王俊如
飛機(jī)模型和船模上的動(dòng)力裝置,不論是內(nèi)燃機(jī)還是電動(dòng)機(jī),在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生熱量。模型內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)溫度過(guò)高,可能會(huì)引發(fā)內(nèi)燃機(jī)氣缸活塞與連桿咬死、軸承燒毀、熱火栓白金絲燒熔等故障。而模型電動(dòng)機(jī)和一些功率比較大的電子裝置,如電池組、電子調(diào)速器等,運(yùn)行時(shí)同樣也會(huì)產(chǎn)生熱量,過(guò)高的溫度,或是燒毀電動(dòng)機(jī)、電子元件,或是造成連接導(dǎo)線和接插件的焊錫熔化脫落的重要原因。諸如此類的故障都會(huì)嚴(yán)重影響模型的正常運(yùn)行。因此,除了在電器材料上采用耐高溫材料外,在模型設(shè)計(jì)上都會(huì)采用一些降溫措施。飛機(jī)模型通常利用其飛行時(shí)迎面而來(lái)的高速冷氣流來(lái)冷卻發(fā)熱器件,船模則要依靠在水里航行的有利條件,想辦法用水來(lái)冷卻。
本期,我來(lái)為大家介紹一些船模的水冷裝置。關(guān)于船模的水冷裝置有許多需要注意的地方,其中一些零件的制作是必不可少的。
一、模型內(nèi)燃機(jī)的水冷
商店里有售船模專用的內(nèi)燃機(jī),這類內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)配備有水冷套裝置。
內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)溫度最高的地方是上機(jī)匣的氣缸燃燒室部位,因此,有的水冷套是將燃燒室外圍機(jī)匣整體水冷的(圖1)。
也有的內(nèi)燃機(jī)只是在機(jī)匣的燃燒室部位裝一圈水冷套,同樣也能取得很好的效果。
如果不是船模專用內(nèi)燃機(jī),上機(jī)匣只有散熱片,那就要在車床上車去澆鑄的散熱片,再車一個(gè)水冷套,然后用AB膠粘上(圖2)。
經(jīng)驗(yàn)證明,模型內(nèi)燃機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),并非溫度越低效率越高,過(guò)度冷卻反而使機(jī)器轉(zhuǎn)速受到影響。
為此,我們?cè)诟倪M(jìn)內(nèi)燃機(jī)時(shí),僅僅改造了它的頂蓋。
如圖3所示,車制一個(gè)鋁合金材質(zhì)的頂蓋,便能使內(nèi)燃機(jī)的熱火栓和燃燒室的頂部得到冷卻,這種方法非常適合在內(nèi)燃機(jī)尚新的時(shí)候使用。
一旦內(nèi)燃機(jī)用舊了,氣缸活塞磨松了,這時(shí)再在燃燒室外加上水冷套,使內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)氣缸略微收緊,不僅可獲得良好的水冷效果,還可使內(nèi)燃機(jī)延長(zhǎng)使用一段時(shí)間。
模型內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí),排氣管也是一個(gè)溫度比較高的零件。
通常,為了避免內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)激烈使排氣口與排氣管硬接觸,從而造成排氣口和排氣管的損壞,以及產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊噪聲,需要在內(nèi)燃機(jī)排氣口和排氣管進(jìn)氣口處,加裝一段耐高溫的硅橡膠管,使排氣口和排氣管不直接接觸(圖4)。
