de brandstof toevoer een onderdruk ontstaat die de brandstof aanzuigt. Deze onderdruk is afhankelijk van de snelheid en dus de hoeveelheid aangezogen lucht.

Opm: De snelheid van de lucht die door de venturi wordt aangezogen is, als gevolg van de op en neer gaande zuigerbeweging, pulserend. De maximum snelheid kan hierdoor oplopen tot wel 100 km/h. Hierdoor wordt een onderdruk van enkele mbars opgewekt Deze druk moet voldoende zijn om de stromingsweerstand van de brandstofleiding en het aanzuigen van de brandstof uit de bodem van de tank kunnen overwinnen.

Dus: als en minder lucht wordt aangezogen zal er ook minder brandstof worden aangezogen en bij een goed geconstrueerde carburateur zal de verhouding nagenoeg gelijk blijven. In de praktijk is dit, met name in het lage gedeelte van het regelbereik, dus bij laag vermogen en stationair draaien niet het geval. De reden hiervoor is dat bij het verdraaien van de luchtschuif de optimale vorm van de venturi verloren gaat.

Dus moeten de twee uiterste sitaties zorgvuldig afgesteld worden. Een afstelling voor het volgasbereik, dus met geheel geopende gasschuif, en een voor het stationaire bereik met bijna gesloten gasschuif. De meeste carburateurs hebben een aparte regelnaald voor het stationaire toerenbereik maar er zijn er waar via een klein schroefje de luchttoevoer voor het stationaire bereik geregeld kan worden. Bij de eerste soort wordt dus de brandstof­toevoer veranderd en blijft de luchttoevoer gelijk, bij de tweede soort wordt de luchttoevoer veranderd en blijft de brandstof toevoer gelijk.
Aansluiting van het brandstoffilter en het drukpunt. Een brandstof filter moet altijd gemonteerd worden. Het voorkomt verstopping van de sproeier door kleine ongerechtigheden in de brandstof. Een druk aansluiting vanaf de uitlaat naar de brandstof tank is veelal aan te raden omdat het de motor in alle vliegsituaties stabiler laat lopen.

Voordat een motor wordt afgesteld moeten enkele belangrijke zaken in ogenschouw worden genomen want als hier iets niet klopt zal deze nooit goed lopen. De brandstoftank moet schoon zijn en de brandstof van goede kwaliteit. De brandstofslang moet voldoen­de doorlaat (dus binnendiameter) hebben zodat de motor voldoende brandstof kan aanzuigen. De brandstofleiding tussen tank en carburateur mag niet lekken zodat er geen luchtbellen worden aangezogen. Ditzelfde geldt voor het slangetje in de tank! De brandstoftank dient zo te worden ingebouwd dat het midden van de tank op gelijke hoogte ligt als de sproeiernaald van de carburateur. Ook kan van een z.g.n. druktank gebruik worden gemaakt. Hierbij wordt tussen een nippel op de uitlaat loopt een slangetje naar de tank aangebracht zodat er door de uitlaatgassen druk wordt opgebouwd in de tank en de brandstof als het ware in de motor wordt gepompt. Bij sterke vliegmanouvres wordt de motorloop hierdoor regelmatiger en veel modelvliegers gebruiken dit systeem, maar het is niet altijd noodzakelijk. Een nadeel is er verbrande olie in de tank wordt gepompt. En die olie komt in de motor, verbrandt weer, komt weer in de motor, verbrandt weer... enz. De keuze voor het al dan niet gebruiken van een druktank ligt aan de kwaliteit van de motor en de precisie van de carburateur. Loopt hij zonder druktank ook goed, gebruik dan geen drukaansluiting.

Arm- en rijk mengsel
Wie met motoren omgaat komt herhaaldelijk de uitdrukkingen arm- of rijk mengsel tegen. Wat wordt hiermee bedoeld? In het voorgaande is reeds uiteen gezet dat brandstof en lucht in een bepaalde verhouding dienen te worden gemengd om een zo goed mogelijke verbranding te krijgen. In de praktijk is altijd meer lucht nodig dan theoretisch, m.a.w. er wordt altijd met een zekere luchtovermaat gedraaid. Voor iedere motor, luchtgesteldheid en toerental is deze luchtovermaat een beetje anders. De kunst is daarom om voor al deze situaties het gunstigste mengsel in te stellen, of anders gezegd: om het brandstof/lucht mengsel armer of rijker aan brandstof te maken. Te veel, maar ook te weinig lucht veroorzaakt vermogensverlies. Het is dus balanceren tussen twee vage grenzen. Dus: bij een arm mengsel is een mengsel met een grote luchtovermaat en een rijk mengsel heeft dus een kleine luchtovermaat.

Opm:

Het gebruik van een brandstoffilter tussen tank en carburateur is een "must".

Terug ...

Afstelprocedure

Basisafstelling
Een nieuwe motor heeft af fabriek een basisafstelling waarmee hij redelijk zal lopen. Dus begin niet meteen aan de sproeiernaalden te draaien. Begin met het controleren van de afstelling van de hoofdsproeier. Hiermee wordt de mengselverhouding lucht en brandstof geregeld. De hoeveelheid brandstof en hoeveelheid lucht moet precies kloppen, anders loopt de motor niet of niet goed. Te veel is niet goed, maar te weinig zeker niet. Bij gloeiplugmotoren zit de smeerolie in de brandstof en als de motor te weinig brandstof krijgt, krijgt hij ook te weinig smeerolie, waardoor te heet kan worden en vast kan lopen, met schade aan zuiger, cilinderwand en drijfstang tot gevolg. De hoofdsproeier mag dus nooit te ver dicht gedraaid worden. Wijzig de instelling telkens met kleine stapjes. Laat de motor daarna even draaien om het resultaat van de wijziging te kunnen beoordelen. Onthoudt de oorspronkelijke stand, zodat deze weer hersteld kan worden.

Het starten gebeurt met bijna gesloten gas­schuif. Maar eerst moet er brandstof aangezogen of ingespoten worden. Open de gasschuif volledig en dek hem af met je vinger. Draai vervolgens de propeller enkele slagen linksom en kijk of de brandstof uit de tank wordt aangezogen. Voel je nattigheid aan je vingertop dan betekent dit dat er voldoende brandstof in de carburateur is gelopen. Hoeveel brandstof er nodig is voor het starten is per motor verschillend. Kleine motoren hebben maar heel weinig nodig, grote iets meer. Hoeveel precies? Dat is een kwestie van ervaring.

Vervolgens wordt de carburateur bijna geheel gesloten, de gloeiplugklem aangesloten en kan de motor worden gestart.

Door rustig aan de propeller te draaien "voel" je op een bepaald moment aan de weerstand of er voldoende compressie is. Dit gevoel is het verschil tussen een wat wringend ronddraaiende of een vrijlopende propeller. Als de propeller langzaam met de hand door zijn BDP (bovenste dode punt) wordt gedraaid, is af en toe een tik te voelen. De propeller wordt teruggeduwd omdat het brandstof/lucht mengsel ontbrandt. Dan is er voldoende brandstof boven de zuiger en moet de motor probleemloos kunnen starten. Als de propeller blokkeert, dus de zuiger niet door het BDP heen krijgt, zit er teveel brandstof boven de zuiger en is de motor "verzopen" en zit de gloeiplug ook vol met brandstof. Nu niet met geweld doorstarten want dan bestaat er de kans op beschadiging van de drijfstang, krukas of erger nog, een verbogen of afgebroken zuigerstang. Probeer het dan niet met geweld maar handel als volgt:

  • Stop de brandstof toevoer, bij voorkeur door de slang te ontkoppelen of af te knijpen
  • Draai de gloeiplug uit de cilinderkop en blaas deze schoon en draai hem wer in de cilinderkop.
  • Draai de propeller een flink aantal keren rond, bij voorkeur met een elektrostarter om cilinder en carter van brandstof te ontdoen.
  • Controleer de stand van de sproeiernaald en/of de positie van de tank (door een te hoog geplaatste tank loopt er vanzelf brandstof naar de carburateur en in het carter) en pas deze zo nodig aan.
  • Monteer de gloeiplug opnieuw.
  • Start de motor opnieuw volgens de hieronder beschreven procedure.

Wil de motor helemaal niet starten en is dat "vrijlopende" gevoel er niet, dan heeft de motor te weinig brandstof en moet meer brandstof worden aangezogen. Als het helemaal niet lukt dan moet de gloeiplug worden gecontroleerd. Deze moet helder oranje tot geel gloeien. Is de plug in orde en start de motor wel maar slaat hij steeds weer af bij het gas­geven dan is de basisafstelling af fabriek niet juist en moet deze zelf worden gevonden.

Opm: Veel gloeiplugmotoren hebben een ABC (Aluminium zuiger, Bronzen zuigerbus, Chromen cilinderwand) loopgarnitur, met een zuiger zonder zuigerveer. Bij het opstarten zal de zuiger het eerst op temperatuur komen en dus ook het eerst uitzetten. Ook als de motor te warm wordt zet de aluminium zuiger sneller uit dan de bronzen zuigerbus en bestaat er kans op vastlopers.
Draai daarom de motor altijd rustig warm en stel de motor nooit te arm af, gebruik altijd een luchtfilter en gebruik schone en verse brandstof wat de levensduur van een motor verlengt.
De meest voorkomende start problemen zijn defecte of slechte gloeiplug, een zwakke accu van de start klem en vooral niet te vergeten een te arm afgestelde motor.
Denk erom, zet altijd eerst de zender aan en dan de ontvanger en nooit alleen de ontvanger want servo's kunnen hierdoor defect raken. Door allerlei signalen in de lucht heb je kans op storing en meestal is dit volgas.

Procedure stationaire loop
Voor het instellen van het stationair toerental is enig motor gevoel en vooral gehoor nodig. Luister goed en beoordeel of het motorgeluid regelmatig is. Een zogenaamd "sonoor" geluid is ideaal. Laat de gasschuif met de knuppel op de zender langzaam dichtlopen met de trim maximaal en luister wat de motor doet. Het toerental neemt af maar de motor moet wel gelijkmatig blijven lopen. Probeer hoever de gasschuif gesloten kan worden zonder dat de motor afslaat . Welke situaties kunnen zich nu voordoen?

