Miscele e olii...un po di chiarezza!

[Tornado65]

Ciao a tutti
Sono un modellista dal 1985 e dopo essermi dedicato per molti anni all’aeromodellismo, mi sono avvicinato successivamente agli elicotteri ed ultimamente alle macchine. Attualmente posseggo una G4S, un Savage X 4.6 e una Kyosho Inferno US Sport Buggy.
Per gli aerei e gli elicotteri mi sono sempre preparato le miscele in casa ed avendo la stessa necessità per le auto ultimamente ho fatto un giro su vari forum per cercare di documentarmi sulle percentuali e sulle composizioni da utilizzare. Risultato…regna una confusione della mad***a!!
Per questo motivo vorrei fare chiarezza su molte inesattezze lette qua e la cercando di dare un valido contributo a chi interessato in questa materia….
Passiamo ad analizzare pertanto le caratteristiche dei vari componenti:

OLIO: E’ il componente essenziale per il motore che in base alle sue caratteristiche evita che il motore grippi. Ne esistono di varie tipologie, ricino, semisintetico e sintetico che differiscono notevolmente come caratteristiche meccaniche e termiche.
Olio di ricino: contrariamente a quanto si possa immaginare è il miglior lubrificante per i nostri motori, infatti produce un velo protettivo fra le parti in movimento che resiste anche a temperature e regimi elevatissimi (oltre 40.000), purtroppo il rovescio della medaglia è che l’impiego di questa tipologia di lubrificante comporti la formazione di incrostazioni carboniose sulla testa del pistone, sulle luci di scarico e nella marmitta oltre a richiedere una pulizia frequente del motore.
Negli ultimi tempi, è stato sviluppato da una casa americana un olio di ricino raffinatissimo, erroneamente chiamato “olio di fagiolo” il quale, oltre ad avere proprietà lubrificanti di gran lunga superiori al comune olio di ricino ha la caratteristica di non avere al termine della combustione incrostazioni o morchie in quanto totalmente privo di residui gommosi.
Olii sintetici: ne esistono diversi tipi che in primis differiscono per il loro grado di durezza (lgs. densità) ed hanno il vantaggio di bruciare completamente durante la combustione, quindi il loro impiego a parità di percentuale rispetto al ricino restituiscono un rendimento superiore del motore oltre a una quasi totale assenza di sporcizia sulle fusoliere o sulle carrozzerie di olio incombusto. Punto dolente di queste tipologie di lubrificanti è quello di non digerire molto anzi quasi affatto temperature e numero di giri elevati poiché oltre certi limiti il film protettivo si rompe con conseguente grippaggio del motore. Normalmente possono essere impiegati allo stato puro su motori 4T o motori 2T non esageratamente spinti (lgs. max 15.000-16.000 g/m). Il loro utilizzo viene di solito accompagnato da molti modellisti con l’aggiunta di un 3-4% di olio di ricino al avriare delle percentuali di nitrometano e alla temperatura esterna. Ideale per i motori 4T proprio per l’assenza di morchie e residui che comportano lo smontaggio del motore per pulizia.
Olii semisintetici: sono il compromesso fra le prestazioni offerte dall’olio di ricino e dall’olio sintetico. Proprio da questo ne deriva il nome che rappresenta una miscela formata da vari percentuali di olio sintetico e olio di ricino. Resistono normalmente fino a 25.000 g/m e sopportano ottimamente le alte temperature.
NITROMETANO: Trattasi di un ossidante. Contrariamente a quanto da molti affermato, non contribuisce al raffreddamento del motore, anzi, proprio perché durante il processo termico produce ossigeno, migliora notevolmente la combustione del metanolo aumentando la temperatura di esercizio del nostro motore. A titolo di paragone è quello che fa la turbina sul motore della ns. autovettura o l’ossigeno miscelato al gas nella saldatura acetilenica.
L’impiego di questo componente deve essere oculato, normalmente si utilizza in percentuali dal 5 al 10% sui motori di aereo, 10-15% sui motori Hely, 10-25% sui motori per macchine. Esistono anche miscele con percentuali di nitrometano superiori 30-50%, che oltre al loro costo improponibile vengono utilizzate solo su motori da competizione (la cui durata non è certamente quella di un motore normale) appositamente progettati per l’utilizzo di queste percentuali.
Ma allora quale è la composizione ottimale di una miscela ? diciamo che possiamo riassumere il tutto nello schema seguente:

Motore fino a 15.000 giri/min: Tuti i tipi di olio
Motore fino a 25.000 giri/min: Semisintetico o olio di ricino
Motore oltre a 25.000 giri/min: Solo olio di ricino

Consiglio fondamentale ogni volta che si sperimenta una miscela è quella di monitorare le temperature di esercizio del motore che non devono superare mai i 120° sulla testa.

[andykaw1]

Ciao, sono d'accordo con te su quasi tutto, meno che sul fatto dei limiti di giri per miscele fatte con oli sintetici.
Non c'è relazione sulla resistenza al taglio di un'olio e la sua resistenza (punto di infiammabilità) alle alte temperature.
Ci sono oli sintetici che arrivano oltre i 300 gradi prima di emettere vapori infiammabili, come ce ne sono altri che che lo sono a 60°.......
Secondo me è voluta l'ignoranza che c'è in giro, nei settori automotive (veri) i prodotti come carburanti, combustibili e lubrificanti sono conformia tabelle ASTM e SAE, altrimenti sarebbero difficilmente commerciabili.
Nel nostro settore fà comodo non dire più di tanto, altrimenti come fai a chiedere 10/20 € al litro per dell'olio di semi?
Poi sussiste la legge dei numeri, molti costruttori e pochi clienti, e in mezzo una marea di negozi che devono campare vendendo qualche litro al mese.
Io il problema l'ho risolto rompendo le sccatole a destra e a manca, finoa trovare qualcuno che oltre a vendere e basta era un chimico di professione, e pertanto mi ha potuto dare delle informazioni oltre che veritiere anche dimostrabili, e pensa che che vivo in mezzo ai motori e ai lubrificanti, probabilmente se fossi stato un impiegato del catasto (tanto per fare un'esempio) mi sarei accontentato di leggere le info sulle lattine e basta.
Per il fatto del nitrometano: sono purtroppo in molti a ritenere tale composto un valido sistema di "raffreddamento", non solo modellisti ma anche negozionati che fomentano tale immane Kaxxata, il che te la dice lunga sulle capacità tecniche e teoriche che servono per essere commerciante di modelli e miscele.....
ciao e complimenti per la voce fuori dal coro!!
Andrea

[Pietro1944]

sono d'accordo che con l'olio di ricino degommato non si rischia mai di grippare il motore e pur vero però che si sono notevoli differenze negli oli sintetici. io ho usato per molti anni il carbulin anche con motori rossi e non ho mai avuto problemi , recentemente ho fatto il rodaggio a due motori ax46 os solo con olio di ricino al 15% e funzionavano perfettamente. poi finito il rodaggio volevo fare la solita miscela con il carbulin ma il negoziante ne era sprovvisto e mi ha dato il klotz , dopo poco tempo di funzionamento a terra ho notato che i giri da 13000 iniziavano a calare e ho notato un notevole surriscaldamento del motore praticamente ho rischiato un grippaggio. in seguito sono riuscito a trovare il carbulin e ho fatto una miscela con il 10% di carbulin e il5% di ricino degommato e i due motori montati su un bimotore funzionano perfettamente. recentemente parlando con uno che usa le ventole intubate mi ha consigliato il motul micro, stò provando anche quello senza l'aggiunta di ricino e funziona anche lui perfettamente. se qualcuno sta usando il motul è pregato di dare un parere in merito. saluti a tutti.

[Dfenner]

uso da anni miscele con olio sintetico klotz con auto 1/10 e 1/8 della jets mai dato problemi o gripaggi.Poi un altra cosa si dice che le miscele con olio sintetico non vanno bene per imotori con un tot di giri superiori ai 15000 giri?

