Inleiding .
Normaliter heeft een 4-tak motor voor iedere cilider twee afgeveerde kleppen, één voor het inlaten van het gasmengsel uit de carburateur en één voor het uitlaten van de verbrande gassen. Deze kleppen worden aangestuurd door een systeem met nokrollen op de kruk-as, klepstoters en tuimelaars. Hoewel maakbaar is het best wel een bewerkelijk systeem voor een modelbouwmotortje zeker als die meer dan één cilinder hebben.
Voor deze 2-cilider 4-takt motor heb daarom een alternatief in- en uitlaat systeem bedacht dat aanzienlijk eenvoudiger te maken is dat uitstekend werkt zoals verop zal blijken.
Het ontwerp
Het inlaat systeem.
Voor het inlaten van de gasmix in de cilinders paste ik mijn beproed kogelklepje toe zoal ik al mmeerdere malen deed bij vorige modellen; zie onderstaande principe figgur:
De stalen kogel in de klep wordt alleen van zijn zittig opgetild als er daarboven een onderdruk ontstaat. Dit is alleen het geval als de zuiger naar beneden beweegt tijdens de inlaat slag. Aldus werkt dit inlaatklepje volledig automatisch, dus zonder een of ander mechanisch aandrijf mechanisme; eenvoudiger kan het niet zijn naar mijn bescheiden mening.
De verticale slag van de kogel die beperkt wordt door de ingeschroefde stift erboven moet wel erg klein zijn om zweven en/of stuiteren van de kogel te voorkomen. Die slag van circa 0,5 mm is ruim voldoende om de gasmix onbelemmerd in de cilinder te laten stromen.
Zo'n kogelklepjes is in de zijkant van van beide cilinderkoppen geschroefd. De klepaansluitingen aan de onderkanten ervan staan parallel aan elkaar en zijn met een rubber slangetje verbonden aan de uitlaat van de carburateur.
Het uitlaat systeem
Voor het uitlaten heb ik bronzen busjes met klepzitting in de cilinderkoppen geperst recht tegenover de inlaat kopgelklepjes. In elk van deze bronzen busjes zit met een goede glijpassing een afgeveerd uitlaatklepje. In de klepstelen daarvan heb ik drie kleine sleufjes gefreesd die onderling een hoek van 120 graden maken waarlangs de uitlaatgassen kunnen ontsnappen als de kleppen worden geopend tijdend de uitlaatslag.
Voor het openen van de twee klepjes heb ik een niet eerder gezien systeem gemaakt (voor zover ik weet) waarbij één ekele en verticaal opgestelde roterende nokschijf de beide kleppen 90 graden na elkaar indrukken en dat gedurende hun respectievelijke uitlaatslagengen.Onderstaande figuur toont het ontwerp van de uitlaatklepjes en de enkelvoudige nokschijf:
Een klepslag van slechts 0,5 tot 1 mm blijkt voldoende te zijn om de uitlaatgassen geheel kwijt te raken langs de sleujes in de klepstelen.
De nokschijf wordt aangedreven met een soepele kunststof tandriem om het tandwiel op de as van de schijf en de twee tandwielen op de beide krukassen. De overbrengverhouding is 1 op 2 hetgeen altijd het geval is bij 4-takt motorenen.
De zuigers en cilinders.
De twee zuigers van perlietisch gietijzer (GG25) lopen in één cilinderblok dat van hetzelfde materiaal is gemaakt.
Beide kleppen liggen op dezelfde omschreven cirkel zodat die ook met dezelfde zijdelingse nok op de nokschijf worden open gedrukt. Omdat de zuigers 90 graden in fase verschoven zijn moet de nok ook precies 90 graden later bij het tweede klepje aankomen. Dit kan alleen als de halve afstand tussen de kleppen gelijk is aan de afstand tussen het vlak door de kleppen en de hartlijn van de as door de nokschijf.Voor het maken van de vonken heb ik twee afzonderlijke circuits gemaakt net relatief kleine motorfiets bobines die ik in de voet kon inbouwen. Ze worden aangestuurd door twee afzonderlijke nokken onder 90 graden op het vliegwiel. Ik heb niet gekozen voor een vonkverdeler in het hoogspanningsgedeelte omdat dit erg lastig is om te maken.
De tandwielen voor de getande riem
Ik heb de tandwielen voor de getande riem zelf gemaakt omdat daar niet zo gemakkelijk aan is te komen is en omdat ook ze best duur zijn; voor dit setje betaal je al gauw 70 Euro exclusief verzendkosten. Je kunt ze heel goed zelf maken als je tenminste beschikt over een verdeeltafel onder de freesmachine. De vertanding van dit soort tandriem wielen is namelijk gewoon trapeziumvormig en dus veel simpeler dan die van tandwielen die in elkaar lopen en waar je speciale moduulfrezen voor nodig hebt. Ik heb hiervoor een eenvoudig zelf gemaakt freesje gebruikt met twee snijkanten van een hardstalen pons nippel. Ik heb me eerst verdiept in de maatvoeringen van het tandriempje en de tandwielen en daaruit de juiste hoek van dat freesje bepaald; zie onderstaande CAD tekening die ik op grond daarvan maakte.
De diameter over de tanden hangt natuurlijk af van het aantal tanden en de steek die bij dit riempje 2,5mm is. De diameter van het tandloze wiel is erg belangrijk en ik heb die uit fabricage gegevens kunnen opsporen. Het is van groot belang dat deze diameter exact wordt gemaakt om ervoor te zorgen dat de riem later mooi in de vertandingen loopt.
Het maken van deze tandwielen is wel een aardig klusje maar het is me met deze eenvoudige hulpmiddelen wonderwel gelukt, zie de onderstaande foto:
De caburateur.
Zoals bij al mijn verbrandingsmotortjes het geval is heb ik ook hier weer mijn "Benzinedamp Carburateur" toegepast; klik hier voor de beschrijvin en de afstelling ervan.
Het resultaat
In feite is het een een zeer eenvoudige 2-cilinder 4-takt motor geworden, voornamelijk omdat hier twee keer twee kleppen in de cilinderkoppen ontbreken, inclusief de aandrijfsystemen daarvoor met 1 op 2 distributie, vier nokschijven, vier klepstoters en vier tuimelaars. De motor loopt op gewone auto benzine in de Benzinedamp Carburateur en kan eenvoudig worden opgestart met bv. een handboormachine op de poelie tegen het vliegwiel. De motorsnelheid kan met de regelaar op de carburateur worden ingesteld tussen ca 600 en 1500 toeren per minuut.
Zoals geldt voor al mijn verbrandingsmotortjes ontbreken hier ook weer de moeilijker zaken zoals zoals slijp- en gietwerk, geforceerde koel- en smeersystemen, carter, complexe krukas, enz. Het hele ding is te maken met enkel standaard draai- en freeswerk uitgaande van standaard materialen, zodat iedere modale modelbouwer (zoals ik) dat zou moeten kunnen maken als hij er lol van inziet. Het heeft natuurlijk ook zo zijn beperkingen; je moet niet proberen om er uren lang koeien mee uit de sloot te trekken.Video:
Bouwtekeningen.
Ik heb van deze motoer een CAD tekeningpakket gemaakt dat beschikbaar is voor iedere geinteresseerde ; klik hier. voor een aanvraag daarvan.
Replica van Monty Lenard:
