מנוע RCV

דגם 120-SP, 4 פעימות, חדשני וייחודי

מאת אבי ורטהיימר – ספטמבר 2003

מבוא:

חברת RCV Engines המציאה ופיתחה מנוע 4 פעימות מיוחד.

המנוע עובד בעקרון דומה למנועי 4 פעימות רגילים אלא שיש מספר

דברים שונים במנוע הזה ובראשם העובדה שהבוכנה אינה עולה ויורדת

בניצב לציר המדחף כי אם נמצאת בתוך הציר של המדחף והיא נעה

קדימה ואחורה על ציר המדחף שהוא למעשה גם הצילינדר של הבוכנה.

הדבר השני הבולט הוא שמהירות המדחף היא חצי ממהירות המדחף

במנועים רגילים אך הכוח המופק ממנו הוא כפול, כלומר ניתן להתקין

מדחף בעל פסיעה במידה כפולה מזו המקובלת במנועים רגילים.

RCV, הוא אינו רק השם של החברה שהמציאה ומייצרת את המנועים

הללו, כי אם גם ראשי תיבות של עקרון הפעולה של המנוע - RCV

פירושו Rotating Cylinder Valve כלומר שסתום צילינדר סובב.

ובכן מה הכוונה?

השם בא לומר שהשסתום מובנה בתוך הצילינדר ושהצילינדר מסתובב

תוך כדי פעולת המנוע ומעצם הסיבוב של הצילינדר, נפתחים ונסגרים

פתחי היניקה של הדלק ופתח הפליטה של הגזים.

לפני שאתחיל במאמר על מנועי RCV אתן קצת הקדמה למי שאינו בקיא באופן פעולת מנועי בוכנה.

לפניכם קצת ממושגי היסוד על מנועים: (מי שמבין במנועים, יכול לדלג על קטע זה)

צילינדר:

צינור חלול שבתוכו יש גליל מתכת נוסף שעולה ויורד בתוכו במהלך פעולת המנוע(גליל המתכת הנוסף נקרא בוכנה (Piston).

לפני העלייה של הבוכנה (למעשה בירידה שלה) מתמלא הצילינדר בתערובת של דלק/אוויר ועם עליית הבוכנה הדלק נדחס

כלפי מעלה וכתוצאה משילוב של לחץ והחום של סליל הפלג מתפוצץ הדלק ומוריד את הבוכנה כלפי מטה (בירידת הבוכנה

שוב נשאב הדלק ושוב עולה הבוכנה ושוב יש פיצוץ וכן הלאה)

בוכנה וטלטל:

הבוכנה היא כאמור אותו גליל מתכת שעולה ויורד בתוך הצילינדר.

אל תחתית הבוכנה מחוברת זרוע (הטלטל) אשר בקצה השני שלה מחוברת למעיין דוושה (כמו של אופניים) ומעצם

העובדה שהטלטל עולה ויורד (כמו רגל של רוכב אופניים) הדוושה מסובבת את הציר אליה היא מחוברת).

גל ארכובה Crank shaft – "ציר מסתובב":

זה הציר הראשי של המנוע שמסתובב כתוצאה מעליית וירידת הבוכנה (באמצעות הטלטל)

במנועים רגילים ציר זה ממשיך לאורך כל המנוע ויוצא החוצה ומתחבר אל הפרופלור.

קרבורטור (מאייד):

על מנת שמנוע יעבוד הוא צריך אספקה סדירה של דלק.

אולם לא מספיק למנוע דלק, הוא צריך גם חמצן.

תפקידו של הקרבורטור הוא לקבל דלק ממיכל הדלק של הטיסן לאסוף חמצן מן האוויר, לערבב אותו עם הדלק

ולהעביר את התערובת הזו אל פנים המנוע.

לקרבורטור יש שלושה ברזים האחד זה הברז הראשי של הדלק, השני זה הברז שקובע את יחס התערובת בין הדלק

לאוויר (כלומר כמה דלק וכמה אויר יכנסו ביחד למנוע) וברז שלישי זה למעשה המצערת, או כמו ברכב זה דוושת הגז

(כשפותחים את המצערת נכנס יותר אוויר ויותר דלק וכך המנוע מתחיל לעבוד מהר יותר. בשפת הטיסנאים: הברז הראשי

זו הסיכה הראשית, הברז של תערובת הדלק נקרא הסיכה הנגדית (כי היא ממוקמת מנגד לפתח כניסת הדלק) והברז השלישי זה ה"גז".

פלג חימום

זהו סליל להט (כמו בתנור) שמחמם את הדלק בזמן הדחיסה וגורם לפיצוץ.

כתוצאה מן הפיצוץ הסליל מתלהט שוב, ומתקרר לאט מספיק בכדי שישמר מספיק חום עד לפיצוץ הבא.

מנועי שתי פעימות ומנועי 4 פעימות

אלו הם שני סוגי מנועים כאשר מנוע שתי פעימות מייצר ניצוץ בכל פעם שהבוכנה עולה ומנוע 4 פעימות, פעם אחת דוחס את

הדלק ופעם השנייה הוא פולט את הגזים.

הקדמה:

הדבר המעניין במנוע RCV הוא שהצילינדר בנוי כמקשה אחת עם ציר המדחף ומסתובב יחד עם המדחף (ונתמך על ידי שני מסבים).

בתוך הצילינדר נעה הבוכנה קדימה ואחורה ומסובבת את גל הארכובה, הנתמך גם הוא על ידי שני מסבים נוספים ושנמצא בניצב לציר המדחף (במקום בו,

במנועים רגילים, נמצאת הבוכנה)

במפגש בין גל הארכובה לצילינדר יש שני גלגלי שיניים,האחד בשורש גל הארכובה והשני בשורש הצילינדר.

הגודל של גלגל השיניים של גל הארכובההוא בדיוק חצי מזה של ציר המדחף (והצילינדר) והוא מסובב את הצילינדר בחצי מהמהירות שלו.

מכיוון שבראש צילינדר יש חור המהווה את השסתום ומכיוון שהצילינדר מסתובב, החור מופנה פעם אחת אל פתח היניקה של

הדלק (הבא מן הקרבורטור) ואחרי חצי סיבוב

(של הצילינדר, אך סיבוב שלם של גל

הארכובה ובעצם עליה וירידה שלמים של הבוכנה)

הוא מופנה אל פתח פליטת הגזים, אל האגזוז.

כשהבוכנה עולה ויורדת (בעצם, נעה קדימה ואחורה)

הטלטל מסובב את גל הארכובה (החלק הצבוע בכחול)

גלגל השיניים של גל הארכובה מסובב את הצילינדר שהוא גם הציר של המדחף.

תוך כדי שהצילינדר מסתובב הפתח של השסתום (בשרטוט רשום "שסתום סובב") מסתובב גם כן ופעם אחת יונק דלק ופעם השנייה פולט גזים.

בתחתית המארז של גל הארכובה יש פתח פליטת גזים שנקרא "הנשם" שיש להשאירו פתוח לחלל האוויר.

דבר נוסף שמייחד את המנוע, זה אופן ההתנעה שלו.

מכיוון שהמדחף מסתובב בחצי

המהירות של גל הארכובה,

התקינו היצרנים ציר התנעה על

גל הארכובה שמאפשר

התנעה באמצעות ציר התנעה

בדיוק כמו במסוקים.

שוב אין צורך להסתכן ולעמוד

בחזית המדחף בזמן ההתנעה.

אפשר (ולמעשה גם חובה בטיחותית)

לעמוד מאחורי הטיסן ולהניע את המנוע

ללא כל סיכון.

את ציר ההתנעה מרכיבים על

סטרטר רגיל.

התקנה:

אין צורך בתושבת מנוע, המנוע מתחבר ישירות לFire Wall.

צלעות הקירור אין בולטות מן המנוע, מה שמאפשר לסגור את המנוע בתוך הCowlמבלי

צורך לחתוך אותו ולהוציא את ראשי המנוע.

פלג התנעה:

הפלג נמצא קרוב מאוד לפרופלור

ומסיבות בטיחותיות מחייב שימוש

במאריך פלג התנעה.

המשקיענים, יתקינו אפילו סוללה נטענת של 1.2v

עם מפסק מה שיחסוך את החיבור של מתאם הפלג

בכל התנעה.

רעיון נוסף למשוגעים זה להתקין מיקרו מספק במקום בו מחדירים

ציר ההתנעה כך שהכנסת ציר ההתנעה תגרום למתח להגיע לפלג למשך

ההתנעה ולהתנתק ברגע שמושכים את ציר ההתנעה

ראש המנוע:

ראש המנוע אינו בנוי כמקשה אחת

ביחד עם המארז של גל הארכובה

(כמקובל במנועים רגילים)

מה שמאפשר להרכיבו בכל כיוון רצוי

אם רוצים לשנות את מיקום האגזוז

ועדיין להשאיר את מיקום ציר ההתנעה.

