Combustibles
para los modelos de diésel de compresión variable
Los
llamados motores diesel utilizados en el modelado en realidad no
son verdaderos motores diésel, ya que no tienen un sistema
de inyección de combustible pero funcionan exactamente como
un motor de dos tiempos de tamaño completo, la única
diferencia es que dependen únicamente de la compresión
-generado calor para ignición. Por lo tanto, se caracterizan
más correctamente como motores de dos tiempos de encendido
por compresión (¡o cuatro tiempos según Enya
!) En lugar de "motores diesel". Sin embargo, el último
término se ha aplicado universalmente durante tanto tiempo
ahora que se ha unido irrevocablemente a estos pequeños motores,
¡ciertamente no tengo la intención de desafiar esa
convención!
Dicho
esto, quizás valga la pena hacer un viaje lateral en este
punto para recordar los esfuerzos pioneros de Gustav Eisfeld en
Alemania. A partir de 1937, un año antes de la aparición
de los motores ETHA en Suiza, Eisfeld comenzó a experimentar
con verdaderos motores diesel adecuados para el uso de modelos de
aviones. Antes de fines de 1937, tenía un modelo diesel de
15 cc que funcionaba con éxito con una bomba de combustible
ajustable de alta presión, un inyector de combustible en
miniatura y una relación de compresión de 22: 1. Para
1942, había perfeccionado su diseño hasta el punto
de que un verdadero diesel de 3.7 cc adecuado para aviones modelo
se estaba probando sucesivamente. Todas estas unidades operaban
con combustible diesel de carretera convencional (DERV).
Sin
embargo, eso fue todo lo posible: en este punto, la impracticabilidad
técnica de fabricar el equipo de inyección en miniatura
ultra preciso requerido en cantidad obligó a Eisfeld a volver
a la disposición más familiar y mucho más simple
equipada con carburador en sus modelos de producción. Aun
así, había demostrado ampliamente la viabilidad de
construir verdaderos diésel en miniatura. Sin embargo, el
desafío técnico de fabricar sistemas de inyectores
a escala de modelo sigue siendo tan desalentador hoy como lo era
en aquel entonces. Por lo tanto, todos nuestros motores "diésel"
modelo son en realidad unidades de combustión interna equipadas
con carburador convencionales que simplemente utilizan ignición
por compresión en lugar de alguna forma de fuente de ignición
puntual (bujía o bujía incandescente).
Todos
los motores de dos tiempos (y los motores modelo de cuatro tiempos)
requieren dos elementos clave en su combustible: el combustible
base que se quema en el cilindro y proporciona la potencia, y un
componente de lubricación. Los modelos diesel no son diferentes,
pero requieren algunos componentes adicionales únicamente
para ayudar al proceso de encendido.
Antes
de entrar en los detalles del modelo de combustible diesel, deseo
agregar una fuerte palabra de precaución. ¡ NO recomiendo
que los modeladores intenten mezclar sus propios combustibles diesel!
Lo hago yo mismo, pero esa es una decisión personal que no
afecta a nadie más que a mí mismo. Esa decisión
se toma a la luz de una comprensión integral de los materiales
involucrados y sus riesgos asociados. Cualquier persona que se sienta
tentada a intentar mezclar su propio combustible debe estar igualmente
bien informado antes de tomar cualquier decisión de proceder.
Tal decisión debe ser tomada por completo bajo su propia
responsabilidad en la plena luz de un claro entendimiento y aceptación
consciente de los peligros.
En
el momento de la redacción de este documento (mediados de
2015), los buenos modelos de combustibles diesel siguen estando
disponibles comercialmente en varios países, en algunos casos
preparados para fórmulas específicas del cliente.
Los materiales involucrados son peligrosos de manejar y potencialmente
perjudiciales para su salud. Además, algunos de ellos son
sustancias restringidas, por lo que son una molestia para conseguir.
Finalmente, el costo de tales combustibles premezclados es a menudo
menor que el de la elaboración casera. Por lo tanto, es mejor
dejar la mezcla de combustible a los profesionales si esa opción
está abierta para usted .........
Eso
sí, esta situación puede no durar. Las restricciones
cada vez mayores sobre la disponibilidad de una serie de ingredientes
primarios de los combustibles de motor modelo (éter, aceite
de ricino y más recientemente nitrometano) pueden hacer que
algunos de los proveedores comerciales abandonen el campo. La abrumadora
adopción mundial de la tecnología eléctrica
sin escobillas también está impulsando esa tendencia
al reducir en gran medida la demanda de combustibles para motores
modelo I / C, lo que hace que esa línea de negocio sea progresivamente
menos viable económicamente. A medida que más proveedores
de combustible abandonen, muchos de nosotros nos quedaremos solos
.........
Mi
propósito aquí es estrictamente proporcionar una comprensión
de los roles de los diversos componentes del modelo de combustible
diesel para que los modeladores puedan apreciar lo que está
sucediendo en sus motores y tomar decisiones informadas sobre la
idoneidad de una mezcla de combustible dada para su uso en esos
motores. Cualquier persona que desee considerar mezclar su propio
combustible debe leer y comprender el siguiente material en su totalidad
antes de tomar tal decisión.
Antes
de sumergirnos en el tema de las formulaciones actuales para modelos
diesel, en realidad es bastante instructivo echar un vistazo rápido
y ver cómo llegamos aquí. Apéndice II del innovador
libro " Model Diesels " de DJ Laidlaw-Dickson de finales
de 1946"(reproducido a la izquierda) proporciona un excelente
resumen de la gama de mezclas de combustible diesel modelo que luego
recomendaron los fabricantes de dichos motores. Aunque el éter
ya era reconocido como un componente esencial de cualquier combustible
diesel modelo práctico, la gama de combustible base sugerido
los componentes pasaron del naftaleno a través de la trementina
a la gasolina común (gasolina). El queroseno (o parafina,
si lo prefiere) era notable por su ausencia en la mayoría
de las mezclas; su papel se vio en ese momento como limitado a reducir
la tendencia bien reconocida del éter a detona (¡o
golpea, si eres un británico!). La gasolina común
(gasolina) era el combustible base más comúnmente
recomendado. Probablemente era un traspaso de los días de
encendido por chispa. Con un par de excepciones, el aceite de ricino
también fue un notable ausente de esta tabla.Esto también
fue probablemente un traspaso de la operación de encendido
por chispa, en el que el aceite mineral SAE 70 había sido
durante mucho tiempo el estándar aceptado, como sigue siendo
hoy.
Finalmente,
ninguna de las mezclas recomendadas por los fabricantes mencionados
incluía ningún mejorador de ignición como el
nitrato de amilo. Esto es quizás un poco extraño,
ya que la investigación publicada realizada por Lawrence
Sparey y otros miembros del personal de la revista " Aeromodeller
" ya había identificado al nitrato de etilo como un
eficaz mejorador de la ignición. Sin embargo, el uso de nitratos
orgánicos para este propósito aparentemente aún
no se había filtrado a los fabricantes.
A
fines de la década de 1940, esto había cambiado, en
gran parte como resultado del rápido desarrollo de diseños
de motores de válvula rotativa que eran capaces de velocidades
de operación mucho más altas que sus predecesores
de puerto lateral. El queroseno se había convertido en el
combustible base estándar, mientras que el aceite de ricino
se había convertido en el lubricante de elección.
Ambos materiales conservan su prominencia hoy. Sin embargo, el paso
más importante hacia adelante fue la adopción general
del uso de un pequeño porcentaje de un mejorador de ignición
como el nitrato de amilo. Esto mejoró enormemente las características
de carrera, particularmente a altas velocidades. Más de su
función a continuación ................
Por
lo tanto, en 1950, la formulación básica de combustible
diesel que todavía se usa hoy en día se había
establecido bien. Es hora de analizar las características
y la función de los diversos materiales involucrados. En
resumen, un modelo típico de combustible diesel tiene cuatro
ingredientes principales, que se discutirán a su vez.
Queroseno
(también conocido como parafina) , que es el combustible
base y es el principal ingrediente productor de energía (equivalente
a la gasolina en su herbicida);
Aceite
, que realiza las funciones de lubricación, sellado y purga
(ver más abajo);
El
éter , que tiene la función de reducir la temperatura
requerida para que ocurra la ignición espontánea en
el cilindro en ausencia de una fuente de ignición puntual,
también actúa como un solvente para mantener todos
los componentes en solución; y
Un
mejorador de encendido , que reduce el tiempo de retraso para que
comience el encendido cuando se alcanza la temperatura de autoencendido.
Veamos
cada uno de estos con más detalle.
Queroseno
El
queroseno es en realidad una forma refinada del combustible diesel
utilizado en vehículos de carretera de tamaño completo,
por lo tanto, tiene propiedades de ignición y combustión
muy similares. De hecho, el combustible diesel de carretera se puede
utilizar con bastante éxito como combustible base en los
modelos diesel. Sin embargo, el queroseno tiene un aroma menos "aceitoso"
y se quema más limpiamente que el combustible diesel de carretera,
por lo que es más adecuado para el uso del modelo. Tiene
un valor calorífico relativamente alto (la cantidad de energía
liberada por una cantidad determinada quemada) y una temperatura
de autoignición relativamente baja (la temperatura a la que
se autoinflama espontáneamente sin ninguna fuente de llama
iniciadora). Ambas características lo convierten en un muy
buen combustible base para los modelos diesel. Sin embargo, su temperatura
de autoignición (alrededor de 220 grados C) sigue siendo
demasiado alta para que la manejen nuestros dos tiempos en miniatura,
El
lector Leonard Poon de Nueva Zelanda se ha puesto en contacto conmigo
para informarme que ha estado utilizando combustible biodiésel
producido localmente como un reemplazo del 100% del contenido de
queroseno en sus combustibles diésel modelo de fabricación
casera. No me sorprende, después de todo, el queroseno tiene
características de combustión muy similares a las
del combustible diésel de carretera normal, y el biodiésel
está destinado a ser utilizado como combustible sustituto
en los mismos motores diésel de tamaño completo sin
modificaciones. Si pudiera encontrar una fuente local, lo probaría
yo mismo.
Leonard
me dice que el combustible biodiésel que usa como sustituto
del queroseno se produce localmente a partir de una base de aceite
de cocina usado. Además del pequeño beneficio medioambiental,
una gran ventaja de usar este material es el hecho de que después
hay muy poco olor a escape en el motor: ¡nada de ese olor
a "diesel quemado" al que las personas menos comprensivas
a veces se oponen! Creo que vale la pena intentarlo si puedes encontrar
una fuente local.
¿Cuánto
queroseno puede o debe usarse? Cuanto más queroseno hay en
la mezcla, mayor es el potencial de potencia del combustible, pero
más queroseno significa inevitablemente menos éter.
En algún momento, te encuentras en una situación en
la que los beneficios de energía extra se vuelven subsidiarios
de las dificultades iniciales resultantes y los mayores requisitos
de compresión. Entre el 40% y el 45% parece ser el rango
óptimo basado en mis muchos años de experiencia.
