Koelkop modelmotor.

[memphis]

De koelkoppen van modelmotoren voor RC auto's zijn vaak saai en veelal hetzelfde ontwerp op basis van een centrale stam met dwarsliggende finnen op elkaar..



Ooit een kop gezien met rechtopstaande finnen, nu is dat al aardig oud maar die kop had een moderne vormgeving . Het idee van rechtopstaande finnen leek mij wel wat en begon ik na te denken.
Ik kwam tot dit:



Een maat die handig is met Solidworks gooide het even in een 3D tekening



Dat zag er zo goed uit dat ik besloot om hem te gaan maken. Even van Aliexpress voor een paar dollar lange 4mm frezen gekocht



Genoeg materiaal in huis dus eerst de kop in zijn vorm gedraaid



Dan de 4x 4mm gaten geboord en verzinken met een frees voor de schroeven.



Op mijn frees hab ik alleen op de X-as een elektronisch lineaal zitten maar moest ook aan eindstoppen op de Y-as bedenken. Uiteindelijk een 25.4mm meetklok kunnen monteren om zo de lengte van de sleuf in de gaten te houden. Vanwege de lange frees is er wat flex en moest ik niet te veel willen frezen, dus heel veel keren op en neer op de Y-as en per keer hooguit 3mm wegfrezen..



Een aantal sleuven verder begint er een duidelijk beeld te komen.



Voor een 1e poging niet eens zo slecht:







Ondertussen al met een vijl hier en daar wat oneffenheden weggewerkt dus nu nog even polijsten en anodiseren. Mijn keuze zal iets van rood of bordeaux rood worden maar div mensen zeggen dat die zwart moet worden. In theorie kan ik alle kleuren doen.

Maar dit is ook een grenderde tekening met de rode kleur als idee:



Ik wil zeker nog een 2e maken maar dan wil ik de sleuven even bij een maat op de CNC frees doen, dan kan het mooi gecontroleerd langzaam in kleine stapjes voor een optimaal resultaat.

[burrfoot]

Goed. Op zich, kudoos voor wat je gemaakt hebt maar vanuit thermisch oogpunt is genoeg op af te kraken.
Het saaie ontwerp heeft bij stilstand nog afdoende afgifte aan de omringende lucht om te kunnen koelen.
Jou ontwerp heeft een isolator bovenop waardoor de lucht tussen de ribben opwarmt en niet afgegeven wordt aan de omgeving. Voordeel is dat je lekker snel een mooie warme kop hebt.. maar dat is nu net ook de crux, die warmte neemt pas af op het moment dat er lucht tussen de ribben door kan .. Er is een reden dat zelfs bij CPU koelers er een geforceerde luchtstroom nodig is bij dit soort vormen.

Esthetisch gezien 2 duimen omhoog. Praktisch, 2 naar beneden. Soms is een lelijk iets functioneler dan een eye-pleaser ..

[memphis]

Ach, stilstaan doen we niet als we wedstrijden rijden, dan draaien we gemiddeld een 60 tot 70km/u en topsnelheden tot over de 100. De test zal uitwijzen, eerst met een originele op optimaal afstellen en dan de kop wisselen. Kijken hoe dan de motor loopt en de temperatuur zich gedraagt.

[Ernemmer]

20 jaar geleden was ik lid van EMVC en daar was ook iemand die altijd zijn eigen koppen draaide, hij had elke keer weer iets anders leuks verzonnen. Of het echt beter werkte weet ik niet, maar ik denk zelf dat het ontwerp van de fabrikant al heel goed werkt, anders hadden ze er wel een andere op gezet.

[memphis]

De standaard koppen zijn simpel en snel te maken. Van Novarossi worden ze veelal gegoten maar indien met machines gemaakt is het heel simpel horixontale finnen vereist amper een ingewikkelde draaibank. Gewoon een bar staaf inproppen, kamertje uitdraaien, paar ribben steken,gaten boren en afsteken.

YouTube: RC Engine Cooling Head - How it's made

[memphis]

Met de gedachte dat dit een 6000 soort aluminium was welke makkelijk te annodiseren is had ik toch even de specs opgezocht en bleek dat het een 2007 aluminium was. Bij wat onderzoek bleek dat dit tov 7075 nog moeilijker te annodiseren was.

Besloten om toch de gok te wagen op een iets hogere dan de grof berekende stroomsterkte en iets langer in het bad te laten en het resultaat mag er wezen:

[NiGeLaToR]

Heel gaaf gedaan! Mooi om noeste arbeid te zien

Je kreeg al wat feedback op de wellicht mindere warmte afgifte maar dat hoeft niet per se zo te zijn. Dat wordt bepaald door oa de massa, oppervlak van de finnen/kamers en luchtstroming. Daar kun je dus ook nog invloed op uitoefenen. Heb je er al mee gereden? Wat waren je ervaringen.

[memphis]

Klopt, het is geen stilstaand object, de lucht gaat er recht doorheen dus het boeit niet dat er een dichte bovenkant op zit..

Ik heb afgelopen zondag even met de kop gereden toen die nog blanco was. Ik had een motor om in te lopen en toen die eenmaal optimaal afgesteld was waarbij ik het idee had dat die op het einde van het rechte stuk op het randje van arm lopen zat heb ik de kop gewisseld. Na het wisselen leek de motor zich net iets beter te gedragen. Op blanco aluminium is meten met een IR temperatuurmeter sowieso lastig dus onbekend of het beter lopen juist kwam door de betere koeling of de mindere koeling.

Omdat we geen zuigeveer kennen loopt de zuiger precies passend door de cilinder en daar is de inloop voor om de overmaat zuiger precies op maat te krijgen maar loopt dan nog vaak net iets aan voor een paar liter voordat die echt los komt. Een mindere koeling zal de cilinder iets meer uitzetten waardoor de zuiger losser in de cilinder schuift maar daartegen met op het randje van arm lopen zal bij een mindere koeling de motor duidelijke symptomen geven vann een mindere koeling door bij het loslaten van het gas na te jengelen en dat deed hij juist niet.

Ik denk dat de verbetering bij de koeling van de gloeiplug zit. De ontsteking is op basis van zelfontbranding en het moment wordt bepaald door compressie, gloeiplug en nitrogehalte. De toerental afhankelijke ontsteking of ook wel ontstekingsvervroeging komt van het verder doorbuigen van de krukas en de gloeisterkte van de gloeiplug die iets afkoelt na de ontbranding. En op de foto is goed te zien hoe goed de plug zijn koeling krijgt.

[memphis]

En resultaat, 2 identieke motoren waarvan 1 met deze kop. Degene met de originele kop werd zoals verwacht een 135 tot 140 graden zoals ze dat altijd bij mij doen. Degene met deze kop kwam niet boven de 120 graden.

[WEBGAMING]

Als je dat in solidworks hebt gemaakt, kan je misschien ook wel de oppervlakte zien? Ben wel benieuwd welk design nou meer koeloppervlakte heeft. (maar je zal er waarschijnlijk nooit achter komen wat het oppervlak van het origineel is)
En hij is zo te zien ook wat korter als een originele?

Die dichte bovenkant geeft je ook alleen maar meer koeloppervlak. Al zal het helemaal bovenaan denk ik niet zo gek veel uithalen.

En wat gebeurt er als je hem dwars zet? (gewoon de kop een slag draaien natuurlijk)

Ik vind hem wel erg mooi. Een stuk mooier als de standaard koelkoppen. Maar ik denk dat het voor de meeste hobby rijders bijna alleen maar nadelen heeft. Alhoewel, de oude motoren hadden ook de vinnen in 1 specifieke richting.

Anodiseren vind ik ook heel erg mooi gelukt. Weet niet of het aan de foto's ligt, maar het is meer orange he? De standaard oranje anodisatie, alleen dan een stuk donkerder dan je meestal ziet?
Vind hem eigenlijk ook wel erg mooi in blank aluminium.