צליל המנוע:

צליל המנוע, שונה משתי פעימות ומ4 פעימות, יש לו צליל של נקישות הנובע מגלגלי השיניים ונשמע בכל פעימה.

כיווני מנוע:

כשהמנוע מכוון כראוי, הוא ישמע קצת עשיר ויפיק צליל שמזכיר צרור קולות נפץ (מקווה שתיארתי זאת נכון ועבודת

המנוע תהייה אמינה והמעבר מסרק לסל"ד גבוה תהייה חלקה ואמינה.

לעומת זאת, כשהמנוע מכוון עני מידי, יהיה קשה להניע אותו כשהקרבורטור מכוון לסרק.

למרות שעבודת המנוע באמצע הטווח ובמלוא המהירות תהיה חלקה, הרי שבסרק תהייה למנוע נטייה להיכבות.

כיוון עשיר מידי של דלק יגרום למנוע לעבוד בנוקשות ולזרוק דלק במיוחד במצב סרק.

הכיוון של המנוע נעשה כמו במנועים אחרים, כאשר את המהירות הגבוהה מכוונים במצב של קרבורטור פתוח באופן מלא

למצב של מהירות מנוע מקסימלית, סוגרים את הסיכה הראשית של הדלק לאט לאט עד למצב של מהירות מנוע מקסימלית

ואז מחזירים אחורה את הסיכה כשניים שלושה קליקים לפי הצורך.

דבר נוסף שאהבתי במנוע, זה שהקרבורטור נמצא רחוק מן המדחף מה שמאפשר כיוון הסיכה הנגדית תוך כדי עבודת

המנוע מה שחוסך הרבה תסכול בכיווני הסיכה הנגדית בעת הצורך.

ביצועי המנוע:

עם מדחף 18X12 ניתן להגיע למהירות מדחף של מעט מעל 5000 סל"ד ולסרק של כ1500 סל"ד.

היות ולמנוע הזה יש פחות חלקים ממנוע 4 פעימות רגיל הוא מספק יותר נצילות למומנט שהוא מספק

לאורך כל טווח הפעולה שלו.

התנהגות באוויר:

מנוע שמייצר מומנט עצום (כפול ממנועי 4 פעימות רגילים שגם ככה מייצרים מומנט גדול ממנועי 2 פעימות) נותן תחושה אחרת של הטסת הטיסן.

למעשה, עד שלא מנסים לא מבינים במה המדובר.

כשהיה לי רכב אמריקאי בעל 3800 סמ"ק על כ190 כוחות סוס ונסעתי בעליות של ירושלים, האוטו לא הרגיש אם זו הייתה עלייה, ירידה וגם לא עניין אותו אם הייתי לבד באוטו או שסחבתי איתי 5 פילים, הוא תמיד נסע אותו דבר ולא חש בעומס.

מצאתי שאנלוגיה לרכב אמריקאי, תהייה הקרובה ביותר לתחושה של הטסת טיסן עם מנוע RCV.

אני מניח שהעובדה שכח המנוע מופק בחצי סל"ד ממה שאנו רגילים ממנועים אחרים, מוסיפה לתחושה המעניינת והחווייתית הזו.

מדחף:

עובי ציר המדחף הוא 5/16 אינטש (כ8 מ"מ)

מהירות הפרופלור היא כאמור, חצי ממהירות עלית וירידת הבוכנה, אך בעלת כוח כפול, מה שמצריך פרופלור גדול או בעל זווית שיפוע גדולים בהרבה מן המקובל במנועים רגילים(תיאורתית, בעל פסיעה כפולה).

להטסות ספורט כלליות מדחף APC 18X12 יהיה פתרון מעולה.

ולמטוסי ספורט מהירים יותר מומלץ מדחף 4 להבים במידה 15.5X12

מכיוון שמנוע זה מוציא מומנט מאוד גדול, הוא מתאים גם לטיסני סקייל גדולים ואיטיים ובעבורם מומלץ מדחף 18X10 או 20X12

מדידות לדוגמא:

סל"ד מינימלי	סל"ד מקסימאלי	מידת המדחף (2 להבים)
1400	5360	18X16
1400	5400	18X14
1450	5460	18X12
1500	4930	17.5X18
1400	5000	17X18
1500	5550	17X13
1500	5560	17X12.5
1450	5700	17X12
1500	5500	16X16
1500	5650	16.5X14
1500	5700	16.5X13
1550	5750	16X12

מדחף APC בעל 4 להבים

קצת יותר מ1600

5300

15.5X12

ערכים אלו נלקחו ממדידה בחו"ל בטמפרטורה של 10 מעלות, 30 אחוזי לחות ובגובה פני הים.