Petróleo
Existe
mucha controversia sobre el mejor tipo de aceite para usar en modelos
diesel y, de hecho, en motores modelo en general. He discutido este
tema con gran detalle en un artículo separado sobre Lubricantes
para motores modelo que se encuentra en otro lugar de este sitio
web. En consecuencia, me limitaré en este artículo
a un breve resumen.
Es
un hecho que a menudo se pasa por alto que el aceite en un modelo
de motor tiene tres funciones operativas, no solo una. El primero
y más obvio de estos es la lubricación del motor tanto
en condiciones de arranque como de trabajo. Sin embargo, la segunda
función del aceite es igualmente importante: también
tiene que proporcionar una película de suficiente viscosidad
para llenar los espacios microscópicos entre las partes móviles
y así proporcionar un sello de gas junto con su función
de lubricación primaria. Como no hay anillos de pistón
en un modelo de pistón diesel, es el aceite el que sella.
El hecho de que se diluya con los otros ingredientes del combustible
tiene un efecto inhibidor sobre su capacidad para hacer esto, un
punto que debe tenerse en cuenta al seleccionar un aceite para este
servicio.
En
tercer lugar, el funcionamiento de un motor resulta invariablemente
en la generación continua de partículas microscópicas,
tanto metálicas como relacionadas con la combustión.
El aceite es el único componente del combustible que, en
teoría, no se quema, siendo expulsado en una corriente constante
fuera del escape mientras el motor está funcionando. Al hacerlo,
elimina las partículas del interior del motor, purgándolas
continuamente del sistema y evitando cualquier acumulación.
Un aceite que se quema más fácilmente es menos efectivo
en este papel que uno que no se quema fácilmente.
Un
problema de conservación no operacional surge del hecho de
que todos los demás componentes del combustible se queman
mientras el motor funciona, en algunos casos dejando residuos corrosivos.
El aceite es el componente residual primario cuando el motor se
detiene. Por lo tanto, también debe protegerse contra la
corrosión postoperatoria.
Al
considerar el papel del aceite en el cumplimiento de los dos primeros
requisitos establecidos anteriormente, debemos tener en cuenta que
las relaciones de compresión muy altas a las que funcionan
los modelos diesel (en comparación con los motores de bujía
incandescente o de encendido por chispa) se combinan con sus más
" características de ignición explosivas para
crear presiones de gas significativamente más altas, particularmente
alrededor del punto muerto superior. Esto a su vez impone cargas
mucho mayores sobre los rodamientos y otras superficies de desgaste,
imponiendo demandas sustancialmente mayores sobre el aceite como
lubricante de alta presión y como sellador. ¡Un modelo
diesel es una prueba real de cualquier lubricante!
Teniendo
en cuenta todos los requisitos anteriores, no tengo la menor duda
de que el aceite de ricino sigue siendo, con mucho, el lubricante
más efectivo para cualquier modelo diesel. Como lubricante,
tiene una resistencia de película incomparable tanto en frío
como en caliente. También mantiene una viscosidad adecuada
para fines de sellado en todo momento, incluso a altas temperaturas
cuando se diluye con otros ingredientes de combustible. No se quema
fácilmente, por lo tanto, realiza su función de purga
de manera muy efectiva. Finalmente, es un excelente inhibidor de
corrosión: ¡ nunca encontrarás óxido
debajo de toda esa gomosa!
Ya
puedo escuchar los argumentos vehementes de los fabricantes de petróleo,
mezcladores de combustible e incluso algunos usuarios a favor de
los aceites sintéticos. Sin embargo, la prueba radica tanto
en la evidencia científica como en las experiencias cotidianas
de los usuarios de diesel a largo plazo como yo. De hecho, mis colegas
y yo hemos experimentado extensamente con mezclas de base sintética
de última generación, experimentando una variedad
de problemas que van desde el arranque difícil hasta el desgaste
rápido del motor hasta el sobrecalentamiento del motor e
incluso la incautación. Mi consejo: ¡adhiérase
firmemente al aceite de ricino y no acepte ningún sustituto!
Si desea saber más sobre mis razones para mantener esta vista,
consulte mi artículo de lubricación mencionado anteriormente.
Para
ser adecuado para fines de lubricación del motor modelo,
aceite de ricino tiene que ser de la variedad 100% prensado en frío
puro. En mi experiencia personal, la versión altamente refinada
del aceite de ricino vendido con fines medicinales es de idoneidad
algo cuestionable. Mi único experimento extendido con dicho
lubricante terminó mal, y posteriormente evité usarlo
o recomendarlo.
Dicho
esto, el lector Leonard Poon de Nueva Zelanda ha desafiado mis puntos
de vista, afirmando que ha estado usando el "Aceite de ricino
BP" medicinal con total satisfacción en su diesel PAW
y Sharma. Leonard también señala que los propios PAW
recomiendan el uso de "Aceite de ricino medicinal" en
los folletos suministrados con sus motores actuales. Quizás
todo depende del producto en particular que use ........ Puede que
lo intente de nuevo alguna vez, usando un motor "prescindible".
Debido
al susto de Ricin , el aceite de ricino específicamente destinado
a propósitos de motor modelo se ha vuelto mucho más
difícil de conseguir en los últimos años (una
vez más, los usuarios legítimos pagan por los delitos
menores del conjunto criminal). Afortunadamente, el aceite de ricino
prensado en frío 100% puro adecuado está fácilmente
disponible (por ahora, al menos) en las tiendas naturistas y de
belleza, donde se vende como acondicionador de la piel. Cuesta un
poco más que el petróleo que antes se vendía
en las tiendas de pasatiempos, pero los resultados valen la pena.