A)De motor blijft bij vrijwel gesloten gasschuif smet de trim maximaal tationair lopen.
De
afstelling is juist.

B) Schuif de trim naar minimaal (dicht) en de motor slaat af.
Dit is de ideale combinatie van knuppel en trim instelling waarbij na het landen en taxieen de motor op de zender kan worden uitgezet.

C) De motor begint te sputteren, er sputtert brandstof uit de carburateur, de motor slaat af.
Het stationaire mengsel is te rijk. Draai je de stationaire sproeier enkele tikken naar rechts, het mengsel wordt armer.

D) De motor slaat bij het sluiten van de gasschuif meteen af.
Het stationaire mengsel is te arm. Draai je de stationaire sproeier enkele tikken naar links, het mengsel wordt rijker.

Herhaal de startprocedure totdat je op "A" uit komt. De motor blijft stationair doorlopen. Loopt dit niet goed dan kunnen de volgende situaties voorkomen.

a) De motor loopt stationair maar na enkele seconden loopt het toerental op.
Het mengsel is te arm, draai de stationaire sproeiernaald enkele tikjes naar links totdat je een gelijkmatige motorloop bij gelijkblijvend toerental ontstaat. Doe dit bij lopende motor maar zorg er dan wel voor dat de gasschuif ondanks de weerstand van de regelnaald. in de juiste stand blijft staan. Zet je de motor af en draai de sproeiernaald één tik naar links. Let op: niet proberen bij lopende motor, want anders is er een risico om met de vingers of schroevendraaier tussen de prop te komen en zijn de gevolgen niet te overzien! Begin de startprocedure opnieuw.

b) De motor loopt onregelmatig, sput­tert en het toerental loopt terug.
Het mengsel is te rijk. Draai de stationaire sproeiernaald minuut voor minuut naar rechts totdat je een gelijkmatige motorloop hebt.

c)Overgang naar volgas.
Laat de motor op bedrijfstemperatuur komen en sluit de gasschuif. Open de gasschuif snel naar volgas.

d) De motor gaat zonder haperen over naar volgas.
De afstelling is correct. Herhaal dit een aantal keren.

e) De motor gaat haperend over naar volgas.
Het stationaire mengsel is nog iets te vet. Draai de sproeiernaald een een tikje verder dicht.

f) De motor komt langzaam op toeren.
Het mengsel is nog iets te arm dus draai de sproeiernaald een tikje verder open, het mengsel wordt vetter.

Dit afstellen is een gevoelige zaak, waarbij het er vooral op aankomt om het motorgeluid goed te beoordelen. Verstel de instellingen dus maar tikje voor tikje en laat de motor daarna eerst even lopen voordat er een nieuwe verstelling wordt aangebracht., want anders kom je er nooit uit. Het zal misschien een half uurtje duren maar dan heb je wel een basisafstelling waar weinig aan veranderd hoeft te worden. Bij grote weersveranderingen zal het kunnen voorkomen dat de hoofdsproeiernaald iets versteld moet worden. Dit kan ook nodig zijn bij het gebruik van een andere brandstof of gloeiplug.

Over gloeiplug gesproken.
Als de motor stationair niet goed kan worden afgesteld is het soms mogelijk om de juiste afstelling te vinden met een op de start accu aangesloten gloeiplug. Indien hij dan wel blijft lopen en slaat hij af zonder stroomtoevoer dan moet een andere plug worden gemonteerd. Of dit een hetere-, koudere-, of misschien een brugplug moet worden kan op voorhand niet worden gezegd, want het ligt eraan wat voor plug er al in de motor zit. Gewoon uitproberen dus! De juiste plug is die waarbij de motor stationair met of zonder stroomtoevoer op een gelijk toerental blijft draaien. Kleine motoren hebben liever een koude plug en grote en viertaktmotoren een hete plug.

Nu moet in de praktijk blijken of de motor ook tijdens het vliegen goed blijft lopen. Nadat de motor van het modelvliegtuig is gestart houden we het model met volgas draaiende motor in een hoek van 45 graden met de motor naar boven wijzend. Deze moet nu zonder in toeren terug te vallen door blijven lopen. Loopt het toerental terug dan moet de hoofdsproeiernaald ietsjes vetter worden gedraaid maar wel zo dat als het model horizontaal gehouden wordt de motor niet te vet loopt. Is dit niet mogelijk dan is er iets mis met de brandstoftoevoer. Ligging van de tank? Doorlaat diameter van de brandstofslang? Bij de automotor zullen we de laatste af­stelling tijdens het rijden moeten vinden. De auto moet snel accelereren en op volgas goed blijven doorlopen. Probeer deze afstelling te vinden zonder de carrosserie te monteren. Verdraai de hoofdsproeiernaald stukje bij beetje. Niet teveel ineens. Kom je er met deze handleiding nog niet uit, ga dan op zoek naar een clublid die je kan helpen.

Terug ...

Tien stappen om een motor te starten

  1. Schakel zowel zender als ontvanger in (eerst ontvanger en dan zender).
  2. Open de brandstof sproeier ongeveer 1½ slag. Schakel de gasstrick naar de volgas positie waarbij de luchtinlaat volledig open staat.
  3. Kijk of er brandstof in de leiding zit en zo ja, sluit de luchtinlaat opening af met de vinger. Draai de propeller krachtig rond en kijk of de brandstof door de brandstofslang wordt aangezogen tot in de carburateur. Let op: gewoon draaien en niet slaan! Draai nu de propeller drie keer rond als het niet te warm is en twee keer als de temperatuur boven 20 “C is.
  4. Zonder dat de gloeiplug is aangesloten de propeller met een slaande beweging zes tot acht keer ronddraaien.
  5. Zet de gasstick in de stand “uit” en zet de trim vol open waardoor de inlaat zo ver open staat als met de stationaire stand overeenkomt. De luchtinlaat zal dan ongeveer ¼ open staan.
  6. Sluit de gloeiplug aan en stel de juiste stroom in. Draai de propeller door totdat hij tegen zijn maximale compressiedruk aan zit. Vaak is dan een licht terugslag te voelen omdat er al wat brandstof gaat verbranden. Geef de propeller een stevige zwiep en de motor zal meteen of na een tweede of derde poging starten. Als hij na enkele pogingen niet start ontkoppel dan de gloeiplug, draai de propeller een paar keer rond, sluit de gloeiplug weer aan en probeer het opnieuw.
  7. Als de motor start en het toerental loopt snel op om er vervolgens mee te stoppen draai dan de sproeiernaald een halve slag tegen de klok in om hem verder te openen en probeer het opnieuw. Herhaal dit nog één of twee keer. Als de motor daarna nog niet start controleer dan de gloeiplug,  spanning en stroom.
  8. Als de motor start en er langzaam mee stopt en als er bovendien duidelijk waarneembare rook uit de uitlaat komt, draai dan de sproeiernaald een kwart slag met de klok mee om de brandstof armer (minde brandstof) te maken en herhaal de start. (zie verder ook punt 7)
  9. Als de motor loopt geef dan een beetje gas bij en laat hem minimaal een minuut op temperatuur komen voordat de fijnregeling wordt uitgevoerd. Varieer hierbij tussen stationair en volgas. Pak tenslotte het vliegtuig op en hou deze met volgas onder een hoek van ongeveer 30” met de neus omhoog. De motor moet dan probleemloos door draaien. Loopt het toerental terug dan is er nog te weinig brandstof en moet de sproeiernaald een tikje verder worden geopend. Als deze procedure probleemloos verloopt maak dan de voorbereidingen voor de start. Veel succes!
  10. De meeste motoren zijn moeilijker te starten als ze warm zijn. Om een warme motor te starten moet de brandstof tot aan de carburateur worden aangezogen zonde te choken ( = extra brandstof in de motor zuigen) of te primen (= zonder ontsteking de propeller rond draaien). Geef vervolgens een flinke zwiep ( of gebruik de elektrostarter) aan de propeller en bij een goed ingestelde motor zal deze weer starten
    Terug ...
Motoren in het gebruik. De catalogi van de fabrikanten staan vol met plaatjes van blinkend schone motoren. In het gebruik wordt dat wel anders en soms wordt de motorophanging van een model aangepast. Op de linker foto is de motorophanging van een Charter aangepast door de motor hangend op te hangen. Vaak is het hierdoor nodig om het motel op de kop te plaatsen om de motor goed te kunnen starten. Bij hangende motoren komt het namelijk vaak voor dat de cilinder en de gloeiplug vol brandstof lopen. Bij een goed gepositioneerde tank veroorzaakt het omdraaien van het model geen storing in de brandstof toevoer en blijft de motor gewoon draaien. Rechts een motor die al vele jaren zijn diensten heeft bewezen op een oude Taxi.

Inlopen van motoren

Waarom moeten motoren inlopen? De levensduur van motoren wordt bepaald door het inloopproces, neem daarom voor het inlopen de tijd dan heb je langer plezier van je motor.

Deskundigen laten er geen twijfel over bestaan: alle draaiende en stilstaande onderdelen van een nieuwe motor zijn, wanneer men ze nauwkeurig bekijkt, ruw en oneffen. Daarbij komt nog de vervorming door thermische en mechanische belasting. Het is daarom van belang om voordat optimale prestaties geleverd kunnen worden de verschillende onderdelen eerst even aan elkaar te leren wennen, "inlopen" heet dat in de motoren techniek.

Dit geldt net zo goed voor modelbouwmotoren als voor grote motoren en dus moeten ook deze ook met beleid in gebruik worden genomen, met andere woorden: ze moeten inlopen. De benodigde inloopperiode is afhankelijk van de motor, de te gebruiken brandstof en kan meerdere uren duren. In deze tijd moet de motor in ieder geval met een carburateurinstelling voor een vet mengsel draaien en pas na verloop van tijd kan het maximale van de motor wor­den gevergd. Een motor met een carburateurinstelling voor een vet mengsel kan weliswaar niet het maximale vermogen leveren, maar hij ondervindt er ook geen schade van. Een motor met een instelling voor een niet vet (arm) mengsel kan gemakkelijk oververhit raken en daarbij kan binnen korte tijd aanzienlijke schade ontstaan.
Na de inlooptijd kunnen de motoren normaal worden gebruikt. Ze kunnen dan zonder risico het benodigde hoge vermogen leveren om het vliegtuig te starten en langdurig het vermogen om het vliegtuig in de lucht te houden.