אני מניח שהמדידות בארץ יהיו שונות במקצת.

פלג:

שלא כמו במנועים רגילים, הפלג נחשף אל חלל הצילינדר באופן רגעי בלבד, רק בזמן שפתח הצילינדר מופנה כלפיו ובזה הרגע מתבצע הפיצוץ.

היתרון של הזה הוא בכך שלא תיתכן הצתה מוקדמת ובאותה מידה גם לא תיתכן התנעה בכיוון ההפוך שעשויה לקרות במנועים רגילים.

מכיוון שקצה הפלג קרוב מאוד לחור של הצילינדר, לא ניתן להשתמש בפלגים עם גשר מעל הסליל כי הגשר יחדור אל תוך הצילינדר וימנע ממנו להסתובב.

קרבורטור:

את הקרבורטור ניתן להתקין הפוך במאה ושמונים מעלות לאופן שבו הוא מגיע מן המפעל לאלו שמעדיפים שהסיכה הנגדית תהייה למעלה והסיכה הראשית למטה

אגזוז:

האגזוז דומה במבנהו לאגזוזים המקובלים במנועי 4 פעימות והוא ניתן להטיה לכל הכיוונים בהתאם למה שמתאים יותר לטיסן.

מבנה מנוע:

הבוכנה עשויה מאלומיניום ועליה מותקנת טבעת (רינג), לאטימה טובה יותר, כמקובל במנועים יקרים.

הצילינדר עשוי מפלדה , אך בניגוד למקובל במנועים רגילים, הוא אינו קוני (אינו הולך ונעשה צר כלפי תא השריפה)

ראש המנוע:

עשוי מאלומיניום ועוטף את הצילינדר ומספק לו קירור באמצעות צלעות הקירור העוטפות אותו.

איכות הייצור:

שלא כמקובל במנועים אחרים, מנוע זה כולו מיוצר על ידי מכונות CNC ובתהליכי עיבוד מתקדמים נוספים ולא ביציקה כמקובל במנועים רבים.

התנעה:

מכיוון שהמדחף מסתובב בחצי מהמהירות בה הבוכנה עולה ויורדת, אין טעם לנסות להניע את המנוע מהמדחף כי ברוב המקרים זה לא יצליח, לכן יש להשתמש תמיד בציר ההתנעה.

(תתרגלו, עם מנוע RCV, אין לכן מה לחפש בחזית הטיסן)

התנעה עם הציר היא מהירה וללא כל מאמץ.

המדחף המומלץ לשימוש הנו המדחף האיכותי ביותר שהוא מתוצרת APC.

הרצה:

לצורך הרצת מנוע 120, ממליץ היצרן להשתמש במדחף במידה 18X12.

רק לשם השוואה, מנועי 4 פעימות בנפח 120 מיצרנים אחרים משתמשים בפרופ בגודל 15X6 או 15X8 (אך מסתובבים כמובן במהירות כפולה).

לצורך הרצה, פחת את סיכת הדלק הראשית, 3 סיבובים ופתח את הקרבורטור לרבע.

אין צורך לגעת בסיכה הנגדית.

ההתנעה אמורה להיות חלקה ומהירות הפרופ צריכה להתייצב על כ4000 סל"ד.

את ההרצה רצוי לבצע מספר פעמים כך שמשך ההרצה לא יפחת מ45 דקות עבודה.

אחרי 5 טיסות המנוע יעבוד מאוד חלק ואמין וניתן יהיה לכוון אותו לכיוונים הסופיים.

במהלך תקופת ההרצה, המנוע נוטה להוריד מהירות בסרק בכ200 סל"ד אך עם גמר ההרצה הוא מוריד מהירות בכ100 סל"ד כמקובל בלכ המנועים.

אמינות:

מנוע זה כולל רק חלק נע אחד נוסף על אלו שיש במנועי 2 פעימות

בזכות הפטנט היחודי שלו אין למנוע הזה מנגנון שסתומים בדומה למנועים הרגילים שבהם יש שני שסתומים, שני נדנדים, קפיצים, צירים, מוטות דחף גלגל תזמון וכו'.

עובדה זו הופכת אותו לחופשי מתחזוקה וכיוונים ומספק הרבה יותר אמינות וחסינות מבעיות כיווני שסתומים.