En
cuanto al contenido de aceite deseable, la larga experiencia muestra
que para la mayoría de los propósitos, alrededor del
25% parece representar el mejor compromiso entre los requisitos
de lubricación y sellado. Más de esto parece innecesario;
de hecho, un aumento adicional en el contenido de aceite reducirá
el potencial de generación de energía de una cantidad
dada de combustible al desplazar los componentes generadores de
energía de la mezcla. Sin embargo, mucho menos que esto parece
afectar la vida útil del motor a largo plazo. Los bajos contenidos
de aceite también dan lugar a problemas de sellado cada vez
mayores a medida que los motores se desgastan más, particularmente
en los motores diesel utilizados para fines tales como el combate
de cosecha donde la ingestión de suciedad es una realidad.
Dicho
esto, es justo señalar que cuando el rendimiento máximo
y la economía de combustible son criterios primarios (como
en las carreras en equipo), el contenido de aceite puede reducirse
considerablemente por debajo de la cifra del 25% para permitir la
inclusión de componentes generadores de energía adicionales
. Un diésel de carrera en equipo bien ajustado y cuidadosamente
instalado brindará varias horas de alto rendimiento en una
mezcla con tan bajo contenido de aceite antes de que el desgaste
comience a crear problemas de sellado. Una mayor tasa de desgaste
es el precio a pagar por un mayor rendimiento y una mejor economía
de combustible. ¡No puedes tenerlo todo!
Una
posible dificultad con el aceite de ricino es que es insoluble en
queroseno. ¡Esto impediría su uso en motores diesel
modelo si no fuera por el hecho afortunado de que tanto el aceite
de ricino como el queroseno son mutuamente solubles en éter!
De ahí, en parte, la razón de nuestro próximo
ingrediente.
Éter
El
éter (o, más propiamente, el éter dietílico,
para darle su nombre completo) tiene una serie de propiedades que
se combinan para convertirlo en un componente esencial del modelo
de combustible diesel. En primer lugar y lo más importante,
tiene una temperatura de autoignición extremadamente baja,
la temperatura a la que se encenderá espontáneamente
en ausencia de cualquier fuente de ignición. La cifra de
alrededor de 160 grados. C para éter es significativamente
menor que la temperatura correspondiente de 220 grados. C para queroseno.
Por lo tanto, un combustible que contiene éter funcionará
a relaciones de compresión significativamente más
bajas que uno que consista en queroseno puro o aceite diesel de
carretera. Los beneficios en términos de facilidad de arranque
y manejo del estrés del motor deberían ser obvios.
Dicho
esto, debe admitirse que los modelos diesel se han ejecutado con
éxito con combustibles sin éter. De hecho, en lugares
como Noruega en tiempos de guerra, donde los pioneros como Jan David-Andersen
estaban llevando a cabo experimentos iniciales con modelos diesel,
se utilizaron combustibles sin éter por necesidad, ya que
el éter simplemente no estaba disponible. También
ha habido una serie de ensayos exitosos en tiempos más recientes.
Sin embargo, tales combustibles requieren una relación de
compresión significativamente más alta, lo que genera
tensiones indebidas en los componentes del motor al tiempo que aumenta
las pérdidas de potencia de bombeo y crea desafíos
de arranque. Mucho mejor seguir agregando el éter ...........
El
segundo gran beneficio de usar éter es el hecho de que tiene
un rango inusualmente amplio de límites explosivos, es decir,
el rango de porcentajes de vapor de éter en el aire que se
encenderá y arderá. Para el éter, el rango
es entre 1.9% y 36% de vapor en el aire, mucho más amplio
que la mayoría de los otros componentes de combustible. Para
darle una idea, el rango comparable para el queroseno es de 0.7%
a 5%, ni mucho menos al éter. Esto significa que un combustible
a base de éter se encenderá en una gama muy amplia
de mezclas de combustible como se establece en la válvula
de aguja. La flexibilidad resultante es algo muy bueno en términos
de operación del modelo diesel.
El
tercer atributo extremadamente positivo del éter requiere
una discusión preliminar. Es un hecho muy poco apreciado
que los motores de combustión interna de dos tiempos refrigerados
por aire en realidad no están refrigerados por aire, ¡están
refrigerados por combustible! A medida que el combustible se atomiza
en el carburador, se mueve directamente del estado líquido
al vapor. Al hacerlo, extrae calor del aire entrante y lo enfría.
La medida en que lo hace está determinada por una propiedad
del combustible llamada calor latente de vaporización. Para
un componente de combustible dado, esta es la cantidad de energía
absorbida por una cantidad dada de ese componente al cambiar del
estado líquido al vapor.
¡Como
resultado del proceso de atomización en el carburador, la
mezcla de combustible que ingresa al cárter desde la barra
de rociado es realmente genial! Como esta mezcla gira en el cárter
y luego sube por el bypass al cilindro, tiene el efecto de enfriar
el interior del motor. Este efecto es al menos tan importante como
el enfriamiento por aire proporcionado por la camisa del cilindro
con aletas, probablemente más, de hecho, ya que el área
de superficie expuesta a este efecto de enfriamiento interno es
mayor y el medio de enfriamiento es mucho más frío
que el aire ambiente. Más importante aún, el efecto
no se limita al cilindro superior. El pistón en particular
se beneficia enormemente, ya que este es el único proceso
de enfriamiento al que está directamente expuesto. Un motor
de dos tiempos se sobrecalentaría y agarrotaría rápidamente
si no fuera por este efecto de enfriamiento interno.