De belangrijkste punten voor het inlopen:

  • Stel bij het begin een laag toerental in en verhoog dit geleidelijk.
  • Gebruik een verhoogd percentage olie of speciale inloopolie.
  • Stel een maximaal vet brandstof/lucht mengsel in waarbij de motor nog juist blijft lopen.
  • Pas korte looptijden met pauzes (elke 3 min) toe.
  • Varieer het toerental tijdens het inlopen.
  • Voor motoren tot ca. 4 cm3 ca. 30 min. inlooptijd
  • Voor motoren vanaf ca. 5 cm3 ca. 45 - 60 min. inloop­tijd.

Laat de motor niet uitsluitend stationair inlopen. Hierdoor komt de motor niet op bedrijfstemperatuur en kunnen de bewegende delen niet onder echte bedrijfscondities op elkaar inslijten. Nieuwe motoren hebben meestal een extra hoge compressie.

Terug ...

De gloeiplug

Functies van een gloeiplug
De gloeiplug heeft tot doel om het verbrandingsproces in de cilinder op het juiste moment te starten en de verbranding optimaal te laten verlopen. De gloeispiraal van een gloeiplug wordt bij de start eerst door de stroom van een accu tot een lichtrode gloed verhit. Het verbrandingsproces begint aan de gloeispiraal. Omdat tijdens het verbrandingsproces ook brandstofsubstanties op de gloeispiraal neer slaan, zorgt dit er ook voor dat na de start en het wegnemen van de accustroom de gloeispiraal blijft gloeien. Hierdoor blijft de gloeispiraal zijn functie vervullen ook nadat de accu stroom is losgekoppeld.

Typen gloeipluggen

Verschillende lengten
Er bestaat onderscheid tussen lange en korte bougies. Bougies met een korte schroefdraad worden in motoren tot ca. 2,5 cm' en de bougies met een lange schroefdraad in motoren vanaf 3,5 cm' gebruikt.

Verschillende warmtegraden

  • Warme bougies voor brandstoffen zonder toevoeging van nitromethaan.
  • Standaard­bougies voor brandstoffen met nitromethaan (ca. 5%).
  • Koude bougies voor brandstoffen met nitromethaan (ca. 10 - 15%)
  • Superbougies' voor brandstoffen met nitromethaan (ca. 15 - 30%).

Verschillende in constructie
Naast de normale, hierboven beschreven constructie kunnen ook nog de zogeheten conische bougies en de smoorbougies worden gebruikt. Conische bougies worden meestal gebruikt in krachtige verbrandings­motoren met bijbehorende interne weerstand. Smoorbougies worden gebruikt, wanneer een betrouwbare onbelaste werking is vereist. Door hun opbouw worden ze ook wel brugbougies genoemd. De metalen brug schermt het onderste deel van de spiraal gedeeltelijk af zodat de bougie tijdens het stationair draaien blijft gloeien.

Waarom raken gloeipluggen defect?

Door motorvibraties. De hete gloeispiraal is gevoeliger voor vibraties dan een koude.
Advies: de motor zo trillingsvrij monteren, bijvoorbeeld in rubbers.

Door oververhitting. Indien nadat de motor is gestart de accu te lang blijft aangesloten kan de gloeispiraal te heet worden en smelten.
Advies: na de start de accu zo snel mogelijk loskoppelen.

Door motorkloppen. Motorkloppen betekent dat de verbranding explosief verloopt waardoor in de cilinder schokgolven optreden en een hoge temperatuur.
Advies: compressie controleren op te hoge druk en juiste brandstof/lucht mengsel instellen.

Door een te hoge accu spanning. Gloeipluggen zijn in het algemeen geschikt voor een spanning tot 2 V.  Advies: controleer de gloeispanning.

Let op de volgende punten bij de keuze van pluggen

Het kiezen van de juiste gloeiplug verbetert de prestaties van de motor en zal de levensduur van de plug en de motor ten goede komen. Let daarom op de volgende punten:

  • Koop kwalitatief goede pluggen.
  • Bewaar de pluggen in een droge omgeving. Vocht kan spiraal en draad aantasten.
  • Kies de plug die het beste bij de motor past. Volg de aanwijzingen van de fabrikant.
  • Volg de inloop procedure.
  • Stel de motor zorgvuldig af. Bij een te magere instelling sneuvelen pluggen snel.
  • Raak de spiraal niet met de vingers aan. De huidsmeer kan deze aantasten.
  • Draai de plug niet te vast aan, motto: “vast is vast”.

Wees er zeker van dat de insteekdiepte van de plug niet te groot is. Een plug die te dicht bij de zuiger komt kan gemakkelijk een te vroege ontsteking veroorzaken waardoor “pingelen”of kloppen” ontstaat.  De plug gaat hierdoor sneller stuk.

Terug ...

Onderhoud

Gloeiplugmotoren hebben niet veel onderhoud nodig. Hou alles schoon en bewaar ze bij een langdurig gebruik in een droge ruimte.

Afterrun olie
Wordt na gebruik via de luchtinlaat in de motor gedruppeld, waarna je de motor een paar slagen rond draait. In de brandstof zitten allerlei bestanddelen (o.a. zuren) waardoor het inwendige van de motor aangetast wordt. Deze afterrunolie voorkomt dat.

Luchtfilter olie
Wordt op het filter gespoten voor je gaat vliegen. Voorkomt dat stof en vuil in de motor gezogen wordt, waardoor de levensduur van de motor aanzienlijk verlengd wordt. Het plaatsen van een luchtfilter is bij een modelvliegtuig niet altijd noodzakelijk. Pas hem wel toe als van een stoffige baan wordt gestart.

Korte literatuurlijst

  • Modellmotoren für Flug-, Schiffs- und Automodelle; ISBN 3-7883-3115-1
  • Viertakt-Modellmotoren; ISBN 3-7883-2185-7
  • Modellmotoren in der Praxis; ISBN 3-7883-2133-4
  • Modellmotoren Technik; 3-7883-2125-3 .

Terug ...


Electro aandrijving

Elektrovliegen

De ontwikkeling van de elektrovliegerij is in een bestek van enkele jaren bij vrijwel alle modelvliegers volwassen en bijzonder populair geworden. Nieuwe aandrijvingstechnieken, de elektronica, lichte accu’s en bouwmaterialen hebben tot voor nog maar enkele jaren geleden onverwachte mogelijkheden doen ontstaan. De modelvlieger zelf is van een bijna ongestoorde uitoefening van z'n hobby verzekert, zonder lawaai of stank van uitlaatgassen. Slechts het weer, en met name de wind, kan de uitoefening van de hobby belemmeren. De elektrovliegerij kan gemakkelijk in de praktijk beoefend worden op een stukje weiland aan de rand, langs een weggetje, parkje of zelfs een parkeerplaats binnen de bebouwde kom, zonder dat iemand door de daarbij horende geluiden lastig wordt gevallen. Ook binnen, in bijvoorbeeld een sporthal of thuis met een helicopter, is de modelvliegerij nu te beoefenen. Hoe sterk de interesse voor de elektrovliegerij is toegenomen in de afgelopen jaren wordt aangegeven door de vele modellen in alle denkbare vormen en maten die momenteel voor een zeer acceptabele prijs op de markt worden aangeboden. De elektrovliegerij heeft zich uiteindelijk waargemaakt als een volwaardige tak in de modelvliegsport en kent een stijgend aantal beoefenaars. Of het nu gaat om snelle stuntmodellen, of hoogwaardige motorzwevers: aan de elektrovliegerij valt echt plezier te beleven! Deze schone en vrijwel geluidloze manier van aandrijving heeft ook iets fascinerends. Wanneer het modelvliegtuig met stilstaande motor op geringe hoogte een bocht maakt blijven de toeschouwers staan om de landing te zien. Ze zullen zich verbazen als dan de motor weer wordt gestart en het model, bijna geleuidloos, weer op eigen kracht onder een steile hoek hogere sferen opzoekt. Daar kan het dan weer met uitgeschakelde motor en ingeklapte propeller in grote bochten op zoek gaan naar de thermiek. Aangekomen in een gebied met een sterke opwaartse stroming kan het zonder verdere aandrijving een lange zweefvlucht kan maken waarna het opnieuw op de motor kan opstijgen voor een volgende zweefvlucht.
De groeiende belangstelling voor elektrovliegerij is beslist niet uitsluitend het gevolg van de algemene tendens tot milieuzorg, of van de strubbelingen die vele modelvliegers met door verbrandingsmotoren aangedreven modellen hebben. Ongetwijfeld dragen de vele voordelen die elektrische aandrijving voor de modelbouwer zelf heeft ook bij aan die belangstelling. Wanneer je op zondagmiddag of op de vakantie bestemming wil vliegen, wellicht met vrouwen kinderen erbij, dan hoef je niet het oude klofje aan te trekken een smoezelige broek en een jasje met rafels aan de mouwen, maar je kunt desnoods je zondagse pak aantrekken, net als de mensen die uit wandelen gaan en ergens in de buurt in een restaurant een kop koffie of een koel glas bier gaan drinken. En dat, zonder dat andere mensen de neus ophalen voor de geur van verbruikte wonderolie.

Cularis, een met een elektromotor aangedreven zwever.

Elektrische energie is een schone brandstof, niet alleen in huis zoals de elektriciteitsbedrijven ons doen geloven, maar bij uitstek voor modelvliegerij. We hebben dan geen last van vette vingers bij het tanken, geen geschonden handen door onwillige verbrandingsmotoren en ook de gereedschapskist met start-accu, brandstof, voor-gloei-apparaat, poetslappen en wat dies meer zij kunnen allemaal thuis blijven.
Je haalt je modelvliegtuig uit de kofferbak, accu en zender aansluiten en de zaak kan de lucht in.

De prestaties van de huidige elektromodellen evenaren die van de modellen met grotere verbrandingsmotoren. Alleen de hele grote modellen zijn nog aangewezen op verbrandingsmotoren.
Het vergt echter bij elektrisch aangedreven modellen wel bijzondere constructiemaatregelen om het vermogen van de elektromotor optimaal te kunnen benutten voor stuwkracht, stijgvermogen en vliegduur.