Ik had eerlijk gezegd niet verwacht dat je betere resultaten zou krijgen. Netjes hoor!

burrfoot schreef op woensdag 20 maart 2019 @ 16:57:
Goed. Op zich, kudoos voor wat je gemaakt hebt maar vanuit thermisch oogpunt is genoeg op af te kraken.
Het saaie ontwerp heeft bij stilstand nog afdoende afgifte aan de omringende lucht om te kunnen koelen.
Jou ontwerp heeft een isolator bovenop waardoor de lucht tussen de ribben opwarmt en niet afgegeven wordt aan de omgeving. Voordeel is dat je lekker snel een mooie warme kop hebt.. maar dat is nu net ook de crux, die warmte neemt pas af op het moment dat er lucht tussen de ribben door kan .. Er is een reden dat zelfs bij CPU koelers er een geforceerde luchtstroom nodig is bij dit soort vormen.

Die paar seconden, of hooguit minuten dat de boel stil staat zal het niet zo heel erg opwarmen. Hij loopt dan stationair, dus heeft hij ook minder koeling nodig. Nee, daar zou ik me ook geen zorgen over maken.

Als de cpu in idle is, kan een luchtkoeler ook prima passief draaien. Dat is totaal geen probleem met de temperatuur. Pas als de boel echt aan het werk gaat heb je de geforceerde koeling nodig. En als deze hard aan het werk is, is hij hard in beweging.

[ Voor 45% gewijzigd door WEBGAMING op 21-04-2019 14:31 ]

[memphis]

Ik kan eens aan mijn maat vragen of SW ook de oppervlakte kan berekenen. Annodiseren is sowieso lastig met bepaalde soorten aluminium, voor deze kop hadden we ook een stukje 7075 gedaan op een hogere stroomsterkte dan berekend en dat ging inderdaad al beter maar werd meer een roestbruine kleur. Het mooie diepe rood kwam er niet uit, dat gaat alleen goed met 6000 soorten aluminium. Helaas laat 6000 aluminium zich niet zo makkelijk bewerken zonder een stroom aan koelvloeistof.

De tekening was grofweg op basis van 3 koppen uit een stuk van 10cm na het zagen en weer vlak draaien verlies je wat. Op zich maakt dat niet veel uit als die nu 33mm of 29mm hoog is. Ondanks dat is de kop op de foto onder een dezelfde hoek als de tekening sprekend.

Op zich is het idee van rechtopstaande finnen niet nieuw en ook niet slecht, alle finnen op de basis van de kop geeft een veel directer warmte spreiding dan als alles eerst door een kelk over het midden moet. Daarom zie je de low CG koppen van oa OS en Orcan ook met rechtopstaande finnen.

Dwars zetten zal denk ik veel luchtweerstand geven en de plug zelf zal amper koeling krijgen, vooral dat laatste betekend dat je de motor niet zo arm kan zetten.

[WEBGAMING]

Ik denk ook dat verschillende soorten aluminium net anders hitte geleiden? Dat zal zo minimaal zijn dat het niks uit maakt, maar in theorie zal er wel verschil in zitten neem ik aan.

Je ziet best veel licht oranje anodisatie, dit lijkt er op, maar dan donkerder. Zal zoals je zegt ook wel met de soort te maken hebben, de meeste delen moeten natuurlijk van best hard aluminium gemaakt worden.

Nee, die paar mm zal niet veel verschil maken, viel me alleen op dat de originele kop wat langer lijkt te zijn. Misschien is het in het echt minder, maar op de foto's lijkt het er wel op dat hij een hoop korter is.

Denk dat er wel een reden is dat het tegenwoordig zo ontworpen is. Het is wat universeler om toe te passen. Het hoeft niet in een bepaalde richting te staan. Rechte vinnen zijn natuurlijk nog een stuk makkelijker om te maken. Die koppen waren volgens mij ook vaak gegoten.

[burrfoot]

Leuk om te zien dat mijn scepsis onterecht blijkt te zijn .. Nog leuker om te zien dat het ook echt getest is in een live situatie.

Goed bezig @memphis