Fue
por esta razón que hace años, cuando estaba compitiendo
con motocicletas Bultaco de dos tiempos refrigeradas por aire en
carreras de carretera, siempre volaba para obtener las temperaturas
óptimas del motor en lugar de la potencia total. Puede que
haya sacrificado la extraña potencia, ¡pero la fiabilidad
de estas "granadas de mano españolas" en mis manos
era legendaria! Para terminar primero, primero tienes que terminar
……………
En
el caso de nuestros motores diesel modelo, el éter tiene
un calor latente de vaporización relativamente alto . En
particular, la cifra estándar para éter de 377 Kj
/ kg es 50% más alta que la cifra correspondiente para queroseno
(251 Kj / kg). Esto significa que el contenido de éter en
el combustible mejora considerablemente la capacidad del combustible
para enfriar el flujo de aire entrante y, por lo tanto, enfría
internamente el motor. El éter juega un papel clave en el
control de las temperaturas de funcionamiento del motor.
Cuarto
y finalmente, el éter es un excelente solvente. Dado que
el aceite de ricino es insoluble en queroseno, se requiere un solvente
para permitir que los ingredientes del combustible se mezclen. El
éter cumple esa función a la perfección. Bastante
conveniente en general, ¿eh?
Sin
embargo, en este punto las ventajas terminan. Es importante comprender
que, por todas sus cualidades deseables expuestas anteriormente,
el éter es un malcombustible diesel por derecho propio. Tiene
un valor calorífico más bajo que el queroseno que
desplaza, liberando solo 43,000 kilojulios de energía por
kilogramo (Kj / kg) en comparación con 46,200 Kj / kg para
el queroseno. En consecuencia, contribuye menos al potencial de
generación de energía del combustible. Más
problemático, tiende a detonar (explotar) de forma impredecible
en lugar de autoencenderse de manera suave y limpia. Dado que la
detonación coloca enormes cargas de choque en los componentes
del motor, es una condición que debe evitarse a toda costa.
Por estas razones, la cantidad de éter utilizada en un combustible
dado no debe ser mayor que la requerida para permitir que el éter
cumpla sus funciones de reducción de compresión y
solvente.
En
resumen, las únicas funciones del éter en un modelo
diesel son; para reducir la temperatura a la que comenzará
la ignición de la mezcla de combustible (y, por lo tanto,
reducir la cantidad de compresión requerida para arrancar
y funcionar); para ayudar en el enfriamiento interno del motor;
y para mantener todos los ingredientes del combustible en solución.
¡Necesitamos usar suficiente éter para cumplir con
estos requisitos y no más !
El
éter es extremadamente inflamable, tiene un punto de inflamación
de -40 grados. C. El punto de inflamación de un líquido
es la temperatura más baja a la que puede vaporizarse para
formar una mezcla inflamable en el aire . La baja cifra de éter
confirma que puede hacer esto a cualquier temperatura a la que es
probable que se use como componente del combustible modelo del motor.
Por consiguiente, ni el éter puro ni combustible diesel mezclado
deben nunca ser manejados en cualquier lugar cerca de una fuente
de ignición externa de cualquier tipo. De hecho, es altamente
no es seguro almacenar éter o combustible en un refrigerador,
ya que los refrigeradores se configuran a temperaturas muy superiores
al punto de inflamación del éter de -40 grados. C
y además tienen una fuente de ignición potencial en
forma de interruptor que activa la luz interior cuando abre la puerta
del refrigerador. Algunas personas han descubierto esto de la manera
difícil ........
El
éter también es extremadamente volátil, por
lo tanto, se evapora fácilmente. En consecuencia, el combustible
diesel modelo siempre debe mantenerse en un contenedor de metal
bien sellado, excepto cuando se transfiere a un contenedor de campo
o al modelo. Finalmente, el éter es altamente reactivo, por
lo tanto, es un excelente solvente. Pronto aprenderá esto
si intenta construir un modelo de núcleo de espuma para su
motor diesel y no lo prueba a prueba de combustible, ¡es el
éter el que disuelve rápida y eficientemente su precioso
núcleo de espuma!
Una
característica del éter que a menudo se pasa por alto,
pero que puede matar a los incautos , es el hecho de que puede formar
peróxidos altamente inestables si se expone a la luz durante
un período de tiempo prolongado. Por lo tanto, el éter
directo y el combustible diesel mixto deben almacenarse únicamente
en recipientes metálicos bien sellados en un lugar fresco
y oscuro . La tendencia a formar peróxidos se reduce significativamente
una vez que el éter está en solución con los
otros ingredientes del combustible diesel, pero el peligro sigue
ahí independientemente.
En
términos de la proporción de éter que debe
incorporarse en un modelo de combustible diesel, vale la pena señalar
que los pioneros mencionados al comienzo de este artículo
fueron bastante correctos al creer que el contenido de queroseno
en un modelo de combustible diesel reduce en gran medida la tendencia
de éter para detonar. En consecuencia, tenemos un margen
de maniobra para jugar. La larga experiencia muestra que entre 25%
y 30% de éter parece ser el rango óptimo para la mayoría
de las aplicaciones. Las mezclas en el extremo superior de este
rango son ventajosas porque contienen cierta tolerancia para la
inevitable evaporación de parte del éter a medida
que se usa el combustible.
La
única excepción a esta regla general es en el caso
de motores diesel muy pequeños, aquellos de 0.5 cc (0.030
cuin.) De desplazamiento o menos. Dichos motores parecen requerir
un mayor contenido de éter que sus primos más grandes:
una cifra del 35% o incluso del 40% no es infrecuente para obtener
los mejores resultados con estas pequeñas gemas. El contenido
de queroseno se reduce para dejar espacio para el extra, ya que
el contenido de aceite debe permanecer sin cambios.
Cualquiera
que esté considerando mezclar su propio combustible (un procedimiento
que NO recomiendo a otros) descubrirá rápidamente
que, como en el caso del aceite de ricino, las actividades de la
subcultura criminal han infringido una vez más la libertad
de los usuarios legítimos para obtener éter. . En
los últimos años, la disponibilidad inmediata de este
material se ha visto cada vez más comprometida, en gran parte
debido a su uso como solvente en la fabricación de drogas
ilícitas como la metanfetamina cristalina. La fuente más
accesible en la actualidad es el "fluido de arranque"
automotriz disponible en muchas tiendas de suministros para automóviles
o equipos pesados. Las mejores calidades de este material tienen
un alto contenido de éter en el rango de más del 60%,
siendo la mayor parte del equilibrio heptano en la mayoría
de los casos.
El
heptano es en realidad un miembro de la familia del éter
en un sentido químico, aunque tiene una temperatura de autoignición
algo más alta (204 ° C en lugar de 160 ° C para el
éter). Sin embargo, sus características de combustión
son mucho más cercanas a las del éter que a las del
queroseno, ya que tiende a arder más "explosivamente"
que el queroseno. En cualquier caso, la presencia de una proporción
de heptano en la mezcla no parece afectar en gran medida el rendimiento
de un combustible diesel basado en ninguno de los dos, siempre y
cuando el éter predomina.
¡Es
importante darse cuenta de que no todos los fluidos iniciales son
iguales! De hecho, algunos (como el producto australiano apropiadamente
llamado " Start, Ya Bastard! ") Tienen contenidos relativamente
bajos en el rango del 25%, por lo tanto, no son adecuados para nuestro
propósito. El mejor con diferencia parece ser el fluido de
partida John Deere, que es 80% de éter en peso. Una parte
de la balanza es un lubricante de cilindro superior, que no parece
alterar las cosas de manera significativa. También he tenido
buenos resultados con Gunk Liquid Fire, que tiene un contenido de
éter garantizado de al menos 60%, siendo gran parte del equilibrio
heptano y solo una fracción muy pequeña de lubricante
del cilindro superior que puede ignorarse al mezclar. En la práctica,
las indicaciones son que Liquid Fire es efectivamente alrededor
del 70% de éter.
Cuando
uso el fluido de partida John Deere, lo hago sobre la base de que
es esencialmente éter puro, ignorando el contenido del 20%
de ingredientes adicionales. No tengo en cuenta esos ingredientes,
simplemente uso el líquido de partida en la misma proporción
que lo haría con el éter puro. Sin embargo, cuando
uso fluidos de partida que tienen un contenido de éter más
bajo, tengo en cuenta los ingredientes adicionales. Utilizando Gunk
Liquid Fire, por ejemplo, mido el volumen extraído de la
lata y multiplico ese volumen por 0.7, teniendo en cuenta la presencia
de 30% de contenido sin éter. El volumen obtenido después
del cálculo se toma como el volumen de éter que realmente
puede representar.
Luego
baso el balance de mi mezcla en el volumen representativo de éter
derivado de mi cálculo. El volumen real de fluido de partida
es, por supuesto, un 30% mayor, pero lo permito al reducir el contenido
de queroseno para dar la proporción correcta de éter
a los otros ingredientes combustibles. Esto está bien, porque
el heptano que reemplaza al queroseno desplazado tiene propiedades
de combustión ampliamente similares, incluido un valor calorífico
casi idéntico. Luego agrego el aceite y el mejorador de ignición
(ver abajo) y estoy listo. El combustible fabricado de esta manera
funciona de manera completamente satisfactoria para la mayoría
de los propósitos.
A
modo de ejemplo, aquí están los cálculos para
un lote de combustible hecho a mis especificaciones habituales para
el combate diésel vintage usando Gunk Liquid Fire:
Volumen
de líquido de partida extraído de una lata = 250 ml
(típicamente)
250
x 0,7 = 175 ml. Este es el volumen de éter puro que representa
la lata. El saldo de 75 ml será principalmente heptano. Para
fines prácticos, esa es la suposición que haremos.
El factor 0.7, por supuesto, variará con diferentes formulaciones
de fluidos iniciales.
Quiero
que el contenido de éter puro sea el 30% del volumen total
de este lote de combustible. Por lo tanto, el volumen total de combustible
que estoy haciendo será 175 x 100/30 = 583 ml.
Quiero
que el contenido de aceite de este combustible sea del 25%. Por
lo tanto, el volumen de aceite a utilizar será 583 x 0.25
= 145 ml en cifras redondas.
Quiero
que mi combustible tenga un mejorador de ignición del 3%
(ver más abajo). El volumen de mejorador de ignición
requerido será, por lo tanto, 583 x 0.03 = 17 ml (redondeando
la cifra)
Adición
de los volúmenes calculados de todos los componentes del
combustible que no sean queroseno: 175 ml de éter + 75 ml.
heptano + 145 ml. aceite + 17 ml mejorador = 412 ml.
Como
queremos un volumen de combustible final de 583 ml, tenemos que
completar la mezcla agregando 583 - 412 = 171 ml de queroseno.
En
mi experiencia personal, los lotes de combustible mezclados sobre
esta base utilizando Gunk Liquid Fire funcionan de manera completamente
satisfactoria. Las diferentes formulaciones de fluidos de partida
requerirán el uso de un factor diferente para calcular el
equivalente de éter puro (paso 2 anterior), pero los principios
siguen siendo los mismos.