De ontwikkelingen gaan snel, eigenlijk razend snel. Wie de elektro-vliegerij bedrijft houdt direct contact met de voortschrijdende met de zich in een razend tempo ontwikkelende techniek.

Wie op dat terrein reeds ervaring heeft opgedaan beheerst zonder problemen een elektrisch aangedreven model.

De modelvlieger die zich voor de materie van het elektrovliegen gaat interesseren, doet er goed aan om met een goede elektrozwever te beginnen. Op die manier maakt hij zich moeiteloos vertrouwd met de problemen van de aandrijftechniek, krijgt hij ervaring in het omspringen met accu’s, regelaars en de laadprocessen die bij de hoogwaardige accu’s behoren. Verder maakt hij kennis met de bijzondere gewichts- en maatverhoudingen van de elektromodellen. Met een goede elektrozwever kan men urenlang in de lucht bezig zijn, in de omgeving op zoek gaan naar thermiekgebieden en met plezier het elektro-vliegen oefenen. Voor het besturen van elektro-modellen zijn geen grotere vaardigheden of ervaringen vereist dan voor het besturen van conventionele zwevers of motorvliegtuigen.

Het vliegen met een snel motormodel vraagt al iets meer ervaring. De moderne, krachtige motoren kunnen dergelijke modellen een grote snelheid geven. Door goed uitgekiende roeren zijn ze buitengewoon wendbaar. Dergelijke snelle modellen moeten constant in de gaten gehouden worden om ze onder alle omstandigheden volledig te kunnen beheersen. En dat gelukt de beginneling niet direct. Modelvliegerij met elektro aandrijving vereist, zoals bij elke bijzondere vaardigheid, het doorlopen van een leerproces.

Goed doordachte bouwpakketten voor het model en de aandrijfeenheid vergemakkelijken de instap. We vinden dergelijke bouwpakketten, net zo als de afstandbesturingsapparatuur, in speciaalzaken voor modelbouw of goed gesorteerde speelgoedwinkels. Men kan daar kiezen uit een veelomvattend modelbouwprogramma, en omdat de verkopers veelal zelf modelvliegers zijn krijgt men een vakkundig advies, als men daarom vraagt. Voor de besturing van motorzwevers en met elektromotoren aangedreven modellen is een vier-kanaals-afstandbesturing in het algemeen voldoende. Hiermee kan het hoogteroer en het richtingsroer of ailerons bediend worden. Het derde kanaal wordt benut voor het regelen van het motorvermogen van de elektromotor. Teneinde de mogelijkheden niet van begin af aan te beperken, en ook omdat het prijsverschil niet al te groot is, verdient het aanbeveling om direct een proportionele vier kanaalsbesturing aan te schaffen. Dan hebben we een beetje speelruimte, en zijn we niet gedwongen de besturing met twijfelachtige kunstgrepen uit te breiden als dat nodig mocht blijken.
Elektrische aandrijving van modelvliegtuigen vormt ook voor ervaren modelvliegers een nieuw en interessant gebied. Hier valt weer iets te prutsen, te ontdekken en uit te knobbelen want we staan midden in een veelbelovende ontwikkeling waarvan het einde nog niet in zicht is. En dat bewijst eens te meer dat modelvlieqerij steeds een aantrekkelijke vrijetijdsbesteding blijft, nieuwe inspiratie levert en het zoeken naar nieuwe technieken bevordert.
De elektro-vliegerij is ruimschoots uit de kinderschoen gegroeid en heeft met Zeven-Mijls-Laarzen een dominante plaats verworven. Er zijn intussen talrijke goedwerkende modellen en daarbij passende aandrijfeenheden verkrijgbaar waarmee probleemloos vliegen tot de mogelijkheden behoort. De elektro-vliegerij is interessant, en niet alleen daar waar we met het oog op de omgeving niet met lawaaierige verbrandingsmotoren uit de voeten kunnen, maar net zo goed voor gewoon plezierig vliegen.
De elektro-vliegerij stelt geen bijzondere eisen meer aan de modelvlieger of de zelfbouwer. Slechts wat extra zorg bij het opladen en onderhouden van accu’s is geboden. Het aanschaffen van speciale laadapparatuur is hiervoor wel noodzakelijk. Ook de kostprijs van de uitrusting (motor en regelaar), inmiddels gunstiger geworden, men kan die zonder bezwaar vergelijken met die van een fatsoenlijke verbrandingsmotor en veelal kan het goedkoper zonder aan vliegplezier in te boeten.

Aandrijfsets


Regelingen energievoorziening

Belastbaarheid van het BEC systeem
Omdat bij elektronmodellen voor de aandrijving al een accu wordt gebruikt is het zogenaamde BEC-systeem ontwikkeld waarbij via de regelaar ook de ontvanger en de servo’s uit deze accu van stroom worden voorzien. Dit scheelt een accu en dus gewicht in deze modellen. Echter, het heeft zijn beperkingen.

BEC is de afkorting van  “Batery Eliminated Cirquit”. En zoals de engelse term aangeeft wordt met dit systeem bij elektronmodellen een ontvangeraccu overbodig gemaakt. Het BEC-systeem stelt meestal een spanning van 5 Volt beschikbaar, hoewel de laatste tijd ook systemen met een spanning van 6 V worden aangeboden. Deze spanning van 5 V is historisch ontstaan omdat bij modellen met een brandstof motor voor de stroomverzorging van de ontvanger en servo’s vrijwel altijd vier in serie geschakelde penlights van 1,5 volt werden gebruikt. Onder belasting en met de gebruikelijke verliezen kon dan altijd wel een spanning van 5 Volt aan de ontvanger en de servo’s worden aangeboden.

Bij de huidige meest gebruikte accu’s ligt de spanning hoger dan 5 Volt en moet dus tot deze waarde worden teruggebracht. Dit gebeurt in principe door het niet bruikbare energiedeel om te zetten in warmte. De regelaar wordt daardoor warm en de warmte ontwikkeling wordt groter naarmate er meer energie moet worden omgezet. Dit heeft zijn beperkingen, want de regelaar kan hierdoor te hoog in temperatuur oplopen en daardoor zijn functionaliteit verliezen.

Indien meerdere servo’s aan een regelaar met een BEC-systeem gekoppeld worden moet er dus goed op worden gelet of dit systeem niet wordt overbelast, hetgeen tot het uitvallen van de stroomvoorziening kan leiden waarbij zowel de ontvanger als de servo’s uitvallen en in het ergste geval het model reddeloos verloren is.

De oorzaak van overbelasting is dus dat de spanningsverlaging naar 5 Volt te veel energie moet worden omgezet in warmte die niet door de koelplaat op de regelaar kan worden afgevoerd. Hierdoor kan de regelaar tot een zodanig hoge temperatuur worden opgewarmd dat zijn functie wordt uitgeschakeld door een te hoge temperatuur van de componenten.

Hoeveel stroom trekken nu de servo’s in de praktijk tijdens het vliegen? Het maximum stroomverbruik van alle servo’s bij elkaar is natuurlijk duidelijk, dat haal je uit de catalogus o.i.d. Tel het stroomverbruik van alle servo’s bij elkaar op en je hebt het. Tijdens het vliegen vragen echter niet alle servo’s gelijktijdig het maximum. Er zijn deellast en stilstand periodes. Dan is er nog het stroomverbruik van de ontvanger, maar die is vele malen kleiner dan dat van de servo’s en mag in de meeste gevallen wel worden verwaarloosd, behalve bij de kleine slow- en parkflyers met lichte accu’s van zo rond de 350 mAh. Tijdens het vliegen zullen dus niet alle servo’s continue de maximale stroom vragen, dus die waarde is wat overdreven. Als we ervan uitgaan dat het gemiddelde verbruik de helft is van het maximum en verder dar er een bepaalde gelijktijdigheidsfactor aanwezig is dan kan statistisch worden berekend wat het stroomverbruik tijdens een vliegperiode is. Een goede statistische waarde zou kunnen worden bepaald door de “methode van de som der kwadraten”. Deze methode gaat als volgt: kwadrateer het maximale verbruik van de toegepaste servo’s, tel deze waarden bij elkaar op en trek er vervolgens de wortel uit. Ja, het is even wat rekenwerk, maar het is statistisch aangetoond dat het in dit soort situaties betrouwbare praktische resultaten oplevert.  Onderstaand tabelletje geeft een overzicht van het gemiddelde stroomverbruik van verschillende servo,s en aantallen.

Uitgangspunten voor een rekenvoorbeeld voor de warmteontwikkeling :

Aansluitspanning                     7,4 Volt (= LiPo 2S1P) 
Uitgangsspanning BEC            5 Volt
Stroomverbruik voor vier miniservo’s (+ ontvanger) 500 mA

De om te zetten elektrische energie in warmte: 2,4  x 0,5 = 1,2 Watt. Deze warmte moet via de koelplaat van de regelaar opgenomen en afgevoerd kunnen worden. In dit voorbeeld is uitgegaan van een LiPo accu van 7,4 Volt, maar tegenwoordig worden steeds meer accu’s met drie in serie geschakelde cellen met een spanning van 11,1 Volt toegepast. De om te zetten energie bedraagt dan ongeveer 4 Watt. Dit is in het algemeen meer dan de continue belasting van het BEC systeem van lichte (< 10 A) regelaars voor (borstelloze) motoren gedurende enige tijd kunnen verdragen. Hoe lang dit precies is kan op voorhand niet worden bepaald omdat vele plaatselijke (luchttemperatuur) en constructieve omstandigheden met betrekking tot de koeling hierop van invloed zijn. Een goed advies is om niet op de grens te gaan zitten, want als de BEC het begeeft is zowel de aandrijving als de stuurstroom onderbroken en is het model aan de weergoden overgeleverd en helaas zijn deze een niet meer bestuurbaar model niet zo goed gezind.

Hoe is de praktijk?
 Kan deze waarde in de praktijk worden bevestigd?  Om de berekeningen te controleren is gebruik gemaakt van de “Watts-Up”. Dit is een kleine stroom en verbuiksmeter die als een verlengkabel in de voeding na de accu wordt geplaatst. (zie kader: Wat is de “Watts-Up” ?). Hieruit bleek dat de berekening zoals in de rekentabel worden weergegeven redelijk overeenkomen met de metingen uit een op de grond nagebootste vliegsessie. Wel moet worden opgemerkt dat de vliegstijl het stroomverbruik sterk bepaalt. De berekeningen komen overeen met bijvoorbeeld stevig stunten of een bij veel wind sterk te corrigeren model.

Bij een rustige vliegstijl met minimale bewegingen mag je rustig op 50% van de berekende waarde gaan zitten, maar neem geen onnodig risico! Op de foto is een eenvoudige meetopstelling te zien waar met behulp van de “Watt’s-Up”  de stroomsterkte en het verbruik is gemeten. Om uitsluitend het verbruik van de ontvanger regelaar en servo’s te meten is de motor ontkoppeld

Wat is de “Watt’s-Up” ?
De “Watt’s-Up”is een multifunctionele volt- en ampèremeter geschikt voor het meten en het optimaliseren van elektro aandrijvingen. Door zijn kleine afmetingen en groot meetbereik is hij bijzonder geschikt om in de vliegtuig modelbouw, zowel stationair als vliegend te worden ingezet. Met de “Watt’s-Up” kunnen de volgende waarden worden gemeten: energieverbruik (Wh), kapaciteit (Ah), belasting (W), stroomsterkte (A) en spanning (V). Opgeslagen worden het maximale stroomverbruik  (Ap) en de minimale accuspanning (Vm). De metingen worden uitgevoerd met een frequentie van 2,5 cycli per seconde. Zo lang de “Watt’s-Up” op de accu is aangesloten blijven de maximale en gesommeerde waarden op het display afleesbaar. Door zijn afmetingen van 43x77x20 mm kan hij ook in een niet al te klein model worden ondergebracht om metingen in de praktijk uit te voeren.  Maar wat te doen als de BEC stroom uit de regelaar onvoldoende is? De vliegtuigmodelbouw zou de vliegtuigmodelbouw niet zijn als het daarvoor al geen passende oplossing had. De “BEC BOY”  is een kleine externe stroom verzorging voor de ontvanger met afmetingen van 40x20x10 mm en een gewicht met kabel van 14 gram die eventueel met een splitkabeltje op de aandrijfaccu kan worden aangesloten. Met een jumper kan een spanning van 5 of 6 volt worden ingesteld. De belastbaarheid bedraagt continue 3A met pieken tot 5A.  “Meten is weten” is de bekende leuze uit de research en het is interessant om uit de praktijk gegevens te verzamelen. De “Watt’s-Up”  is hiervoor een uitermate geschikt en betaalbaar apparaatje. Soms bevestigt het wat je verwacht, soms ook niet. Het resultaat is altijd een beter inzicht in de eigenschappen van je model. Uit metingen aan de Twin Star (twee Speed 400; 4 servo’s; regelaar; ontvanger) bleek dat het  stroomverbruik met een piekbelasting van 23 A toch hoger lag dan verwacht. Het is dus maar een weet!

De “Watt’s-Up”  en de “BEC Boy”  worden geleverd door PICHLER Kunststofftechnik GmbH, 84307 Eggenfelden, BRD, www.pichler-modellbau.de , maar ook verschillende andere leveranciers verblijden ons modelbouwers met dit soort meetinstrumentjes.

Wat valt er uit deze redenering te leren?

  • Bij toepassing van twee LiPo’s in serie (2S1P; 7,4 V) en vier lichte servo’s is de kans dat er een BEC probleem zal optreden nauwelijks aanwezig.
  • Bij toepassing van drie LiPo’s in serie (3S1P; 11,1 V) en drie of meer servo’s kan het kritisch worden en is het zaak om goed naar de belastbaarheid van het BEC-systeen en het stroomverbruik te kijken.
  • Bij meer dan drie LiPo’s in serie en meer dan drie servo’s is een gescheiden voeding in het algemeen noodzakelijk.
  • In alle gevallen dient de regelaar voldoende koellucht te worden aangeboden. Bij sommige kunststofmodellen ontbreekt het hieraan nog wel eens. Let er hierbij op dat er zowel een inlaat als een uitlaatopening aanwezig is en dat de uitlaatopening groter moet zijn dan de inlaatopening, dit in verband met het opwarmen van de lucht.

Terug ...


Accu's

Litium Polymeer accu's
Toepassing in de modelvliegsport
Schakeling van LiPo's
Power management
De markt
LiPo's in het gebruik
Wat kan er mis gaan
LiPo termen verklaard
Veiligheids voorschriften
De gevolgen van een brand beperken
Capaciteitsanalyse LiPo's.

Terug ...

Lithium Polymeer accu’s
Wie kon zich in de oertijd van de koolstof-zink en alkaline accu’s voorstellen dat modelvliegtuigen, aangedreven door een elektromotor een vliegtijd van tientallen minuten zouden kunnen halen, dat je er kunstvlucht mee kon uitvoeren en zelfs 3D figuren mee zou kunnen vliegen? Enkele jaren geleden zou je nog voor een duffe dromer worden versleten, nu is het dagelijkse realiteit, dankzij een ware accu revolutie. Met de Nikkel-Cadmiun (Ni-Cd) accu’s begon het elektrovliegen zich te ontwikkelen tot een meer dan volwaardige tak van de modelvliegsport. De Nikkel-metaalhydride (NiMH) accu’s vormden een volgende stap naar realistisch elektrovliegen. Met de Lithium-Polymer (LiPo) en Lithium-Ion (Lion) accu’s is weer een gigantische sprong gemaakt. Lithium-Polymer-accus hebben ten opzichte van NiCd-accu’s een bijna viervoudig grotere energiedichtheid. En zelfs ten opzichte van NiMh-accu’s kan in Lithium-Polymer-accu’s bij een zelfde gewicht drie maal zo veel energie worden opgeslagen. De grafiek maakt duidelijk welk een enorme sprong het specifieke vermogens gewicht (gram per Wattuur) de laatste jaren gemaakt is. Bij de NiCd was nog 21 g/Wh nodig, bij de NiMH liep dit terug tot 15 g/Wh en bij de LiPo is dit nog slechts 5,6 g/Wh. Dit is met het oog op capaciteit en gewicht de nieuwste stand in de accu technologie voor de modelbouw. De LiPo’s daarom bij uitstek de energiebronnen voor modelvliegtuigen geworden. Naast het voordeel van de hoge energiedichtheid hebben ze een lage interne weerstand en een laag stilstandsverlies.

Er is daarom momenteel geen thema in de modelvliegerij dat de ontwikkeling zo sterk beheerst als opkomst van deze op lithium gebaseerde accu’s. Daarnaast heeft zich een geweldige bijna stille revolutie voltrokken op het gebied van elektromotoren en elektronische regelaars. Dit heeft ook een enorme push aan de modelvliegsport en het elektrovliegen in het bijzonder gegeven. Indoormodellen, zwevers, motormodellen, groot of klein, het kan allemaal elektrisch aangedreven worden. Enkele jaren geleden kwam je in de catalogi van de modelbouw fabrikanten nog nauwelijks iets tegen over deze ontwikkelingen, nu is het gemeengoed geworden en de ontwikkeling staat nog lang niet stil.

De ontwikkeling van LiPo’s, die is ontstaan uit de behoefte van lichte en kleine accu’s voor mobieltjes, fototoestellen, laptops e.d., heeft deze voor de modelvliegsport zo interessante ontwikkeling in gang gezet. In de oorspronkelijke toepassingen voor o.a. “mobieltjes” worden de accu’s met slechts geringe stroomsterkten geladen en ontladen en de condities worden continu bewaakt en zichtbaar gemaakt. De eerste toepassing van Li-Po’s in de modelvliegerij lag in het begin dan ook in de lichte aandrijvingen voor shock-, park- en slowflyers.

In de “grote” modelvliegerij ligt de behoefte wezenlijk anders en moeten de accu’s met stroomsterktes worden belast die ver boven hun oorspronkelijke specificaties liggen. De laatste generatie LiPo’s zijn echter al voor korte periodes belastbaar tot 20 x de capaciteit ( C ) en continue tot 15 C en worden daarmee geschikt voor hoog belaste aandrijvingen in zware modellen (F3A) en voor aerobatics. LiPo’s zijn echter kwetsbaar en dienen kundig behandeld te worden.

Terug ...

Toepassing in de modelvliegsport?
Eigenlijk hoeft deze vraag niet meer te worden gesteld, want de LiPo cellen hebben zich in de modelvliegsport binnen enkele jaren al meer dan bewezen. Bekijken we echter de verschillende energiedichtheden dan zien we dat het verschil tussen NiCd’s en NiMH’s interessant, doch relatief gering is t.o.v. de LiPo’s. Bij gelijke capaciteit (C) is het gewicht van een LiPo slechts ongeveer een derde t.o.v zijn voorgangers, m.a.w. bij een gelijk accugewicht kan de vliegtijd drie keer zo lang worden! In de praktijk wordt echter vaak een compromis gesloten tussen opslagcapaciteit en totaal gewicht. Neemt men bijvoorbeeld een Li-Po met een dubbele capaciteit, maar nog beduidend lichter dan de gebruikelijke accu’s dan zal dit het model meerdere voordelen opleveren. Daar het totaalgewicht lager is neemt het stijgvermogen toe, de wendbaarheid over alle assen is te gevolge van de geringere massa ook beter en “last, but not least” de vliegtijd wordt duidelijk langer. En deze combinatie is nu juist waar het ons om gaat!

Ervaren elektrovliegers weten dat door een juiste keuze en afstemming van het gehele aandrijfsysteem wezenlijk betere prestaties mogelijk zijn. In de praktijk zijn bij elektrokunstvlucht met NiMh accu’s met precies afgestemde regelaars, (brushless)-motoren, vertragingen en propellers al vliegtijden van 10 tot 15 minuten per acculading geen uitzondering, waarbij de vliegprestaties niet onderdoen voor modellen met verbrandingsmotoren. Met Li-Po’s en speciale elektromodellen kan dit bij een optimale set oplopen van 20 tot 25 minuten. Bij deze voordelen komt nog de ontwikkeling van de buitenlopers met lage toerentallen waardoor grote en efficiënte propellers kunnen worden toegepast en overige elektronische componenten zoals regelaars. Op nevenstaande foto is de grootte van regelaar en accu te zien in vergelijking met een Euro. De regelaar is zowel geschikt voor NiCd, NiMH als Li-Po’s. Kleiner is nauwelijks mogelijk.

