Bensinmotor (KNAPPT PÅBÖRJAT PROJEKT)

Introduktion

Jag och min yngre bror har börjat lite smått med att bygga en encylindrig bensinmotor. Det kommer att vara en liten motor, och vi kommer inte att använda den till något. Vi ska bara se om det går att bygga den. Just nu har vi inte särskilt mycket tid att jobba med den, så det kommer att gå långsamt.

Från början tänkte vi mer på att bygga en tvåtaktare, men tvåtaktare behöver ha ett slutet och tätat vevhus som kommer att vara fyllt med bensinångor och kondens. Även om det skulle vara enklare att bygga en fungerande tvåtaktare, så kändes det som om en fyrtaktare skulle klara sig lite längre, speciellt med våra ovanliga material. Ett helt annat alternativ är att ha en tvåtaktare med två cylindrar. En för förbränning, och en annan som bara punpar bränsle på samma sätt som vevhuset gör i vanliga tvåtaktare.

Det ovanligaste med motorn är att vi valt att bygga den till större delen av trä. Vi valde trä eftersom vi har verktyg för träberarbetning hemma. Vi saknar helt fräs, svarv, svets, och annat som man skulle behöva om man jobbade med metall. Den enda stora fördelen med trä är att vi inte kommer att ha någon skrot-konstruktion ståendes i garaget, för motorn kan vi försöka elda upp när vi tröttnat på den (uthållighetstest).

Vi vet faktiskt att man inte nödvändigtvis behöver använda metall till delarna inne i motorn - någon konsult min brorsa mött hade som ung kört med en kolv av spånplatta. Han hade fräst upp cylindern, men orkade inte vänta på att den grövre kolven han beställt skulle komma. Spånskivan höll faktiskt mycket längre än man kan tro innan motorn skar. Jag har för mig att problemet var att bensinen luckrat upp spånplattan, så att vevstången lossnat och skrapat till cylindern rejält. Hade bara vevstången också vart av trä så hade motorn inte tagit så mycket stryk...

Det näst ovanliga med motorn är att inget är CAD:at (förutom två kugghjul). Allt kommer att byggas mest på känn. Hur bra känn jag och Anton har kan ju diskuteras, för vi har aldrig vart särskilt intresserade av bilar / moppar / motorer.

Cylindern

Vi fuskar och kommer att använda en vanlig gammal plåtburk som cylinder.

Kolven

Kolven är gjord av trä. Kommer att vara bred i förhållande till höjden, och kommer att ha kort slaglängd. Det gör att ventilerna kan göras större - ska ge mera effekt...

Vevstaken och Vevaxeln

Också gjorda av trä. Varken staken eller axeln har balanseringsvikter, så det kommer nog att vibrera en del.

Svänghjulet

Svänghjulet kanske också görs av trä, troligen med en skåra i så att man kan snörstarta motorn. Annars kan man prova att starta med en gummirulle fastsatt i en borrmaskin.

Ventilerna

Det blir nog en insugnings och en utblåsningsventil. Troligen i form av skruvar med bricka fastsatt mot skallen för att täta mot cylindern. Dom kommer att styras av stötstänger som i sin tur styrs av kamaxeln.

Kamaxeln

Det stora omaket med fyrtaktare är att kamaxeln ska rotera hälften så fort som vevaxeln. Man kan kringgå det genom att ha elektromagneter som styr öppning och stängning av ventilerna i stället för en kamaxel. Vi bedömde att kraftiga elektromagneter och all elektronik och styrprogramvara som skulle behövas var dyrare/krångligare än att köra med en vanlig kamaxel. Därför behöver vi en utväxling som kan fås med kedja, kugghjul, tandade remmar, eller något liknande.

Just nu lutar det åt att kamaxeln blir lågt placerad i motorn, och att man använder längre stötstänger mellan kamaxeln och ventilerna, men vi får se hur det blir i slutändan.

Kugghjulen: Jag såg i min Karlebo Handbok att det fanns en typ av kugghjul som har evolventkugg. Det speciella med den sortens kuggar är att när två sådana kugghjul roterar tillsammans så skrapar dom inte mot varandra. Punkten där kraften överförs rullas i stället längst med kuggen när kugghjulen roterar. Kör jag med den sortens kugghjul kommer jag att skriva ut två kugghjul, limma fast dom på en mdf-skiva, och såga till dom med sticksåg. Ett alternativ till evolventkugg är att göra något enklare, och förstärka kuggarna med metallremsor.

Tändningen

Tändningen kommer att bli väldigt provisorisk. Vi har den billigaste tändspolen, tändkabeln, och tändstiften som gick att hitta på Biltema. Till att börja med kommer tändningen kanske till och med att vara mekanisk, eller transistoriserad men med mekanisk brytare. Vi får en gnista när vi kör med ett 6V-batteri (som vi hade hemma), men vi byter till ett 12V-batteri för att få kraftigare gnista om det skulle behövas.

Förgasare eller Direktinsprutning

Det är inte säkert att vi kör med förgasare. Har vi en förgasare kommer det att vara en venturi-förgasare. Kör vi inte med förgasare så blir det direktinsprutning. I början kommer insprutningen troligen att vara kontinuerlig och placerad lite längre ifrån insugningsventilen. Om vi inte tröttnat så kanske vi har pulsande insprutning väldigt nära insugningsventilen, men vi får se hur det blir med det...

Luftspjäll

Kommer att behövas. Man vill ju inte köra en trämotor kontinuerligt på full gas.

Reglage

Det finns många parametrar som man nog vill styra, som behöver ha rattar för att ställas in. Just nu kommer jag på:
Gasen - dvs luftspjällets öppning.
Bensinblandning - dvs hur mycket bensin som sprutas in per volym luft.
Timing för ventilerna - går nog inte att justera under gång.
Timingen för tändningen - hur många vevaxelgrader innan övre dödpunkten (dvs när cylindern är överst) som tändningen ska aktiveras.

Länkar:

Team Sörman Racing - Vedboden Vedbodtrimmarens handböcker - otroligt bra skrivet om det mesta man behöver veta om alla viktiga delar av motorer. (Sammanträffande att vi bygger trämotor, och dom kallar sig vedbodtrimmare...)

The Otto engine - den vanliga fyrtaktaren

How Stuff Work - Engine (beskriver vanlig fyrtaktare)

Some animations of engines (reguires Java)

Advanced Engine Design Q&A

Förgasartips