KOLUMNE

Hier riecht’s nach Sprit

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FOTOS: CLAUDIA WIECHMANN, ULRICH BAUER, MANFRED ROHLMANN, OLIVER KAYSER

In diesem Monat möchte ich mal nicht mit einer Problemlösung beginnen, sondern mit einer Warnung, ehe es zu einem ernsten Problem kommen kann. Ulrich Bauer lebt in Munster, mitten in der Lüneburger Heide und etwa 75 km südlich von Hamburg. Ulrich hat sich den Woody gebaut, nach dem Bauplan aus meinem Buch über Holz und Holzkonstruktionen. Er hat einen 35-cm³-RM-Zweitakter eingebaut, dessen Gewicht hinten am Modell Blei nötig machte. Statt Blei hat Ulrich aber einen dicken Akku genommen und hinten eingebaut, was ja auch sinnvoller ist. Er speist jetzt aus diesem dicken Akku nicht nur die Empfangsanlage mit den Servos, sondern auch die Zündung des Motors. Die Schaltung hat er auch gleich – ganz sauber gezeichnet – mitgeschickt (Abb. 2). Und so ist er auch schon problemlos geflogen, wie er schreibt. Trotzdem hat er mir nun die Frage gestellt, ob man das so machen darf.

Wir haben uns ja alle sehr schnell an die fantastische Verbindungsqualität und Zuverlässigkeit der 2,4er Anlagen gewöhnt. Knackimpulse usw. sind mittlerweile Fremdwörter geworden. Trotzdem darf man nicht vergessen, dass bei einem Benziner eine Elektronik vorhanden ist, die bewusst die fürchterlichsten Störsignal in die Gegend sendet. Wir tun zwar eine Menge mit Abschirmmaßnahmen und speziellen Kerzen, um diese Störsignal nicht bis zum Empfänger gelangen zu lassen, aber eine direkte galvanischen Verbindung (also direkt per Kabel) sollte man auch bei einer 2,4-GHz-Anlage vermeiden. Ich habe deshalb Ulrich dringend geraten, für Empfänger und für die Zündbox zwei separate Akkus zu nehmen und die Kabel soweit als möglich zu trennen – siehe Abbildung 3. Also z.B. die Empfängerkabel an die rechte Rumpfinnenwand zu legen und die Kabel zur Zündung an die linke. Dann hat der schöne Woody bestimmt ein deutlich längeres Leben.

Die richtige Kühlung

In der FMT Heft 4 hatte ich mit dem Foto des Motoreinbaus im Kunstflugmodell meines Sohnes das heutige Thema bereits angekündigt. Auslöser war ein Hilferuf von Oliver Paul, dem Chef von KPO Modellbau und Importeur der RCGF-Motoren. Ich habe seine diversen Mails etwas gekürzt hier zusammengetragen:

„Hallo Franz, sind die Themen Motorenkühlung, Zwangskühlung, Luftführung unter der Haube schon mal in der FMT behandelt worden? Ich habe immer wieder Kunden, deren Boxermotoren regelmäßig den Hitzetod sterben. Wenn man dann sagt, dass der Motor überhitzt, bekomme ich immer den Schwarzen Peter, obwohl ich immer wieder auf das Problem hinweise. 90% glauben, vorne viel Luft rein wäre der Schlüssel – auch bei runden Hauben. Ich sehe das Problem sehr oft beim Modell Bellanca – die Kunden wundern sich, dass der Motor überhitzt. Wir haben selbst bei der Bellanca von Pilot folgendes erlebt: Beide Öffnungen für die Zylinder geöffnet und auch das Loch unter dem Spinner, wo der Kühler beim Original ist. Aber keine Luftführung zu den Zylindern. Ergebnis: Temperatur ca. 200°C beim Schleppen bei einer Außentemperatur von etwa 30°C. Dann haben wir das Loch unter dem Spinner geschlossen. Ergebnis: gute 40°C weniger. Dann wurde am Luftauslass noch eine Abrisslippe montiert, was nochmal noch mal ca. 15° weniger Temperatur ergab.“

Ich werde etwas später nochmal aus den Mails von Oliver zitieren, aber bis hierin ist schon eine Menge an wichtigen Infos geflossen und muss erst einmal aufgearbeitet werden. Ich könnte es mir jetzt eigentlich ganz einfach machen und die entsprechenden Stellen aus meinen diversen Kolumnen kopieren oder noch einfacherer, das entsprechende Kapitel aus meinem Buch heranziehen.

Ich möchte aber mit einer kleinen Bildgeschichte anfangen, um drastisch das Grundprinzip einer funktionierenden Motorkühlung zu demonstrieren. Man verzeihe mir das rustikale Cartoon, technische Zeichnungen liegen mir mehr. Doch nun zur Geschichte: Es ist Sommer und um die Mittagszeit sind draußen 30°C im Schatten. Es geht ein kräftiger Wind, der von Westen auf das linke Küchenfenster bläst. Ein hungriger junger Mann hat sich Spaghetti gekocht, wodurch in der Küche die Temperatur auf weit über 30 Grad gestiegen ist. Zur Kühlung öffnet er das Fenster, auf das der kräftige Westwind bläst und fängt an zu essen. Ihm tropft der Schweiß in Strömen herunter, da der kühlende Windzug gar nicht bis zu ihm durchdringt, weil er auf die heiße und unbewegliche Luftmasse im Zimmer trifft. Erst als er das andere Küchenfenster auch noch öffnet, gibt es einen derartigen Durchzug, dass Haare und Spaghetti mitgerissen werden und ihm wird angenehm kühl, trotz der Hitze draußen und der Hitze an der Kochstelle. Wie kann das sein? Der kräftige Westwind konnte gar nicht durchs Zimmer fegen, da er keinen Ausgang findet und durch den verschlossenen Raum blockiert wird. Damit konnte er auch nichts im Zimmer abkühlen. Erst das Öffnen des zweiten Fensters ermöglicht den nötigen Luftaustausch, der für die gewünschte Abkühlung sorgen kann.

Da hätten wir dann auch schon die erste zwingende Regel bei der Motorkühlung: Was als Kaltluft reingeht, muss ohne Widerstand auch wieder rauskommen können. Als Daumenregel gilt hier, die Auslassöffnung soll wenigstens dreimal größer sein, als die Einlassöffnung.

Die zweite wichtige Regel lautet, dass der kühlende Luftstrom auch zum Motor geleitet werden muss. Einfach ein Loch in die Motorhaube zu schneiden, reicht nicht aus! Eventuelle zusätzlichen Löcher in der Haube, die vielleicht das Originalflugzeug hat, müssen zu bleiben, da sie den Kühlluftstrom an die falschen Stellen leiten und damit den heißen Zylinder weniger kühlen. Das bedeutet, dass beim Boxermotor mit dem Versatz der Zylinder auch die Luftführung angepasst werden muss.

Manchmal ist es gar nicht so einfach, genügend Abluftfläche herzustellen. Dabei muss ja auch noch berücksichtigt werden, dass der Kühlluftaustritt nicht irgendwo sitzt, sondern gezielt den Luftstrom sicher an den Zylinder vorbei leitet. Da sind dann aber auch Hilfsmittel erlaubt, wie zusätzliche Kiemenbleche in der Motorhaube, wie das Foto 8 meiner Klemm zeigt.

Ein Sonderfall bei den Maßnahmen zur Motorkühlung ist der Reihenmotor. Da reicht es nicht, die Luft sauber auf den ersten Zylinder zu richten, dem dahinterliegenden Zylinder würde es ganz schön warm werden. Und wie sieht das erst beim Dreizylinder-Reihenmotor aus? Die Lösung ist ganz einfach und wird schon immer bei den manntragenden Flugzeugen praktiziert. Man muss dafür sorgen, dass der Kühlluftstrom seitlich an die Zylinder geführt wird, um dann quer durch die Kühlkrippen strömen zu können. Damit wird keiner der Zylinder benachteiligt. Man braucht dafür ein Längsschott unter der Motorhaube, also quasi eine Halbierung. Die Kühlluft wird auf der Vergaserseite (blau) eingeleitet und kann danach nur quer durch die Zylinder strömen. In der anderen Motorhaubenhälfte (rot) wird die erhitzte Luft nach der bekannten 1:3-Regel wieder ausgeleitet. Im letzten Jahr hat Manfred Rohlmann seinen selbstgebauten Dreizylinder in der Aktionsfläche der ProWing vorgeführt. Da konnte man in perfekter Form die Längsabschottung sehen (Abb. 10). Er hatte sogar einen dünnen Schaugummirand an die Schottwand geklebt, um auch das letzte bisschen Kühlluft richtig zu leiten.

Beim 4-Zylinder-Boxermotor muss eine Kombination der Maßnahmen für einen Zweizylinderboxermotor und einen Reihenmotor angewendet werden.

Hier wird die Motorhaube horizontal geschottet. Der direkte Zufluss auf die erste Zylinderreihe muss verhindert werden, da reichen zwei kleine Platten vor den Zylindern.

Wer sich an diese wenigen Grundregeln bei der Kühlluftführung hält, braucht auch seine Vergaser nicht unterschiedlich einstellen. Es gibt keinen sachlichen Grund, auch bei einem 4-Zylinder nicht, der dagegen spricht, beide Zylinderreihen am Vergaser identisch einzustellen. Wer meint, es wäre nötig, weil die hintere Reihe ja immer heißer läuft als die vordere, sollte mal sein Kühlluftmaßnamen überprüfen. Bei allen Maßnahmen muss man immer berücksichtigen, dass Luft ein ganz schlechter Wärmeleiter ist. Besonders schlecht ist der Wärmeabtransport, wenn die Luftströmung laminar erfolgt. Also sind scharfe Kanten bei der Luftführung durchaus erwünscht, damit die Luftströmung auf jeden Fall turbulent ist.

Zum Schluss möchte ich noch einen Tipp aus einem Mail von Oliver Paul zitieren:

„Wichtig finde ich noch, wenn mit Telemetrie gemessen wird, dass der Sensor hinter dem Zylinder ist. Ich decke den Sensor dann immer noch mit einem Stückchen Tygon-Benzinschlauch ab, das ich zwischen die Rippen drücke. So wird nichts verfälscht.“

Soweit für heute, wir sehen uns Anfang Mai auf der ProWing.