Terug ...

Schakeling van Li-Po’s
Li-Po’s worden in vele capaciteiten geleverd. Voor de lichte modellen zijn zeer kleine en lichte cellen vanaf 350 mAh beschikbaar. Voor grotere modellen zijn momenteel accu packs met een capaciteit tot bijna 5 Ah beschikbaar.

Voor kleine modellen worden veelal accupakketten van 2 of 3 cellen in serieschakeling toegepast. Voor grotere modellen zijn zelf pakketten met 10 in serie geschakelde cellen toegepast.

De gewichtsfactor is bij deze cellen dus van minder belang dan bij NiCd en NiMH cellen waardoor het parallel schakelen van de cellen aantrekkelijker wordt. Hierdoor wordt bovendien de belasting per cel lager, hetgeen voor de levensduur en veiligheid positief is. Voor serie/parallel geschakelde accu pakketten is een code ingevoerd waarbij serieschakeling wordt aangeduid met een S en parallelschakeling met een P. Een 3S2P pakket bestaat in totaal uit zes cellen waarbij drie in serie geschakeld zijn en deze twee de strangen weer parallel staan. Drie spanning van dit pakket bedraagt dan 3 x 3,7 = 11,1 volt en de capaciteit bedraagt het dubbele van een enkele cel.

Terug ...

Power management
Leveren de Li-Po’s alleen maar voordelen op? Wie zei ook weer: “Ieder voordeel heb zijn nadeel”? De Li-Po’s maken hierop geen uitzondering. De risico’s van het gebruik van deze accu’s voor de modelvliegerij zijn hoofdzakelijk te wijten aan de dunne aluminium omhulling die voor het oorspronkelijks gebruiksdoel (handy’s) van groot belang is. Fabrikanten zien nu ook een markt in de modelvliegerij waardoor geleidelijk aan accu’s beschikbaar komen die robuuster zijn. We wachten af!

Een ander nadeel is dat bij de meeste bestaande elektronmodellen het zwaartepunt wordt bepaald door de plaats van de accu. Vervanging van NiCd of NiMH accu’s door de veel lichtere Li-Po’s maakt het vaak onmogelijk het zwaartepunt goed te leggen en moet extra ballast worden toegevoegd waardoor het voordeel deels verloren gaat. Vanwege het oorspronkelijke gebruiksdoel hebben de cellen geen ronde vorm zoals de AA(A)-cellen maar zijn ze plat en bedraagt de spanning 3,7 volt/cel, waardoor een voordien ongebruikelijke spanningsreeks is ontstaan van 3,7 > 7,4 en 11,2 volt.

Het op de juiste wijze laden en ontladen is bij Li-Po’s erg belangrijk omdat bij ondeskundig gebruik brandgevaar aanwezig is. Het laden en ontladen van deze cellen dient daarom ook met speciale laadapparaten te geschieden. De reden is dat de spanningsdip die bij Ni-Cd en in mindere mate van NiMH cellen optreed bij Li-Po cellen niet of nauwelijks aanwezig is. Indien Li-Po cellen worden overladen bouwt zich een zodanig hoge inwendige druk op dat hierdoor de dunne uit aluminium folie bestaande omhulling open springt en de naar buiten lekkende accusubstantie ontsteekt zodra het met de zuurstof uit de lucht reageert. Aanbevolen wordt daarom om speciale laadapparatuur te gebruiken. Verder is het van belang dat bij samengestelde pakketten elke cel tot de juiste spanning wordt opgeladen. Om dit te bereiken worden z.g.n. balancers of equalizers tijdens het laden op de accu´s aangesloten. De foto hiernaast toont een juiste combinatie van lader , balancer en accu. Het bijzondere van deze cellen is dat ze een aparte laadstekker bezitten waarmee met het gebruik van een balancer de spanning van elke cel tijdens het laadproces bewaakt wordt en tijdig (bij 4,3 volt) wordt afgeschakeld. Hiermee wordt bereikt dat bij het ontladen de cellen op een gelijke minimum spanning worden afgeschakeld. Daarom enkele tips bij het laden van deze accu’s:

  • Laad nooit een accu in het model,
  • Geen brandbare materialen in de directe omgeving van de accu bij het laden,
  • Leg tijdens het laden de accu in een niet brandbare houder,
  • Leg na een crash de accu enkele uren weg op een plek waar bij eventueel ontsteken geen brandgevaar dreigt,
  • Gebruik ook tijdens transport een niet brandbare behuizing.

Terug ...

De markt
Wat biedt de markt? Eigenlijk heeft het weinig zin om hier fabrikaten en typen te noemen want  ontwikkeling en marketing gaan zo snel dat alles al weer achterhaald is als dit artikel verschijnt. Om u als geïnteresseerde lezer toch wat bij te praten wordt hieraan in meest algemene zin wat informatie gegeven, maar bedenk dat u voor de aanschaf het beste eerst de hobby-, vakliteratuur of uw leverancier kunt raadplegen. De nieuwste cellen mogen volgens fabrieksspecificaties met 15 tot 20 C worden belast. Onderstaande tabel geeft, afhankelijk van de capaciteit, een overzicht van de mogelijkheden.

Capaciteit

mAh/cel

Gewicht

gram/cel

Max. duurbelasting

640

17

15 C = 10 Ampère

910

23

15 C = 13.6 Ampère

1250

34

15 C = 18.7 Ampère

2000

51

15 C = 30 Ampère

3200

85

20 C = 64 Ampère

Voor shock-, slow- en parkflyers vormen paketten met een capaciteit to 1000 mAh een uitstekende capaciteit/gewicht verhouding en kan voldoende vermogen ontwikkeld worden om er alle mogelijke vliegtechnieken mee uit te voeren. De meeste firma’s hebben inmiddels cellen op de markt gebracht met een capaciteit van enkele Ah en een belastbaarheid van 10 tot 20 C.

Terug ...

LiPo's in gebruik
Zoals al opgemerkt staat de ontwikkeling van de Li-Po cellen voor de modelvliegerij nog in de kinderschoenen, maar gaat het ontwikkelingstempo met zevenmijlslaarzen. Ja, het is bijna een sprookje! De ontwikkelingen zijn dus veel belovend. Nieuwe accu’s zullen in een snel tempo beschikbaar komen voor de elektromodellen, alles in combinatie met efficiënte aandrijvingen en de juiste randapparatuur. Verwacht mag worden dat de nu nog stevige prijzen de komende tijd wel zullen dalen. De modelvliegerij kan optimaal profiteren van deze technologisch hoogwaardige ontwikkeling.

Tot slot nog enkele praktische omgangstips:

  • Kies de combinatie van propeller, motor en accu zodanig dat de stroom bij maximale belasting ca. 70% van de maximaal mogelijke stroom van het accupakket bedraagt.
  • Als de temperatuur onder een graad of vijftien daalt kunnen de cellen in het begin merkbaar minder stroom afgeven. Als onder deze omstandigheden het maximale wordt gevraagd kan dit schade opleveren.
  • De normale bedrijfstemperatuur van de cellen bedraagt 35 tot 45 ‘C. De maximum temperatuur van de cellen mag 60 ‘C niet of slechts heel kort overschrijden.
  • Na gebruik eerst de cellen laten afkoelen voordat ze opnieuw worden geladen.
  • De restcapaciteit van een Li-Po-pack mag niet onder 25% van de totaalcapaciteit dalen.
  • Om de celspanning van de afzonderlijke cellen niet onder de toelaatbare minimum spanning te laten dalen is het gebruik van een “balancer” nodig.
  • De levensduur wordt sterk positief beïnvloedt indien ze worden gebruikt binnen een spanningsvenster van 3,4 – 4,15 V.
  • En vooral: neem alle veiligheidsvoorschriften goed in acht en gebruik kwalitatief goede laad/ontlaadapparatuur.

Als u al deze regeltjes in acht neemt zult u ongetwijfeld veel plezier aan het elektrovliegen beleven! Terug ...

Wat kan er mis gaan?
Er kan brand ontstaan: door 'overladen' (verkeerde lader of laderinstelling, onbalans in de accu, lader gevoed met slechte voeding), een beschadigde accu of individuele cel Iaden en door kortsluiting (inclusief crash schade). Accu’s of individuele cellen kunnen beschadigd geraken door: te diep ontladen (de accu te leeg en/of te heet Ipten worden, ongebalanceerde accu’s ontladen), kortsluiting en crash schade.
De definitie van 'te leeg' of 'overladen' wordt uitgelegd in de Veiligheidsvoorschriften.
Als er brand ontstaat, is dit bijna altijd tijdens het laadproces, uitgezonderd enkele gevallen van brand door directe crash schade. Deze ongelukken zijn bijna altijd toe te wijzen aan menselijke fouten. Deze voorschriften hebben als doel:

A. Informatie te geven over hoe een gevaarlijk laadproces te vermijden is.

B. Richtlijnen te geven hoe schade of verlies te beperken in het geval er toch brand mocht ontstaan.

Terug ...