El
líquido de partida se vende en una lata de aerosol, y mi
propio método de extracción para mezclar en casa es
muy simple. Comienzo sosteniendo la lata boca abajo y presionando
el botón de rociado para abrir la válvula. La presión
se purga mientras el contenido líquido permanece en su lugar
dentro de la lata. Este proceso debe repetirse varias veces con
una pausa entre intentos, ya que parte del contenido consiste en
gases disueltos que tardan en salir del éter.
Una
vez que la presión se ha aliviado por completo y las presiones
repetidas no producen más silbidos, tomo un abrelatas de
camping de punta afilada (del tipo con una cuchilla triangular en
un extremo) y hago un pequeño orificio en la base del despresurizado.
Lata de aerosol. Esto libera cualquier presión restante en
el sistema. Luego corté una segunda abertura más grande
en el lado opuesto a través del cual se puede drenar el contenido
en cualquier recipiente que se use para mezclar los ingredientes
del combustible. ¡No hace falta decir que hago esto al aire
libre, lejos de cualquier fuente de ignición! También
uso guantes gruesos y protección facial, por si acaso ...............
Tenga
en cuenta que al proporcionar esta información, NO recomiendo
que otros intenten mezclar su propio combustible utilizando dichos
materiales o métodos. En particular, NO afirmo que esta sea
necesariamente una técnica segura, ni recomiendo que nadie
más la use con preferencia a ningún otro método
de extracción (o ninguno). Por el contrario, deseo declarar
muy claramente para el registro que la aplicación de tales
técnicas es potencialmente MUY PELIGROSA y podría
provocar lesiones o incluso la muerte. El enfoque descrito me ha
funcionado bien hasta ahora, ¡y todavía estoy aquí
para demostrarlo! Otros pueden o no desear probar esta técnica
ellos mismos; de ser así, es COMPLETAMENTE a su propia discreción
y bajo su propio riesgo, basado en un claro entendimiento de que
el empleo de tales procedimientos podría ocasionar lesiones
o la muerte. ¡Has sido precavido! Descargo de responsabilidad
de fin de responsabilidad …….
Mejorador
de encendido
Este
es el único componente que se acerca al ámbito de
la "magia negra" en términos de tecnología
de combustible diesel modelo. Es un componente relativamente menor
que tiene el efecto de reducir el tiempo de retraso para que comience
la ignición una vez que se alcanza la temperatura de autoignición
del combustible (la temperatura requerida para que se produzca la
ignición espontánea en ausencia de cualquier fuente
de ignición). Se dice que los combustibles con tiempos de
retardo de ignición reducidos tienen índices de cetano
mejorados.
El
problema del retardo de ignición es poco apreciado por los
usuarios actuales de diésel modelo. Como se mencionó
anteriormente, el éter tiene una temperatura de autoignición
de solo 160 grados Celsius. Sin embargo, cuando se alcanza esa temperatura
en el cilindro, el éter no se enciende inmediatamente; hay
un tiempo de retraso corto pero no medible entre el logro de la
temperatura requerida y el comienzo real de la ignición,
tiempo durante el cual, por supuesto, el pistón continúa
para levantarse contra la compresión. El resultado de esto
es que para lograr un tiempo de encendido dado, la compresión
debe establecerse en un nivel ligeramente más alto que el
requerido teóricamente para alcanzar la temperatura de autoignición
del combustible. A medida que aumenta la velocidad, la cantidad
de compresión adicional requerida aumenta naturalmente.
La
presencia de un mejorador de ignición reduce el tiempo de
retardo de ignición de manera apreciable, lo que contribuye
a un tiempo de ignición más preciso junto con características
de combustión mejoradas. Como resultado, el rendimiento a
alta velocidad mejora enormemente, un efecto que el usuario del
motor puede medir fácilmente. Además de esto, la evidencia
más fácilmente observable de la reducción en
el tiempo de retardo de ignición que surge del uso de un
mejorador de ignición es la reducción que acompaña
a los requisitos de compresión para arrancar y funcionar,
lo que a su vez reduce las pérdidas de energía de
bombeo y las tensiones en el trabajo componentes.
Sin
embargo, como suele ser el caso, hay que pagar un precio por estos
efectos positivos. La adición de un mejorador de ignición
tiende a hacer que el motor funcione más caliente, por lo
tanto, tiene una mayor tendencia a ceder cuando alcanza la temperatura
máxima de funcionamiento. Por esta razón, solo se
requiere un pequeño porcentaje de mejorador de ignición;
demasiado de ese componente causa sobrecalentamiento, flacidez y
funcionamiento errático.
A
velocidades más altas, los beneficios de usar un mejorador
de ignición superan claramente cualquier detrimento, pero
este no es necesariamente el caso a velocidades más bajas,
como aquellas en las que normalmente operan los motores diesel de
puerto lateral de la era pionera. A velocidades de hasta (digamos)
alrededor de 8,000 rpm, el problema del retraso de ignición
es mucho menos problemático que a velocidades más
altas porque de todos modos todo sucede a una velocidad reducida.
Evitar el pandeo después del calentamiento se convierte en
primordial en tal caso. En consecuencia, a menudo se encontrará
que un combustible directo sin un mejorador de ignición producirá
resultados superiores con un diesel de puerto lateral de baja velocidad
que una mezcla más potente con algún mejorador.
En
general, los materiales utilizados para este propósito son
nitratos o nitritos orgánicos. Los mejoradores de ignición
más utilizados en el pasado han sido el nitrato de amilo
(principalmente en América del Norte desde la década
de 1970), el nitrito de amilo y el nitrato de isopropilo (utilizado
comúnmente en Europa en las últimas décadas).
Todas estas sustancias son materiales semi-explosivos altamente
volátiles que requieren un manejo muy respetuoso en su estado
puro. Sin embargo, se vuelven relativamente estables una vez en
solución con otros ingredientes de combustible.
Aquí
algunos graves comentario de precaución s están en
orden. El nitrato de amilo es extremadamente dañino si se
ingiere o inhala, hasta el punto de que una sobreexposición
severa puede provocar lesiones o la muerte. La irritación
de los ojos y la piel suele ser consecuencia del contacto. La inhalación
causa irritación significativa de los pulmones y el sistema
respiratorio.
El
material alternativo de nitrito de amilo es extremadamente peligroso
desde el punto de vista de la salud: se usa como un estimulante
del corazón en la medicina, pero puede matarlo si se usa
incorrectamente. ¡Varios usuarios "recreativos"
lo han descubierto por las malas! El material es un vasodilatador
coronario, de ahí su aplicación médica. Sin
embargo, si se usa incorrectamente, puede causar un ritmo cardíaco
demasiado elevado, dolor de cabeza y mareos, junto con una fuerte
disminución de la presión arterial con la consiguiente
pérdida de la conciencia. También puede causar metahemoglobinemia.,
que afecta la capacidad del torrente sanguíneo para entregar
oxígeno a los tejidos del cuerpo. Se caracteriza por mareos,
somnolencia, dolor de cabeza, dificultad para respirar, cianosis
(decoloración azulada de la piel debido a la oxigenación
deficiente de la sangre), frecuencia cardíaca rápida,
pérdida del conocimiento y, en última instancia, la
muerte. ¡No son cosas buenas con las que perder el tiempo!
Una
alternativa aparentemente menos dañina que actualmente está
disponible (2015) en América del Norte es el aditivo Amsoil
Cetane Boost para combustibles diesel de tamaño completo.
Este es 100% de nitrato de octilo, que funciona tan bien como la
variedad de amilo. Está disponible comercialmente en los
distribuidores locales de Amsoil.
Como
se mencionó anteriormente, los beneficios de estos mejoradores
son más marcados en el primer porcentaje de la mezcla. Después
de eso, cantidades adicionales tienden a causar un funcionamiento
errático, sobrecalentamiento excesivo y flacidez después
del calentamiento. Aproximadamente 2½ parece óptimo
para nitrato de amilo y nitrato de octilo, y alrededor del 2% para
nitrato de iso-propilo. Por encima de estos porcentajes, las desventajas
mencionadas anteriormente comienzan a aparecer.
¡Una
de las desventajas de ser un usuario de diesel es "el olor"!
Nos encanta a los usuarios de diesel, ¡pero a otros no! En
realidad, gran parte de esto es causado por el nitrato de amilo
o nitrito en el combustible. El nitrato de iso-propilo no crea en
ningún lugar el mismo problema "aromático",
por lo que es una pena que no parezca estar disponible generalmente
para los mezcladores norteamericanos. Si alguna vez va a Gran Bretaña
para volar sus motores diesel, pruebe algunos de sus combustibles
a base de iso-propilo, ¡se sorprenderá gratamente!
Bueno,
ahí está! Eso es lo que aprendí sobre los modelos
de combustible diesel en los últimos 55 años más
o menos (¡sí, soy tan viejo!). Mi mezcla básica
para el combate diesel de nostalgia es:
Queroseno
- 42.5%
Éter
- 30%
Aceite
de ricino - 25%
Nitrato
de octilo - 2.5%
En
la mezcla anterior, las mediciones directas muestran que un diésel
bien fragmentado y calentado normalmente funcionará a relaciones
de compresión de alrededor de 17 o 18 a 1, ¡bastante
manejable! Si necesita usar mucho más que esto, ¡es
probable que haya algo mal con su combustible! En climas extremadamente
calurosos, encuentro que la adición de un pequeño
porcentaje adicional de aceite de ricino a la mezcla anterior puede
hacer maravillas por su consistencia y confiabilidad. También
ayuda a arrancar un motor desgastado al mejorar el sello del pistón.
Este es el único ajuste que necesito hacer: la mezcla anterior
generalmente funciona bien en el rango completo de condiciones que
generalmente encontramos en nuestra área geográfica.
Para
los motores diesel realmente pequeños, como el DC Bambi 0.15
cc o el K Hawk 0.196 cc visto a la izquierda, encuentro que un poco
más de éter realmente ayuda a comenzar. Un poco de
aceite extra también parece estar justificado, tanto para
proteger las piezas pequeñas del desgaste como para promover
un sello de compresión realmente bueno. Mi mezcla estándar
para Bambi y miniaturas similares es:
Queroseno
- 27.5%
Éter
- 40%
Aceite
de ricino - 30%
Nitrato
de octilo - 2.5%
Finalmente,
para los motores diésel de puerto lateral antiguos que funcionan
a velocidades inferiores a 8,000 rpm, generalmente uso un combustible
sin nitrato directo con mucho aceite:
Queroseno
- 35%
Éter
- 35%
Aceite
de ricino - 30%
En
tales motores, se puede usar un aceite mineral pesado (SAE 60 o
SAE 70) en lugar de aceite de ricino.
Espero
que la información anterior lo ayude a seleccionar la mejor
mezcla de combustible para sus propias necesidades. Buen vuelo!
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Artículo
© Adrian C. Duncan, Coquitlam, Columbia Británica, Canadá
Primero
publicado en junio de 2015