[DekuDado]

ciao,

mi spieghi meglio perchè il nitrometano non raffredda?

[Richy]

c'è della confusione. Dissento per il nitro, che per solo l'olio di ricino sopra i 25.000 giri... anche perchè, un motore da competizione a 25.000 giri è appena più su del minimo.... e gli oli che entrano in gioco a regimi sopra i 40.000 sono i sintetici... ed i 120 gradi sulla TESTA?? Al massimo in candela... se sulla testa abbiamo 120 gradi, sotto la testa troviamo del magma di alluminio...

[Tornado65]

Originalmente inviato da DekuDado

ciao,

mi spieghi meglio perchè il nitrometano non raffredda?

NITROMETANO: Trattasi di un ossidante. Contrariamente a quanto da molti affermato, non contribuisce al raffreddamento del motore, anzi, proprio perché durante il processo termico produce ossigeno, migliora notevolmente la combustione del metanolo aumentando la temperatura di esercizio del nostro motore. A titolo di paragone è quello che fa la turbina sul motore della ns. autovettura o l’ossigeno miscelato al gas nella saldatura acetilenica.

lgs. consentendo in un singolo ciclo di bruciare più carburante del normale apportando ossigeno alla combustione alza di conseguenza le temperature. Capito!

[Tornado65]

Originalmente inviato da Dfenner

uso da anni miscele con olio sintetico klotz con auto 1/10 e 1/8 della jets mai dato problemi o gripaggi.Poi un altra cosa si dice che le miscele con olio sintetico non vanno bene per imotori con un tot di giri superiori ai 15000 giri?

Ciao, anch'io come te uso da anni gli olii della Klotz...non volevo fare pubblicità a marche di lubrificanti, però se accedi al sito della klotz e ti vai a leggere le schede tecniche degli olii vedrai che quanto ho affermato viene riportato anche da loro...inoltre per non buttare motori grippati ho chiesto anche all'importatore Sig. E. Mancinelli conferme su quanto esposto sul mio primo post.

Non mi piace rischiare e non cerco le prestazioni assolute, poichè quando vado in pista mi piace passare ore di relax con il naso all'insù con gli aerei e gli elicotteri o fare salti, derapate e curve in controsterzo con il monster truck e gli off road.

Nelle miscele ho sempre utilizzato un mix di olii, tranne per i motori a 4T dove evito di utilizzare il ricino per ovvi motivi come di seguito:

Aerei - mix di olii al 20% composto da:
KL100 assoluto (ricordo che il KL100 è composto da 80% KL200 e 20% BC175)
JX4 assoluto (miscela per motori 4T)
1/3 KL200 - 1/3 JX4 - 1/3 di ricino

Elicotteri - mix sempre al 20% composto da:
75% HM4 e 25% ricino o BC175
80% KL198 e 20% ricino o BC175

Macchine 1/8 o 1/10 - mix al 12% composto da:
1/3 KL200 - 1/3 ricino e 1/3 BC175
2/3 JX4 - 1/3 BC175
1/3 HM4 - 1/3 ricino - 1/3 BC175

mai avuto grippaggi e temperature testa ottimali.

[Richy]

Mi permetto di riportare un suo post da un forum a cura dell'ing. Gianluca Trentadue

Prima di tutto definiamo il rapporto stechiometrico (o coefficiente di dosaggio, è adimensionale) come il rapporto tra la massa esatta di aria (intesa come miscela dei suoi principali componenti alle condizioni standard) necessaria ad ossidare completamente un chilogrammo del combustibile in esame ed un chilogrammo dello stesso combustibile. In altri termini:

a = m(aria) / m(combustibile)