LiPo termen verklaard

  • 3S1P staat voor een accu met 3 individuele cellen in serie en 1 reeks in parallel. 5S2P staat voor een accu met 5 individuele cellen in serie en 2 reeksen in parallel enzovoort.
  • Individuele cellen in serie dragen bij tot het voltage (V). Voor elke 's' wordt er 3,7 V (nominaal) bij het voltage opgeteld. Individuele cellen in parallel dragen bij tot de capaciteit van de accu (mAh). Waar een '1P' accu een capaciteit heeft van 2500 mAh, zal een '2P' accu een capaciteit hebben van 5000 mAh, een '3P' accu een capaciteit hebben van 7500 mAh enzovoort. Dit is een opbouwmethode die enkel bij Lithium Polymeer accu’s voorkomt (bij NiCd en NiMH accu’s wordt deze 'p' aanduiding weggelaten daar deze altijd 1 p zijn).
  • Bij Lithium Polymeer accu’s met dezelfde individuele cellen zal een 3s2p accu tweemaal zoveel stroom leveren gedurende dezelfde tijdsperiode als een 3S1P accu of dubbel zo lang dezelfde stroom.
  • Een 3s2p accu zal tweemaal zo groot en tweemaal zo zwaar zijn als een 3S1P accu. Omdat er meestal een optimale vermogen/gewicht relatie wordt gezocht, is het aanbevolen om enkel voor een 2 of meer p accu te kiezen indien de gevraagde stroom te hoog is (of de limiet benadert) voor een 1 p accu.
  • "C" is een stroom (in A) die wordt berekend door de capaciteit (in mAh) te delen door 1000. Laad- en ontlaadstromen worden uitgedrukt in veelvouden van C (voorbeeld 1C of 20C). voorbeeld 1: Een accu 2500 mAh, 20C ontlaadstroom, 1C laadstroom). C = 2500/1000 = 2,5 A.
  • De ontlaadstroom bedraagt 20C = 20. x 2,5 A = 50. A. De laadstroom bedraagt 1C = 1 x 2,5 = 2.5 A. (voorbeeld 2: Een accu (800mAh, 30C piekstroom, 2C laadstroom). C = 800/1000 = 0,8 A. De piekstroom bedraagt 30C = 30 x 0.,8 = 24 A. De laadstroom bedraagt 2C = 2 x 0,8 A = 1,6 A).
  • Een hoge C waarde duidt erop dat de accu hoge ontlaadstromen toelaat. De C waarde (meestaI20C) moet echter beschouwd worden als de maximumwaarde voor de accu beschadigd raakt. Net zoals een auto die continu met een maximum toerental rijdt, is een continue belasting van een Lithium Polymeer accu met maximum C geen goede toepassing. De accu zal na verloop van tijd onvermijdelijk schade oplopen.
  • Het nominale voltage van een individuele Lithium Polymeer cel bedraagt 3,7 V. Het praktische voltage kan variëren tussen 4,2 V (volledig geladen) en 3,0. V (minimum toegelaten spanning bij ontlading).
  • Het absoluut maximale voltage per individuele cel, bedraagt 4,25 V. Het Iaden tot een nog hogere spanning is zeer gevaarlijk. 3,0 V is het absoluut minimale voltage per individuele cel. Wanneer de cel belast zo hoog of zo diep ontladen wordt dat hij onder deze spanning komt zal hij oververhitten en schade oplopen.
  • Tijdens het instellen van de laadparameters is vooral het aantal individuele cellen in serie ('s') belangrijk. Een 3S1P moet geladen worden als een "3 cellen" Lithium Polymeer (Li-Po) accu, ook aangeduid als 11,1 V accu (3 x 3,7V) In normale omstandigheden moet de laadstroom beperkt worden tot maximaal 1C (vb een 5000 mAh Iaden met 5 A).
  • De nieuwe 20C accu’s kunnen geladen worden met 2C voor de eerste 90.% van de totale capaciteit mits supervisie en een geschikte lader. Algemeen wordt 1C gezien als de maximale laadstroom. .

Terug ..

De gevolgen van een mogelijke brand beperken
De accu Iaden in een koele geïsoleerde plaats, ver van brandbare en kostbare voorwerpen en vermijd het Iaden terwijl de accu zich in het model bevindt. Indien Iaden in de nabijheid van andere voorwerpen noodzakelijk is, zorg dan voor een poederblusser of een branddeken. Nooit in de wagen Iaden tijdens het rijden omdat brand en de daaruit voortkomende rookontwikkeling ongevallen kunnen veroorzaken. Als de accu een crash meemaakt of warm wordt tijdens het Iaden, leg deze dan op een veilige open plaats ter observatie, nooit in een voertuig, clubhuis, garage of woning. Doe dit ook als een accu of cel opzwelt of warm wordt. Als een accu opzwelt of warm wordt tijdens het Iaden, onmiddellijk loskoppelen en op een veilige plaats leggen ter observatie. Als de draden van de accu per ongeluk kortstondig kortsluiten, leg de accu op een veilige plaats en observeer gedurende 15 minuten. Indien de accu weggegooid moet worden, ontlaad deze dan traag totdat de accu helemaal leeg is alvorens ze weg te gooien zodat er geen gevaar bestaat voor de afvalverwerkingdienst. Gebruik een gloeilamp of leg de accu in zout water om deze traag te ontladen.

Terug ...


Lipo Capaciteits Analyse

Wie kon zich in de oertijd van de koolstof-zink en alkaline batterijen voorstellen dat modelvliegtuigen, aangedreven door een elektromotor een vliegtijd van tientallen minuten zouden kunnen halen; dat je er kunstvlucht mee kon uitvoeren en zelfs 3D figuren mee zou kunnen vliegen? Vijf jaar geleden zou je nog voor een duffe dromer worden versleten, nu is het realiteit dankzij de LiPo en elektronica revolutie. Met de Nikkel-Cadmiun(NiCd) accu’s begon het elektrovliegen zich te ontwikkelen. De Nikkel-metaalhydride (NiMH) accu’s vormden een volgende stap naar realistisch elektrovliegen. Nu wordt weer een gigantische sprong gemaakt met de op lithium gebaseerde accu’s.

De ontwikkeling van LiPo’s, die is ontstaan uit de behoefte van lichte en kleine accu’s voor mobieltjes, fototoestellen, laptops e.d. In deze toepassingen worden accu’s met slechts geringe stroomsterkten geladen en ontladen en de condities worden continu bewaakt en zichtbaar gemaakt. De eerste toepassing van LiPo’s in de modelvliegerij lag in het begin vooral in de lichte aandrijvingen van shock--, park- en slowflyers. In de “grote” modelvliegerij ligt de behoefte wezenlijk anders en worden de accu’s met stroomsterktes belast die ver boven hun oorspronkelijke specificaties liggen. De laatste generatie LiPo’s zijn echter al voor korte periodes belastbaar tot 30 x de capaciteit ( C ) en continue tot 20 C en worden daarmee geschikt voor hoog belaste aandrijvingen in zware modellen of voor aerobatics.

LiPo’s hebben een aanmerkelijk grotere capaciteit dan NiCd en NiMh accu’s. Foto 1. geeft hiervan enkele voorbeelden. De capaciteit per gewichtseenheid is met ongeveer een factor drie toegenomen.

Er is momenteel geen thema in onze sport die de ontwikkeling zo sterk beheerst als deze. Gelijktijdig heeft zich een geweldige bijna stille revolutie voltrokken op het gebied van elektromotoren met bijbehorende elektronica. Deze factoren hebben een enorme push aan de modelvliegsport en het elektrovliegen in het bijzonder gegeven. Indoor-modellen, zwevers, motormodellen, groot of klein, het kan allemaal elektrisch aangedreven worden. Het elektrovliegen is de pamperperiode ontstegen en volwassen geworden.

Wat betekent dit voor de modelvliegsport?
Ervaren elektrovliegers weten dat men door een juiste keuze en afstemming van het gehele aandrijfsysteem bijdraagt aan optimale prestaties. In de praktijk zijn met LiPo’s met precies afgestemde regelaars, (brushless)-motoren, vertragingen en propellers al vliegtijden van 10 tot 20 minuten per acculading zo ongeveer dagelijkse kost, waarbij de vliegprestaties niet onderdoen voor modellen met verbrandingsmotoren. Nu LiPo’s tot de standaard uitrusting van iedere elektrovlieger behoren dringt zich de vraag op: “hoe goed zijn nu die LiPo’s in het dagelijks gebruik?” Het zal duidelijk zijn dat ook LiPo’s niet het eeuwige leven hebben en dat in het gebruik de prestaties terug lopen naar mate ze meer en langer gebruikt worden. Verder is interessant of de specificaties van de leverancier enigermate overeenstemmen met de werkelijkheid. En ten slotte: hoe gevoelig zijn ze voor ongelukjes en “misbruik”. Deze aspecten leken ons interessant genoeg om er eens wat dieper in te duiken, zeker toen de vraag van VP kwam om er een naar te kijken. Dit hebben we gedaan, niet wetend waar we echt aan begonnen! Dus maar een serie accu’s verzameld en aan het meten geslagen.

Onderzoekje
De eerste vraag die we ons stelden was: wat is interessant om te onderzoeken. Wel dat waren veel aspecten, te veel om in één sessie aan te pakken. Bovendien beschikt de modale modelvlieger niet over meet- en registratieapparatuur die voor een diepgaand onderzoek nodig is. Uitgangspunt was dat een elektrovlieger ook moet kunnen nameten wat hier onderzocht is. Het leek daarom interessant om te kijken naar de volgende aspecten:

  • Wat is de capaciteit/gewichtsverhouding onderling en t.o.v. andere accu’s?
  • Wat is de werkelijke capaciteit  ten opzichte van de opgegeven capaciteit?
  • Wat is de nuttige capaciteit?
  • Hoe stabiel is de effectieve capaciteit?
  • Hoe groot is het stilstandverlies?
  • Gevoeligheid voor over of onderschrijding van de spanning?

Vele andere vragen, zoals: temperatuur bij verschillende belastingsgraden (Cmin - Cmax), temperatuur gevoeligheid, maximale duur belasting, etc. zijn zeker ook interessant, doch met de beperkte technische oderzoeksmiddelen en tijd zijn deze aspecten (nog) niet onderzocht.

Overzicht van de LiPo’s die gebruikt (misbruikt) zijn voor het onderzoek.

Onderzoek methode
De onderzochte accu’s zijn zowel gebruikte met een leeftijd van maximaal twee jaar (deze zijn in de tabel met een ster (*) aangegeven) als nieuwe en geven daarmee een gemiddeld beeld van wat een elektrovlieger in huis heeft. Iedere accu is, althans voor zover mogelijk, tien keer geladen en ontladen en de gegevens hiervan zijn geregistreerd en in grafiekvorm weergegeven.

