4-stroke Engine SAIC5-23
"Mauz"
Mauz ist ein 1-Zylinder, 4-Takt Verbrennungsmotor mit Fliehkraft-geregeltem Drosselvergaser und Luftkühlung.
Der Motor ist eine komplette Eigenentwicklung, kommt ohne Gussteile aus und ist - bis auf eine überschaubare Zahl von Kaufteilen (Schrauben, Komponenten der Zündung und Zahnräder) "from bar stock" gefertigt.
Technische Daten:
- Zylinder Durchmesser 22mm
- Hub 30mm
- Hubraum 11,4ccm
- Verdichtung: ca. 1:6,4
- Masse inkl. Unterbau: ca. 2,4kg
- CDI Zündung
- max. Drehzahl: ca. ?000 U/min (muss ich noch mal messen...)
- min. Drehzahl: <600 U/min
Gut 100 Einzelteile sind zu fertigen (ohne Sockel /CDI)...
Beschreibung & Hinweise zum Bau
Der Motor ist mit einem vertikal angeordneten Zylinder und hängenden Ventilen ausgebildet, die Ventilbetätigung erfolgt konventionell über Stößel, Stoßstangen und Kipphebel.
Der Motor ist luftgekühlt mit Unterstützung durch ein über die Kurbelwelle angetriebenes Lüfterrad.Die Laufgarnitur verwendet als Materialpaarung einen Aluminiumkolben mit einem Kolbenring aus Grauguss (GGG60) in einem Zylinder aus Stahl.
Es ist keine besondere Start-Hilfe implementiert, da sich der Motor auch bedingt durch das recht schwere Schwungrad problemlos von Hand anwerfen lässt.
Als Treibstoff ist 2-Takt Gemisch vorgesehen. Aufgrund der sehr sauberen und fast geruchlosen Verbrennung kann ich Alcylatbenzin der Fa. Aspen (Aspen-2) empfehlen.
Als Zündung kommt eine kleine CDI Zündung zum Einsatz, die vom Prinzip her bereits für meine anderen Motoren entwickelt wurde. Der Schaltplan ist Bestandteil des Zeichnungssatzes, das Platinenlayout und der Bestückungsplan sind als separate Dateien unten zu finden.
Als Zündspule wurde hier eine für Mopeds vertriebene gut erhältliche Zündspule mit vergleichsweise kleiner Baugröße verwendet.
Vielleicht noch zu erwähnen ist, dass der vorgeschlagene Unterbrecherkontakt nur für kleine Ströme gedacht ist - eine herkömmliche Unterbrecherzündung sollte daher nicht verwendet werden, die dabei auftretenden hohen Ströme würden den Kontakt vermutlich schnell zerstören. Geeignet dagegen wäre aber eine Transistorzündung mit herkömmlicher Spule.
Der Zündzeitpunkt wird ca. 10°-0° vor bzw. auf OT eingestellt und lässt sich durch Verdrehen des Unterbrecher-Nockens auf der Nockenwelle problemlos verstellen.
Zum Bau von Mauz ist eine Drehbank und Fräse unbedingt erforderlich, auch der Rest der Werkstatt sollte halbwegs gut ausgestattet sein. Da die Toleranzen bei einem Motor dieser Dimension eine recht entscheidende Rolle spielen, sollte mindestens im Bereich der Zylinder/Kolbenpaarung sorgfältig gearbeitet werden. Grundsätzlich ist der Motor aber unkompliziert und beherbergt keine superkritischen Bauteile.
Bilder und ein paar Kommentare aus der Bauphase:
Hier zu sehen Zylinderkopf, Kolben/Pleuel und Zylinder incl. Laufbuchse. Der Zylinder ist ein simples Drehteil, in dem die Kühlrippen mit einem Abstech-Drehmeißel eingebracht werden. Die Kühlrippen am Zylinderkopf wurden mit einem Kreissägeblatt auf der Fräse eingebracht.Der Kolben besteht aus Aluminium mit einem Kolbenring aus Grauguss (GGG60). Der Kolben-bolzen wurde aus Silberstahl gefertigt und wird auf einer Seite des Kolbens mit einer Madenschraube M3 gehalten.
