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船模的水冷装置

2016-01-05王俊如

中学科技 2015年12期
关键词:排气口管口船模

王俊如

飞机模型和船模上的动力装置,不论是内燃机还是电动机,在运行过程中都会产生热量。模型内燃机工作时温度过高,可能会引发内燃机气缸活塞与连杆咬死、轴承烧毁、热火栓白金丝烧熔等故障。而模型电动机和一些功率比较大的电子装置,如电池组、电子调速器等,运行时同样也会产生热量,过高的温度,或是烧毁电动机、电子元件,或是造成连接导线和接插件的焊锡熔化脱落的重要原因。诸如此类的故障都会严重影响模型的正常运行。因此,除了在电器材料上采用耐高温材料外,在模型设计上都会采用一些降温措施。飞机模型通常利用其飞行时迎面而来的高速冷气流来冷却发热器件,船模则要依靠在水里航行的有利条件,想办法用水来冷却。

本期,我来为大家介绍一些船模的水冷装置。关于船模的水冷装置有许多需要注意的地方,其中一些零件的制作是必不可少的。

一、模型内燃机的水冷

商店里有售船模专用的内燃机,这类内燃机已经配备有水冷套装置。

内燃机运行时温度最高的地方是上机匣的气缸燃烧室部位,因此,有的水冷套是将燃烧室外围机匣整体水冷的(图1)。

也有的内燃机只是在机匣的燃烧室部位装一圈水冷套,同样也能取得很好的效果。

如果不是船模专用内燃机,上机匣只有散热片,那就要在车床上车去浇铸的散热片,再车一个水冷套,然后用AB胶粘上(图2)。

经验证明,模型内燃机高速运转时,并非温度越低效率越高,过度冷却反而使机器转速受到影响。

为此,我们在改进内燃机时,仅仅改造了它的顶盖。

如图3所示,车制一个铝合金材质的顶盖,便能使内燃机的热火栓和燃烧室的顶部得到冷却,这种方法非常适合在内燃机尚新的时候使用。

一旦内燃机用旧了,气缸活塞磨松了,这时再在燃烧室外加上水冷套,使内燃机工作时气缸略微收紧,不仅可获得良好的水冷效果,还可使内燃机延长使用一段时间。

模型内燃机运行时,排气管也是一个温度比较高的零件。

通常,为了避免内燃机运转时振动激烈使排气口与排气管硬接触,从而造成排气口和排气管的损坏,以及产生强烈的撞击噪声,需要在内燃机排气口和排气管进气口处,加装一段耐高温的硅橡胶管,使排气口和排气管不直接接触(图4)。

但是,硅橡胶管长时间受到高温高速排气气流的冲击,也会熔蚀和损坏,特别是在靠近排气口的位置。

为了解决这个问题,我们可以另外制作一个铝合金的排气口,再在后面接上硅橡胶管和排气管。

只需在内燃机排气口上套两个O形橡胶圈,铝合金排气口套在O形橡胶圈外面,再在排气口上装一个水冷套即可。

如果还想降低排气管的热量,也可以在排气管上加装一个水冷套(图5)。

二、电动机的水冷

电动机的水冷套可以用两种方法制作。效果比较好的是在电动机外壳上直接套一个水冷套(现在店里出售的船用无刷电动机大都已装备了水冷套)。

也可以自己制作,在车床上车一个可以套在电动机外面的铝合金外套,用AB胶粘在电动机外壳上(图6);也可以用薄壁的铝管或铜管盘成螺旋形的简易电动机水冷套,套在电动机外壳上(图7)。

三、大电流电子

调速器的水冷降温

店售的电子调速器,有的已经安装有水冷装置,但也有很多是没有安装水冷的。

自己制作一个水冷装置也不难,最简单的做法是:找两块薄铜板(0.5~1毫米厚),在每块铜板的背面焊3根铜管,铜管间用硅橡胶管连接相通,两头连接进出水冷管。

使用时,把电子调速器用扎带绑在铜板上,让调速器产生的热量通过铜板散热并由水冷管带走大部分热量(图8)。

四、水是如何通过船壳

进入船内水冷通道的呢

(1)进水口的选择

进水口应该位于船底水压力最大的地方,使水流以最大的速度进入水冷管。

这个位置可以在螺旋桨后面舵的右侧(左旋螺旋桨),也可以在断阶艇的断阶端。有的模型在舵上有一个进水孔,进水效果也很好(图9)。

(2)水冷管的分布

以内燃机动力的船模为例,图10是水冷系统的示意图。

(3)水冷管安装注意事项

首要一点就是防漏。万一水冷管漏水,那就等于往船体里灌水,后果将不堪设想。一方面,要经常检查水冷硅橡胶管是否有裂缝(硅橡胶管韧性好,但强度较差),特别要检查管口是否有裂纹,稍有一点裂纹,管子就会破裂,所以要剪掉有裂纹的部分。另一方面,要经常检查水冷管与各接头处是否会脱落,如稍用力就能拉掉,那就有问题了。一种可能是硅橡胶管口松了,另一种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,有时是免不了的,有一个小窍门,大家可以试一试:取一段4~5毫米长的干净硅橡胶管,用钳子撑开管口,套在碰到油的硅橡胶管的外面,这样里面的管子就牢牢地箍在接头上了(图11)。

此外,进水口不要凸出船底,因为模型船的速度很快,船底任何一点凸出都会使船的水下阻力增加。可以在进水管安装好后,将管口锉得和船底一样平,再在进水口前面锉一个凹槽(图12),这样进入水冷管的水量和流速就已经足够了。

船模在沿海城市水域航行时,经常会遇到湖水中盐分高的情况(海水入侵造成),盐会腐蚀水冷通道中的金属部件,因此在上述水域航行以后,都要用清水冲洗水冷管道以延长水冷系统的使用寿命。

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