Il metanolo ha un rapporto stechiometrico pari circa a 6.4: occorrono 6.4 chilogrammi di aria per bruciare completamente un chilogrammo di metanolo. Il metanolo ha una densità paria a 0.79 kg/dm^3.
Diversa, invece, la situazione del nitrometano che, per sua stessa natura, dispone di un ramo fortemente ossigenato che, a temperature relativamente elevate, permette di liberare ossigeno da utilizzare nella medesima combustione. Per questo motivo il nitrometano dispone di un rapporto stechiometrico ''ridicolo'': occorrono 1.7 chilogrammi di aria per bruciare completamente un chilogrammo di nitrometano. Il nitrometano ha una densità di 1.14 kg/dm^3.
Una miscela composta al 65% in volume da metanolo ed al 25% in volume da nitrometano avrà un rapporto stechiometrico pari a (mi perdoni qualsiasi motorista per la brutalità dei conti...):

0.65 dm^3 di metanolo -> 0.510 kg di metanolo
0.25 dm^3 di nitrometano -> 0.285 kg di nitrometano

a = (3.315 + 0.4845) / (0.510 + 0.285) = 4.77

Prendiamo in considerazione un motore per automodelli di cilindrata 3.5 cm^3, che abbia in determinate condizioni coefficiente di riempimento uguale ad 1 (v = 1), che sia alimentato solo con metanolo (trascurando la frazione di lubrificante, un'approssimazione un po' pesante, ma ci semplifica non poco la vita) e che il volume del combustibile aspirato sia trascurabile rispetto alla massa di aria posta in lavorazione. Per ogni ciclo il nostro motore aspirerà 0.0045255 grammi di aria. Supponendo la carburazione stechiometrica (e così non è quasi mai, normalmente si rimane ben più grassi) il nostro motore aspirerà 0.000696 grammi di combustibile.
Prendiamo adesso in considerazione lo stesso motore per automodelli di cilindrata 3.5 cm^3, ma alimentato con metanolo al 65% in volume e nitrometano al 25% in volume (trascurando ancora la frazione di lubrificante). Per ogni ciclo il nostro motore aspirerà 0.0045255 grammi di aria. Supponendo la carburazione stechiometrica (e così non è quasi mai, normalmente si rimane ben più grassi) il nostro motore aspirerà 0.000948 grammi di combustibile.
La differenza tra le masse di combustibile aspirate è ben del 36%!! Ed a me non sembra poco!! Tutta la frazione di combustibile in più sottrae una maggior quota di calore dalle pareti interne (calde) del motore per effetto del calore latente di vaporizzazione.
Provate a spruzzare dell'alcool per uso casalingo sulla mano e sentirete la mano molto fresca: questo accade perché localmente l'alcool non cambia la sua temperatura, sta cambiando fase, ma sottrae calore dalla mano passando sempre in maggior quantità dalla fase liquida a quella gassosa.
La maggior quantità di combustibile aspirato, per il medesimo effetto, aiuta a sottrarre calore in grande quantità (oltretutto il metanolo ha un calore latente di vaporizzazione assai elevato), raffreddando il complesso. Dimostrazione pratica? Presto detto: i dragster (moto o auto) top fuel ''viaggiano'' con miscele con il 95%-98% di nitrometano ed a regime di torchio idraulico (in camera di combustione si arriva all'incomprimibilità della carica aspirata) eppure il raffreddamento è garantito da piccolissimi radiatori. Od ancora le Harley Top Fuel della medesima categoria (bicilindrici da oltre 2000 cc di volume installato) non hanno alette di raffreddamento sui cilindri e le testate ne sono dotate solo a ridosso dello scarico.
Nel nostro mondo? Guardate cosa accade durante il rodaggio ''alla Giapponese'': la valvola gas è totalmente aperta (piena ammissione), viene bruciato un quantitativo ''mostruoso'' di miscela eppure il motore rimane men che tiepido (ovviamente c'è da tener conto della riduzione della temperatura del fronte di fiamma).
Oppure, al contrario, più si smagrisce e più il motore tende a surriscaldare!!