Totaal zijn in het onderzoek ca. 300 metingen verricht die hoofdzakelijk betrekking hadden op de capaciteit van het laden en ontladen. Verder zijn globaal enige randverschijnselen zoals: temperatuur, invloed van de ontlaad capaciteit, aspect vliegen versus testbank, leeftijd-gebruiksduur, e.e.a. Het in detail nagaan van al deze aspecten zou het onderzoekje uit zijn voegen laten springen. Laat ik voorop stellen dat het onderzoek zeker niet aan het niveau van een wetenschappelijk- of technisch verantwoord warenonderzoek appelleert. Het geeft wel enig praktisch inzicht in de gebruikskwaliteit van verschillende LiPo accupakketten.

De metingen hebben in hoofdzaak betrekking op LiPo’s in de range van 500 – 2500 mAh. Slechts één van de onderzochte accu’s had een capaciteit van 5000 mAh. Met de beschikbare laad- en ontlaad capaciteit was het niet mogelijk om binnen het beschikbare tijdsbestek deze in het volledige programma mee te nemen (misschien later).

De gebruikte meetapparatuur is in de modelbouwwereld standaard apparatuur. De accu’s zijn geladen met standaard acculaders met uitlezing van de geladen capaciteit. Om zo dicht mogelijk bij het normale gebruik te blijven zijn de accu’s te ontladen op normale elektromodellen met passende regelaars en motoren. Het ontladen van de accu’s is zowel vliegend als op de testbank uitgevoerd om na te gaan of hierin merkbare verschillen optreden. De belangrijkste reden om gewone modellen te gebruiken is dat de gebruikscapaciteit wordt bepaald door de POS-schakeling (Power Off swich). Dit geeft een duidelijke begrenzing van de onderspanning en voorkomt beschadiging van de accu. Gelet op het snel onder de minimale spanning geraken van de accu indien deze bijvoorbeeld rechtstreeks met een lamp zou worden ontladen kan dit, zoals in de praktijk bleek, heel gemakkelijk tot beschadiging van de accu leiden. Het onderzoek is geen destructief materiaal onderzoek en daarom is naast het feit dat dit een praktische situatie weerspiegelt de beveiliging van de POS-schakeling van de regelaar er als ondergrens van de spanning bij betrokken. Iedere meting heeft een zekere mate van onnauwkeurigheid. Deze zal in dit onderzoek zo rond de twee procent liggen.

Gebruikte apparatuur voor het laden, ontladen, temperatur en toerental meting. Boven: de Bantam Li-Polymeer Balance Charger BC5; midden: de Watts-up en de Multiplex MX 8120.DC Watt Meter voor het meten van o.m. spanning, stroomsterkte en capaciteit. Onder links: toerental meter RC 200 van ELV-electronic AG (Conrad); rechts: infrarood temperatuur meter. 

Resultaten
LiPo’s ontlenen hun gebruik in de modelvliegerij aan de gunstige capaciteit/gewicht verhouding. Niemand zal hieraan twijfelen, maat hoe ligt dit voor de accu’s onderling? In Grafiek 1 is een vergelijking gemaakt. Hieruit blijkt dat er nogal wat verschil in zit. In het gunstigste geval is dit 20 mAh/gram en in het slechtste 10 mAh/gram. Voor de kleine accu’s moet hierbij worden bedacht dat bedrading, stekker en verpakking een relatief groot aandeel in het totale gewicht heeft t.o.v. de zwaardere.

In eerste instantie is de werkelijke capaciteit vergeleken met de specificatie. Grafiek 2 geeft hiervan de resultaten. De met een ster (*) aangegeven accu’s zijn tussen 1 en 2 jaar oud de overige zijn nieuw. Gemiddeld ligt de capaciteit op 91%, voor de “oude” is dit 82.3% en de “nieuwe” 95.8%. Enkele accu’s leveren zelfs nog een ietsje meer dan de aangegeven capaciteit, maar e.e.a. ligt binnen de meetnauwkeurigheid. Algemeen wordt aangegeven dat bij iedere lading-/ontladigscyclus ca. 0,2% aan capaciteit verloren gaat hetgeen hiermee wordt aangetoond. De VP 85431 ligt relatief laag, doch hierbij moet worden opgemerkt dat deze waarde betrekking heeft op slechts één meting. Verder blijkt dat de oude accu’s door gebruik en door de tand des tijds een redelijk (= niet exceptioneel) te verwachten capaciteitsverlies hebben geleden.

Een belangrijk gegeven is ook de verhouding tussen verbruikte capaciteit en de geladen capaciteit (de recovery factor), met andere woorden: hoe efficiënt werkt de accu. Dit is in grafiek 3. weergegeven. Het resultaat laat zien dat de accu’s in redelijke mate teruggeven van wat er in gaat. Een uitbijter vormt de Graupner Best.nr. 7625.2 die zou aangeven dat er meer uit komt dan er in gaat! De oorzaak hiervan is dat deze in de meetserie bij één van de tests een hele korte tijd iets onder de minimum spanning was geraakt, maar zich na die tijd enigszins herstelde. Helaas kon de gespecificeerde capaciteit nooit meer worden gehaald.

Iedere accu heeft 10 cycli, althans zolang er geen problemen optraden, doorgemaakt. De resultaten van het ontladen zijn in Grafiek 4 weergegeven. Hieruit blijkt dat de capaciteit redelijk behouden blijft. Door het herhaald laden en ontladen (>10x) zou een verlies van ongeveer 2% verwacht mogen worden. Vastgesteld kan worden dat de nieuwe accu’s (Diamond, VP 423048+803496 en Robbe uit  het Parabolic pakket) een zeer laag verlies aangeven. De metingen aan de Graupner 703050 (Bell 47G heli) is na zes cycli afgebroken na een foutieve oplading.

Conclusies en aanvullende opmerkingen
De  capaciteit/gewicht verhouding verschilt onderling met ongeveer een factor twee. Bij de kleine accu’s ligt dit het laagst.

  • De werkelijke capaciteit ligt in het algemeen lager dan de gespecificeerde waarde, doch redelijk binnen aanvaardbare marges.
  • De recoveryfactor (ontlading/lading) is goed.
  • Het verlies aan capaciteit na laden en ontladen bedraagt globaal 0,2%, hetgeen redelijk overeenkomt met de theoretisch voorspelde en uit de literatuur bekende waarde.
  • Hoewel niet uitvoerig gemeten bedraagt het stilstandsverlies ongeveer 0,5 tot 1% per 24 uur.
  • nder de testcondities met ca. 50% van de maximale ontladingscapaciteit bedroeg de accu temperatuur ca. 40’C. De kleine accu’s konden op volle capaciteit (ca. 20 C) worden belast waarbij te temperatuur opliep tot 60’C.
  • Bij kleine accu’s kan, nadat deze door de POS zijn uitgeschakeld, door het stroomverbruik van ontvanger en servo’s, de spanning snel onder de minimum spanning dalen. De accu kan hierdoor beschadigd of zelfs onbruikbaar worden.
  • Behandel de LiPo’s volgens het gebruik voorschrift, anders ……. .

Veiligheidsvoorschriften

Met Lithium Polymeer altijd:

  • een correcte lader gebruiken die ontworpen is voor Li-Po (verplicht).
  • nakijken dat de multifunctionele lader in LiPo modus werkt alvorens te Iaden (zeer belangrijk).
  • een gestabiliseerde voeding gebruiken om je lader te voeden (geen autoaccu).
  • het correcte aantal cellen in serie 's' van je accu ingeven in de lader.
  • het label op de accu nalezen die het aantal cellen in serie bevestigt (''charge as 3 cell'').
  • de accu voorzichtig behandelen en transporteren om beschadiging, vervorming of kortsluiting te vermijden met andere objecten.
  • de accu volledig ontkoppelen van de regelaar na gebruik om te diep ontladen te vermijden.
  • de connectors correct isoleren om kortsluiting tijdens opslag en vervoer te vermijden.
  • de accu controleren op fysieke en elektrische schade alvorens te Iaden of ontladen.

Met een Lithyum Polimeer accu nooit:

  • Toelaten dat een individuele cel geladen wordt tot een voltage dat hoger ligt dan 4,25 V (definitie van overladen).
  • Het totale aantal individuele cellen in een accu {voorbeeld: 6 cellen in een 3S2P accu) verwarren met het aantal cellen in serie 'S' tijdens het Iaden (3 voor een 3S2P accu).
  • Een accu Iaden met een laadstroom hoger dan 1C tenzij met een speciale laxder en continu bewaking van het laadproces. Kies een lader instelling van maximum 1C voor een accu. Voorbeeld: 3,2 A voor een 3200 mAh accu; 0,8 A voor een 800 mAh accu.
  • Ongelijke accu’s in serie Iaden (verschil in cellen qua type, capaciteit, of,laadtoestand (+/- 0,03 V per cel)). Indien er twijfel bestaat, is apart Iaden altijd aangewezen.
  • Toelaten dat een accu wordt ontladen tot een voltage dat lager is dan 3,0 V per individuele cel (gebruik een regelaar met een Li-Po-safe functie, vlieg niet te lang en land onmiddellijk als het vermogen afneemt (te diep ontladen leidt tot oververhitten en interne schade).
  • De accu blootstellen aan hitte of langdurige verwarming.
  • Een accu Iaden die beschadigde of opgezwollen cellen bevat.
  • Het laadproces voortzetten indien de accu gedeeltelijk of volledig opwarmt (Li-Po accu’s moeten koel blijven tijdens het laadproces). 
  • Een accu Iaden die een voltage heeft dat lager ligt dan de grens van 3,0 V per individuele cel.
  • De accu Iaden zonder toezicht, altijd alert blijven en het laadproces volgen.
Ook als je fouten maakt mag je dit ruiterlijk toegeven, want bij zoveel metingen gaat er natuurlijk wel eens iets fout. Voor het koffiedrinken nog snel even een nieuwe accu opladen. Instellingen wijzigen en dan op naar de koffie met Groninger succadekoek. Tijdens het koffiedrinken nog even een telefoontje en een mailtje versturen en, o ja!, die accu zal al wel vol zijn. Wat een schrik en hij is danig van vorm veranderd. Oorzaak was al snel duidelijk: in de haast een verkeerde instelling (NiMh) gekozen en het staat nog zo duidelijk op de sticker. Foutje, bedankt!

Terug ...

contact | © 2016