DAMPFI12 ein Motor im Vierteltakt

Die Laufschwierigkeiten von DAMPFI09 hinterließen einen durchaus anhaltenden Eindruck. Doch mit der Zeit ändert sich auch die Sicht auf negative Erlebnisse. Der Modellbauvirus ist offensichtlich unheilbar und bewusstseinserweiternd. Nachdem das Netz zur Motivation wieder mal ordentlich beiträgt, befindet sich DAMPFI12 bereits in der Planungsphase. 

Auslegung und Vorgaben

Auch diesmal will ich den Motor selbst konstruieren, wobei ich gewisse Maße von lauffreudigen Modellmotoren übernehmen werde. Das Rohmaterial soll auch wieder größtmöglichst aus der Restekiste stammen, schließlich will ich ja keine Kaufmodell.

Der Motor soll handlich sein, aber nicht zu klein um Probleme beim Bau zu vermeiden. Da von einem ausgeschlachteten PC noch ein Kühlkörper (Flüssigkeitskühlung) mit Ventilator vorhanden ist, möchte ich eine Wasserkühlung mit elektronischer Steuerung verwirklichen. Auch die Zündung soll wieder im Eigenbau entstehen.

Die weiteren Angaben in einer Kurzübersicht:


  • Viertaktmotor 
  • Tellerventile für Ein- und Auslass
  • Ventilsteuerung mit unten liegender Nockenwelle
  • Schalldämpfer am Auspuff
  • Venturi-Vergaser
  • Liegende Bauweise mit zwei Schwungrädern
  • Möglichkeit zur Nachträglichen Hit-& Miss Steuerung (Erweiterung)
  • Zylinderbohrung ca. 20mm
  • Kolben mit Kolbenringen
  • Schmierung über Tropföler


Der aufmerksame Leser wird jetzt aufhorchen und sagen: Das ist ein Webstermotor!!

...und ja, an den angelehnt möchte ich DAMPFI12 bauen. 

Aber bis der Motor in die Bauphase tritt muss noch viel gezeichnet, gerechnet und ersonnen werden. Immerhin existiert schon mal der Grundbaustein der Kühlung

Der erste Entwurf als Computermodell zeigt einen liegenden Motor mit unten liegender Nockenwelle. Der Tank besteht aus einem Glasrohr mit Schwimmerregelung im unteren Drittel. Unter dem rechten Schwungrad verbirgt sich eine kleine Zahnradpumpe für die Flüssigkeitskühlng.

Inzwischen sind die ersten Bauteile entstanden. Die Zündkerze besteht aus einem Stahlgehäuse einem Isolator aus PTFE und einer Elektrode, gefertigt aus einem alten 2mm Bohrer. 


Um die Dichtheit der Ventile und die Funktionsfähigkeit der Zündung unter Druck testen zu können wurde ein Prüfzylinder gebaut. Mittels Druckluft und Manometer lässt sich die gesamte Zylinderkopfkonstruktion testen. 

Die Zahnradfertigung ging leichter als gedacht. Der Vorgang wurde von Achim hier http://www.metallmodellbau.de/GEAR-CUTTING.php wunderbar beschrieben. Da ich in der glücklichen Lage bin eine etwas größere Fräsmaschine zu besitzen, war die Fertigung eines größeren Fräsers kein Problem. Die einzelnen Winkelwerte beim Fräsen lassen sich einfach mittels einer Tabellenkalkulation errechnen und ausdrucken. Dies erleichtert die Arbeit sehr und verringert die Wahrscheinlichkeit einer falschen Teilung. Dies ruiniert natürlich das gesamte Zahnrad. Bei 56 Zähnen ist Konzentration angesagt.


Als Abschluss des Projekt gibts natürlich auch den Film dazu

Bearbeitungshinweise

Die Zahnradpumpe lässt sich am leichtesten in folgender Art herstellen. Das Gehäuse wird auf Maß gefräst, danach mit dem Rahmenseitenteil verschraubt und die Bohrung der Antriebsachse durch die Lagerbuchse (Seitenteil) hindurch gebohrt. Die zweite Achsbohrung danach durch das Seitenteil hindurch bohren, das Seitenteil auf 8 mm aufbohren und danach eine Lagerbuchse (Sackbohrung) in das Seitenteil einkleben. Danach wird das Gehäuse vom Seitenteil getrennt, auf die Bohrungen ausgerichtet und die Innenform gefräst. So ist sichergestellt, dass alle Bohrungen miteinander fluchten.

Die Herstellung der Zylinder-Kolben Passung war mit Hilfe der Tipps aus dem Netz eine einfache Sache. Mehr dazu unter Tipps und Tricks.

 

Für den Ventilsitz fertigte ich einen Ventilsitzfräser. Da ich keinen Oberschlitten auf meiner Drehbank hab, musste ich den Winkel der Ventile und des Fräseres auf andere Art herstellen. Eine Wendeschneidplatte wurde im Halter grob im Winkel zum Rohling eingespannt. So drehte ich die Ventile zwischen Spitzen und auch den Fräser. Die Schräge der Wendeschneidplatte formte so exakt gleiche Winkel, obwohl sie nicht genau den Gradangaben entspricht. Anschließend wurde am Rundtisch 4 Einfräsungen am Fräser hergestellt und der Freiwinkel mittels Feile hergestellt. Das Härten ersparte ich dem guten Stück, da die Ventilsitze aus Bronze bestehen und auch ohne Härten gefräst werden können.

 

Die Düsennadel wurde aus einem 1,5mm Bohrer unter Zuhilfenahme eines Akkuschraubers geschliffen und anschließend mit Schmirgelleinen poliert. 

 

Der Schwimmer wurde aus einer zusammengekürzten und anschließend verklebten Verpackung eines Fräsers gefertigt und wiegt 3g. Total eingetaucht verdrängt er ein bisschen mehr als 17g Benzin (Dichte ~ 0,7g/cm^3)

 

Die Bohrung in der Mittelstange des Ölers ist mit 2mm bei einem Außengewinde mit M3 ziemlich grenzwertig. Das minimale Verlaufen des Bohres reichte um den Bauteil in die Ausschusskiste zu befördern. Abhilfe schaffte ein 2mm Kanonenbohrer aus einem alten Bohrer geschliffen. Damit klappte es wunderbar.

 

 

 

Abänderungen zum ursprünglichen Plan

Die Zahnradpumpe arbeitete nicht so wie ich es mir vorgestellt hatte. Die Pumpleistung reichte nicht aus, um den Kühlkreislauf am Leben zu halten. Also baute ich eine kleine elektrische Wasserpumpe. Die Folge war eine überarbeitete Stromversorgung, da nun 3 Verbraucher zu bedienen sind. 

Die Leitungen waren aus Kupfer vorgesehen. Der Einfachheit halber realisierte ich die mit Silikonschläuchen. 

Das Ventil des Schwimmer dichtete nicht richtig. Also drehte ich eine klein Ventilnadel und schliff sie ein. Nun arbeitet der Schwimmer auch so wie er sollte. 

Der Einsatz eines O-Ringes als Kolbenringersatz ist nicht für längeren Einsatz geeignet. Die Reibung zerstört den Ring nach relativ kurzer Laufzeit. Entweder es kommen Kolbenringe zum Einsatz, oder der Kolben wird so exakt eingepasst, dass eine gute Kompression sichergestellt ist.