Il nitrometano contribuisce alla rimozione del calore dalle pareti interne del motore.
Il nitrometano permette al propulsore di aspirare ossigeno in grande quantità in quanto il nitrometano stesso ad alta temperatura ne libera in fase gassosa, ma viene aspirato in fase liquida decisamente più densa. Questo obbliga ad incrementare notevolmente la portata massica di alcool metilico (il vero combustibile) potendone bruciare un quantitativo maggiore: il risultato è ottenere un salto entalpico maggiore (calore liberato per combustione), ma anche di rimuovere più calore dalle pareti interne del motore per effetto del calore latente di vaporizzazione e produrre una quota di lavoro superiore (quindi maggiore coppia e quindi maggior potenza).

comunque non è il nitrometano ''l'attore'' principale di questo fenomeno. Esperimento: prova a prendere dell'alcool etilico per uso casalingo e versane un po' sul palmo della mano. Noterai che dopo un po' la tua mano diventa sempre più fresca. Quello che succede è abbastanza semplice: la tua mano ha una temperatura sufficiente per produrre uno scambio termico con la massa di alcool etilico. Questo prosegue fino ad arrivare al punto che una quota sempre maggiore di alcool passi dalla fase liquida alla fase gassosa; affinché questo succeda, però, è anche necessario che l'apporto di calore sia continuo e costante. La temperatura dell'alcool, quindi, non varia in quanto tutto il calore viene utilizzato per il cambiamento di fase mentre la tua mano, perdendo calore, si abbassa in temperatura (localmente) dando origine a quella sensazione di ''fresco''. Alla fine o tutto l'alcool è passato in fase gassosa o rimarrà un po' nella mano in quanto il raffreddamento è stato tanto forte da produrre un equilibrio termico nel quale nessun calore può essere fornito impedendo, di fatto, il proseguire dell'evaporazione.

Riassumendo l'ossigeno in più permette di bruciare un quantitativo maggiore di metanolo che, per effetto del maggior calore rimosso (calore latente di vaporizzazione), abbassa la temperatura del propulsore

[Tornado65]

Originalmente inviato da Richy

Mi permetto di riportare un suo post da un forum a cura dell'ing. Gianluca Trentadue....
comunque non è il nitrometano ''l'attore'' principale di questo fenomeno. Esperimento: prova a prendere dell'alcool etilico per uso casalingo e versane un po' sul palmo della mano. Noterai che dopo un po' la tua mano diventa sempre più fresca. Quello che succede è abbastanza semplice: la tua mano ha una temperatura sufficiente per produrre uno scambio termico con la massa di alcool etilico. Questo prosegue fino ad arrivare al punto che una quota sempre maggiore di alcool passi dalla fase liquida alla fase gassosa; affinché questo succeda, però, è anche necessario che l'apporto di calore sia continuo e costante. ....
Riassumendo l'ossigeno in più permette di bruciare un quantitativo maggiore di metanolo che, per effetto del maggior calore rimosso (calore latente di vaporizzazione), abbassa la temperatura del propulsore

Tutto è giusto...ma l'ing. ha omesso di precisare un elemento fondamentale...chi è che rimuove il calore sottratto alle pareti del motore permettendo lo scambio termico con l'esterno?

In parte la marmitta e in gran parte la testata!!!...Quest'ultima è progettata per smaltire una certa quantità di calore in base al dimensionamento delle alette e al flusso di aria che la investe.

Oltre certi limiti di temperatura, le alette a parità di flusso non riescono più a smaltire l'enorme quantità di calore prodotto dalla combustione esasperata dall'apporto di nitrometano che consente di innalzare il rapporto stechiometrico e la pressione di combustione...quindi, non potendo più ottemperare al proprio compito, il sistema di raffreddamento in breve tempo collassa...e si va al negozio per comprare un accoppiamento nuovo in sostituzione di quello grippato!!!

Morale della favola...se un motore è stato progettato per lavorare con quantità ben determinate di nitrometano, smettiamola di credere che superando quelle percentuali non cambia un fico secco poichè il motore viene ugualmente raffreddato.