但是,硅橡膠管長(zhǎng)時(shí)間受到高溫高速排氣氣流的沖擊,也會(huì)熔蝕和損壞,特別是在靠近排氣口的位置。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們可以另外制作一個(gè)鋁合金的排氣口,再在后面接上硅橡膠管和排氣管。
只需在內(nèi)燃機(jī)排氣口上套兩個(gè)O形橡膠圈,鋁合金排氣口套在O形橡膠圈外面,再在排氣口上裝一個(gè)水冷套即可。
如果還想降低排氣管的熱量,也可以在排氣管上加裝一個(gè)水冷套(圖5)。
二、電動(dòng)機(jī)的水冷
電動(dòng)機(jī)的水冷套可以用兩種方法制作。效果比較好的是在電動(dòng)機(jī)外殼上直接套一個(gè)水冷套(現(xiàn)在店里出售的船用無(wú)刷電動(dòng)機(jī)大都已裝備了水冷套)。
也可以自己制作,在車床上車一個(gè)可以套在電動(dòng)機(jī)外面的鋁合金外套,用AB膠粘在電動(dòng)機(jī)外殼上(圖6);也可以用薄壁的鋁管或銅管盤(pán)成螺旋形的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)水冷套,套在電動(dòng)機(jī)外殼上(圖7)。
三、大電流電子
調(diào)速器的水冷降溫
店售的電子調(diào)速器,有的已經(jīng)安裝有水冷裝置,但也有很多是沒(méi)有安裝水冷的。
自己制作一個(gè)水冷裝置也不難,最簡(jiǎn)單的做法是:找兩塊薄銅板(0.5~1毫米厚),在每塊銅板的背面焊3根銅管,銅管間用硅橡膠管連接相通,兩頭連接進(jìn)出水冷管。
使用時(shí),把電子調(diào)速器用扎帶綁在銅板上,讓調(diào)速器產(chǎn)生的熱量通過(guò)銅板散熱并由水冷管帶走大部分熱量(圖8)。
四、水是如何通過(guò)船殼
進(jìn)入船內(nèi)水冷通道的呢
(1)進(jìn)水口的選擇
進(jìn)水口應(yīng)該位于船底水壓力最大的地方,使水流以最大的速度進(jìn)入水冷管。
這個(gè)位置可以在螺旋槳后面舵的右側(cè)(左旋螺旋槳),也可以在斷階艇的斷階端。有的模型在舵上有一個(gè)進(jìn)水孔,進(jìn)水效果也很好(圖9)。
(2)水冷管的分布
以內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力的船模為例,圖10是水冷系統(tǒng)的示意圖。
(3)水冷管安裝注意事項(xiàng)
首要一點(diǎn)就是防漏。萬(wàn)一水冷管漏水,那就等于往船體里灌水,后果將不堪設(shè)想。一方面,要經(jīng)常檢查水冷硅橡膠管是否有裂縫(硅橡膠管韌性好,但強(qiáng)度較差),特別要檢查管口是否有裂紋,稍有一點(diǎn)裂紋,管子就會(huì)破裂,所以要剪掉有裂紋的部分。另一方面,要經(jīng)常檢查水冷管與各接頭處是否會(huì)脫落,如稍用力就能拉掉,那就有問(wèn)題了。一種可能是硅橡膠管口松了,另一種可能是管口碰到了油。管口松了,直接剪掉一截即可。管口有油,有時(shí)是免不了的,有一個(gè)小竅門(mén),大家可以試一試:取一段4~5毫米長(zhǎng)的干凈硅橡膠管,用鉗子撐開(kāi)管口,套在碰到油的硅橡膠管的外面,這樣里面的管子就牢牢地箍在接頭上了(圖11)。
此外,進(jìn)水口不要凸出船底,因?yàn)槟P痛乃俣群芸?,船底任何一點(diǎn)凸出都會(huì)使船的水下阻力增加??梢栽谶M(jìn)水管安裝好后,將管口銼得和船底一樣平,再在進(jìn)水口前面銼一個(gè)凹槽(圖12),這樣進(jìn)入水冷管的水量和流速就已經(jīng)足夠了。
船模在沿海城市水域航行時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到湖水中鹽分高的情況(海水入侵造成),鹽會(huì)腐蝕水冷通道中的金屬部件,因此在上述水域航行以后,都要用清水沖洗水冷管道以延長(zhǎng)水冷系統(tǒng)的使用壽命。