סוג דלק:

היצרן אינו ממליץ על דלק מיוחד אך דורש לפחות 15% שמן ו10% ניטרומתן.

דלק Byron בעל תכולה של 15% ניטרו ו16% שמן או 18% שמן יפנקו את המנוע באופן אידיאלי.

מידות: אורך 125 מ"מ, קוטר מנוע 78 מ"מ

משקל: 1032 גרם. ללא אגזוז

נפח מנוע: 20 סמ"ק

סל"ד מוצהר: 1200-6000

הספק מנוע: 1.8 כ"ס במהירות מדחף של 5800 סל"ד (מהירות גל הארכובה, כפולה=11600 סל"ד)

הדגמים הנוספים שיש לחברה?

חברת RCV מייצרת מנועים דומים בנפח 10 סמ"ק, 15 סמ"ק ו20 סמ"ק

או כפי שמוכר יותר כמנוע 60, מנוע 90 ומנוע 120

החברה מייצרת גם מנוע RCV-58-CD שעובד באותו העיקרון אך הבוכנה נמצאת באותו מקום בו נמצאים בוכנות במנועים רגילים ולכן המנוע גם זול בהרבה.

לחברה אין מנועים למכוניות, מסוקים או סירות.

מנוע 60 מתאים מבחינת גודלו הפיזי להתקנה בטיסנים למנועי 40 מה שמייצר כח עצום בטיסן קטן, מיועד לטיסנים במשקל כולל של עד 3 קילו

מנוע 90 מתאים מבחינת גודלו הפיזי להתקנה בטיסנים למנועי 60 עד 120, מיועד לטיסנים במשקל כולל של עד 4 קילו

מנוע 120 מתאים מבחינת גודלו הפיזי להתקנה בטיסנים למנועי 70 עד 120, מיועד לטיסנים במשקל כולל של עד 5 קילו.

מה צופן העתיד בחובו?

היות ונאמר כי הנבואה ניתנה לשוטים, אין לי מוטיבציה לנבא ורק אצטט את דברי היצרן.

סדרת מנועי הCD הזולים יותר לייצור מתעדים להופיע לשוק בסתיו 2003 והם יהיו בנפחים 100 ו150 (0.1, 0.15 cu)

איפה קונים?

נציגות בישראל, טיסני מודיעין.

מחירים:

עדיין לא נקבע מחיר בשקלים, אבל לשם ייחוס הנה הערכה - 400$ בחו"ל בתוספת עלות

משלוח כ50 דולר, 12 אחוז מכס, 18 אחוז מע"מ.

תוסיף ציר התנעה ב150 ₪ ומאריך פלג ב70 ₪.

תושבת מנוע לא צריך אבל לא לשכוח פלג, 35 ₪ וספינר, רצוי Tru-Turn כ150 עד 250 ₪

בעצם גם רצוי לרכוש גם מדחף, אני מניח שזה יעזור למנוע לעלות לאוויר כ 80 שקלים

אחריות:

היצרן נותן שנתיים אחריות בין לאומית (מעתה תוכל לקחת את המנוע אתך לטראק בנאפל ללא חשש)

תגובות הקהל:

אם עד היום היית מגיע לשטח ההטסה והיית אנונימי או סתם עוד אחד מהחברה, מהיום לא יישאר אחד שלא יכיר

אותך ויסובב אליך, את הראש כשתניע את המנוע ותעלה לאוויר.

היה מוכן גם למטר של שאלות וסבלנות רבה תידרש, לכן אני מציע שלפני שאתה יורד לשטח כדי להטיס,

הדפס מאמר זה ותן להם לקרוא בנחת על מנת שאתה תוכל לעלות לאוויר.

לסיכום:

אם, מנוע מתחבא בתוך הקאול, התנעה עם ציר, סל"ד נמוך, מדחף ענק, ומומנט עצום עושים לך את זה...

אז מצאת את המנוע שתאהב.

חומר נוסף:

האתר של החברה www.rcvengines.com

סקירה של מגזין Model Air Plane News

סקירה של מגזין RCM

המון שאלות ותשובות באתר החברה

ספרות הטכנית של המנועים

ספריית תמונות

סרט וידאו הממחיש את הצליל של המנוע

אם הגעת עד לכאן, אנא ממך, לחץ בבקשה על הקישור וענה על מספר שאלות.

זה ייתן לי מוטיבציה להמשיך ולכתוב מאמרים וסקירות.

לחץ כאן

בברכת הטסה נעימה

אבי ורטהיימר

27-9-03