Das Pleuel besteht ebenfalls aus Aluminium mit eingepresstem (Kolbenseite) und geteiltem (Kurbelwellenseite) Lager aus Bronze. Die asymmetrische Form des unteren Auges wurde aufgrund der Geometrie des Motors nötig, um eine Kollision mit der Nockenwelle zu verhindern..
Die Nockenwelle besteht aus gewöhnlichem Baustahl und wird im Fräsverfahren hergestellt. Die Fräsdaten finden sich unten im Download-Bereich.
Die Kurbelwelle ist aus Einzelteilen zusammengesetzt und besteht aus gewöhnlichem Baustahl. Die beiden Kurbelwangen werden gemeinsam in Form gebracht und zusammen mit dem Kurbelbolzen und der eigentlichen Kurbelwelle weich verlötet. Zusätzlich wurde die Welle im Prototyp verstiftet, um den Belastungen sicher standzuhalten.Die Welle wird dabei zunächst aus einem Stück gefertigt. Nach dem Verlöten wird das Teil zwischen den Kurbelwangen herausgesägt und versäubert. Das sichert bei präzisem Arbeiten zuverlässig die Konzentrität der Welle.
Bei der Anfertigung des Kegels mit dem Oberschlitten der Drehbank ist zu beachten, dass der Kegel den identischen Winkel wie das später aufzunehmende Schwungrad erhält. Daher ist es sinnvoll, Kurbelwelle und Schwungrad aufeinander folgend anzufertigen, um die gleiche Einstellung des Oberschlittens sicherzustellen. Das Schwungrad aus Zinkdruckguss wurde im Prototypen aus einem alten Tonbandgerät recycelt. Im Zeichnungssatz ist ein gleichwertiges Rad aus Baustahl dargestellt.
Der Vergaser ist ein für den Modellbau typischer Drosselvergaser mit Nebenlufteinrichtung. Spritmenge, Nebenluft und Anschlag für den Drosselkörper lassen sich mit federbelasteten Schrauben einstellen.Als Besonderhgeit wird der Vergaser bei Mauz mit einem Fliehkraftregler, der an der Nockenwelle angebracht ist, geregelt, so dass sich die Drehzahl in einem recht eng umrissenen Fenster "konstant" bewegt. Die Gewichte des Fliehkraftreglers bewegen über einen Hebelmechanismus eine rotierende Hülse auf der Nockenwelle, die ihrerseits über einen Hebel den Vergaser steuert.
Hier zu sehen der Zündnocken aus Messing, die selbst gefertigte Zündkerze (Gewinde M8x1) und der Zündkontakt. Das Kurbelgehäuse wird aus drei Einzelteilen zusammengeschraubt, in die die Kugellager für Kurbelwelle und Nockenwelle eingepresst oder geklebt werden. Das dritte Bild zeigt eine frühe "Anprobe"
Weitere Teile: Das Lüfterrad inkl. Lagerständer, der auch zur Abstützung der Kurbelwelle mittels zusätzlichem Kugellager dient und dem Riemenrad für die Kurbelwelle.Der Auspuff besteht aus den Einzelteilen Krümmer und Endtopf und ist miteinander verschraubt. Aufgrund der höheren Temperaturen ist hier eine Hartlötung mit Silberlot erforderlich.
Der Tank wurde 1:1 von meinen vorherigen Modellen übernommen und besteht aus Messing mit einem Glas Sichtfenster zur Füllstandskontrolle. Die Verbindung zum Vergaser erfolgt mit einem kurzen Stück Silikonschlauch.
Abschließend der Batteriekasten aus Aluminium zur Aufnahme einer einzelnen Mignonzelle sowie der bestückte Motorensockel von unten.
Zu guter Letzt ein Bild aller Komponenten um Überblick.Bilder vom fertigen Motor
Downloads:
Zeichnungssatz als pdfNockenwellen-Fräsdaten als xls Datei
CDI Bestückungsplan
CDI Platinenlayout
Für die Funktion des Motors und Eignung für die eigenen Ansprüche kann ich trotz sorgfältiger Prüfung keine Gewährleistung übernehmen. Nachbau und Nutzung also auf eigenes Risiko!