In dem unten zu sehenden Video möchte ich Ihnen zeigen wie man unseren Verbrennungsmotor Jonas mit einigen kleinen Änderungen zu einem Luftmotor umbauen kann. Dieser Umbau ist nur bei Motoren mit zwangsgesteuerten Ventilen möglich. Als zwangsgesteuerter bezeichnet man Motoren bei denen Einlass und Auslasssventilen durch eine Nocke angesteuert werden. Bei Motoren mit automatischen Ventilen wie dem Stationärmotor Karl oder den kleinen Karl ist dieser Umbau nicht möglich. Automatische Ventile sind meistens bei recht alten stationär Motoren verbaut das Einlassventil wird hier nicht durch einen Nocken geöffnet sondern nur mit einer weichen Feder beaufschlagt sodass der Kolben sich vom Zylinderkopf wegbewegt und ein Unterdruck im Zylinder entsteht das Ventil automatisch geöffnet wird.
Wir zeigen hier wie man einen Verbrennungsmotor zum Druckluftmotor umbauen kann. Als beispiel verwenden wir hier den Verbrennungsmotor Jonas. Die typischerweise bei einem Verbrennungsmotor verbauten Nocken haben eine Nase da die Nockenwelle nur mit der halben Geschwindigkeit rotiert wie die Kurbelwelle bedeutet das, dass das Einlassventil bei jeder 2. Umdrehung geöffnet wird um frisches Benzin Luft Gemisch einzulassenD Da der Motor mit Pressluft betreiben werden soll muss das Einlassventil bei jeder Umdrehung aufmachen damit die Pressluft den Kolben nach unten drücken kann. Um das zu ermöglichen brauchen wir neue Nocken mit zwei Nasen.
Umbau Verbrennungsmotor zum Druckluftmotor
Zuerst müssen die alten Nocken demontiert werden bei unserem Motor Jonas wird zuerst der Exzenter der Kühlwasserpumpe demontiert im nächsten Schritt werden die Nocken für das Einlassventil und das Auslassventil demontiert anschließend wird die Nockenwelle gezogen. Die neuen Nockenscheiben haben auf jeder Seite eine Erhebung sodass das Ventil bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle geöffnet wird. Das Einlassventil muss bei jeder Umdrehung öffnen um frische Pressluft in den Brennraum einzulassen Auch das Auslassventil muss bei jeder Umdrehung öffnen damit die eingelassene Pressluft durch den Auspuff wieder entweichen kann.
Steuerzeit des Druckluftmotors einstellen
Nach dem montieren der Nockenwelle mit den einzelnen Nocken muss die Steuerzeit noch eingestellt werden dazu bringen wir den Kolben auf den vorderen Todpunkt das bedeutet beim Verbrennungsmotor Jonas der Kolben befindet sich oben. Dann wird die Einlassnocken so hingedreht, dass das Ventil kurz vorm öffnen ist. Wird der Motor jetzt in Laufrichtung gedreht öffnet das Ventil sofort und die Pressluft kann am Einlassventil vorbeiströmen. Die Auslassnocken wird genau um 90° versetzt fixiert das bewirkt dass die Auslassnocken kurz nach dem unteren Totpunkt öffnet.
Durch diese kleinen Änderungen haben wir jetzt keine Verbrennungsmotor mehr sondern einen einfach wirkenden Luftmotor oder eine einfach wirkende ventilgesteuerte Dampfmaschine als letztes wird der nicht mehr benötigte Vergaser demontiert und an der Stelle ein Anschluss für einen Luftdruckschlauch montiert. Aufgrund der Konstruktion der Ventile ist ein Verbrennungsmotor für diese Art des Betriebs nicht optimal geeignet. Wenn der Luftdruck so stark ansteigt dass die Luft in der Lage ist das Ventil automatisch zu öffnen strömt die Pressluft nicht nur dann in den Zylinder wenn unsere Steuerzeit es vorgeht sondern ständig. Dadurch entsteht ein schlagendes Geräusch und die Effektivität des Motors sinkt rapide da die Luft durch das Einlassventil einströmt und direkt durch das Auslassventil wieder ausgelassen wird.
Trotzdem kann es sehr spannend sein einen Verbrennungsmotor zum Druckluftmotor umzubauen. Vielleicht ist es für den einen oder anderen auch die Lösung für das Problem dass er seinen Verbrennungsmotor nicht im Wohnzimmer betreiben kann. Auf manchen Ausstellungen ist es nicht erlaubt Verbrennungsmotoren in Betrieb zu nehmen der Umbau zu einem Luftmotor könnte da die Lösung sein. Das funktioniert natürlich nicht nur für unseren Verbrennungsmotor sondern auch bei vielen anderen mit zwangsgesteuerten Ventilen.
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Mit unseren speziellen Weichlot kann man Edelstahl weichlöten. Die Vorgehensweise unterscheidet sich nur geringfügig vom weichlöten mit Standard Weichlot. Wir haben auf dieser Seite einmal verschiedenste Anwendungen vom Weichlot für Edelstahl zusammengetragen.
Als erstes verlöten wir zwei Edelstahlbleche. Die Edelstahlbleche werden mit einer Kehlart verbunden. Anschließend machen wir bei dieser Verbindung eine Bruchprobe. Als zweites löten wir eine Edelstahlwelle auf ein Edelstahlblech. In der dritten Anwendung zeigen wir wie sich Edelstahlblech mit einem Kupfer Blech verbinden lässt.
Edelstahlbleche weichlöten
Starten wollen wir mit einer Verbindung zweier Edelstahlbleche die im 90° Winkel stumpf aneinandergelötet werden. Beide Bleche werden mit Schleifvlies gereinigt. Anschließend werden beide Bleche auf einem Lötziegel so fixiert dass wir gut weichlöten können. Als Brenner verwenden wir hierbei einen kleinen Gaslöter CFH Diamant M50. Zum weichlöten sollte man nicht die scharfe Flamme verwenden sondern die Flamme etwas weicher einstellen. Zuerst wird das komplette Werkstück mit dem Brenner vorgewärmt. Dann wird mit dem Brenner der Bereich in dem die Löten Art entstehen soll erwärmt. Zwischendurch sollte man die Flamme wegnehmen und das Edelstahl Weichlot auf das Werkstück halten um zu sehen wann die richtige Arbeitstemperatur erreicht ist. Kurz vor dem Erreichen der Arbeitstemperatur erkennt man das aus dem Lot das Flussmittel heraus läuft. Dann benötigt die Lötstelle nur noch ein bisschen Wärme und es kann losgehen.
Zum weichlöten sollte man nicht die scharfe Flamme verwenden sondern die Flamme etwas weicher einstellen. Zuerst wird das komplette Werkstück mit dem Brenner vorgewärmt. Dann wird mit dem Brenner der Bereich in dem die Löten Art entstehen soll erwärmt. Zwischendurch sollte man die Flamme wegnehmen und das Edelstahl Weichlot auf das Werkstück halten um zu sehen wann die richtige Arbeitstemperatur erreicht ist. Kurz vor dem Erreichen der Arbeitstemperatur erkennt man das aus dem Lot das Flussmittel heraus läuft. Dann benötigt die Lötstelle nur noch ein bisschen Wärme und es kann losgehen.
Wenn das Lot beginnt ab zu schmelzen sollte man die
Wärmezufuhr verringert. Erhitzt man das Werkstück zu stark verkohlt das
Flussmittel und verliert seine Wirkung. Nach und nach wird jetzt die Kehle
zwischen den beiden Blechen mit Weichlot gut gefüllt. Das Weichlot verbindet
sich mit dem Edelstahl nicht so schnell wie man es zum Beispiel von Messing
oder Kupfer gewohnt ist.
Wenn die Lotnaht fertig ist kann man sie abkühlen lassen und anschließend die Flussmittel Reste mit Wasser und Spülemittel entfernen. Das Weichlot für Edelstahl hat eine sehr ähnliche Farbe wie das Edelstahl Material darum sieht die fertige Naht fast aus wie geschweist.
Bruchprobe Edelstahl Weichlot
Nachdem unsere Bleche verlötet waren haben wir sie im Schraubstock auseinander gebrochen um sicherzustellen das, daß Weichlot sich mit der Oberfläche der Werkstücke verbunden hat. Dabei ist die richtigen wahl des Weichlotes und ausreichend Temperatur nötig. Wie Sie auf unserem Bild sehen hat das Lot sich überall mit dem Edelstahl verbunden.
Edelstahl und Kupfer Weichlöten
Mit dem Weichlot für Edelstahl kann man auch verschiedene
Materialien untereinander verbinden eine Verbindung von Edelstahl und Messing
oder Edelstahl und Kupfer sind problemlos möglich um das zu zeigen haben wir
ein Edelstahlblech und ein Kupfer Blech mit Weichlot verlötet.
Die Vorgehensweise beim weichlöten von Edelstahl, Kupfer, Messing oder Gusseisen untereinander ist absolut identisch zu der vorherigen Verbindung zwischen zwei Edelstahlblechen.
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Auf dieser Seite in unserem Bengs Modellbaumagazin einen ausführlichen Baubericht für die liegenden Verbrennungsmotor „Der kleine Karl“ mit Hit & Miss Steuerung. Wir haben versucht auf alle Besonderheiten beim Bau der Maschine sowohl im Bild als auch im Text einzugehen.
Bei
dem Bausatz für den Verbrennungsmotor „Der kleine Karl“ ist wie bei
allen unseren Materialbausätzen das Material für die Drehteile als Abschnitt im
Bausatz enthalten. Alle Frästeile wurden mit einer CNC Fräse ausgefräst und
müssen eventuell noch gebohrt, Gewinde geschnitten und entgraten werden. Alle
benötigten Schrauben, Mutter und Bauteile für die Zündung liegen ebenfalls dem
Bausatz bei. Einige Teile bei diesem Bausatz werden entweder weichgelötet oder
mit Schraubenkleber fixiert.
Wenn Sie Interesse an den Verbrennungsmotor „Der kleine Karl“ mit Umsteuerung haben können Sie den kompletten Materialbausatz auf unserer Website bestellen.
Alle Frästeile liegen dem Materialbausatz zum Bau eines Verbrennungsmotors bei. Sie werden von uns auf CNC Fräsen hergestellt. Alle Frästeile werden aus Messing geliefert. Die Teile sind ausgefräst und teilweise gebohrt einige Bohrungen müssen noch angegriffen gekörnt und gebohrt werden stellenweise muss auch noch Gewinde geschnitten werden.
Die beiden Gleitlagerbuchsen werden aus Rotguss auf der Drehmaschine hergestellt. Beim fertigen Modell werden sie von dem Lagerdeckel in Position gehalten. Baubericht Verbrennungsmotor Der kleine Karl
Die Kurbelwelle besteht aus 8 mm Silberstahl auf dem die
beiden Kurbelwangen aufgeschoben und anschließend weich aufgelötet werden.
Anschließend wird der Kurbelzapfen und auf die Kurbelwelle komplett
durchgebohrt und mit einem Hohlspannstift verstiftet. Im Anschluss kann der
mittlere Teil der Kurbelwelle mit einer Handbügelsäge herausgesägt werden.
Der Kühlmantel für den Benzinmotor wird aus Aluminium Rundmaterial hergestellt. Zuerst wird das Rundmaterial gebohrt und innen auf Maß gedreht. Als nächstes werden mit einem Einstechstahl auf der Drehbank die Kühlrippen vorbereitet. Mit einem 45° Fasendrehstahl werden im Anschluss die Kühlrippen zu Ende bearbeitet. Zuletzt wird mit Schmirgelleinen die Oberfläche geglättet. Wenn man möchte kann man den Kühlmantel jetzt noch mit Autosol Polierpaste auf Hochglanz bringen.
Der Zylinderkopf
Am besten markiert man sich vorher alle Bohrungen mit einem Filzstift. Somit passiert es einem nicht dass man den Zylinderkopf spiegelverkehrt erstellt oder eine Bohrung auf der falschen Seite sitzt.
Der Zylinderkopf wird aus dem Reststück vom Kühlmantel
hergestellt. Zuerst werden die äußeren Maße auf der Drehbank hergestellt. Alle
Bohrungen werden angerissen, gekörnt und anschließend gebohrt. Die Ventilsitze
sollten nur leicht mit einem möglichst neuem 90° Kegelsenker angesenkt werden.
Die Kernbohrung für das Gewinde der Glückkerze beträgt 5,7 mm anschließend kann
das UNEF ¼ Gewinde in den Zylinderkopf geschnitten werden.
Ventile drehen für den Verbrennungsmotor
Die Ventile werden bei diesem Verbrenungsmotor aus Messing hergestellt. Das 8 mm Messing wird zuerst lang aus der Drehbank ausgespannt und mit einem Zentrierbohrer zentriert.
Mit einem Radienstahl wird im unteren Bereich des Ventils ein Radius an das Ventil angedreht.
Im Anschluss bekommt das Ventil am Ventilteller eine 45° Fase. Diese Phase sollte unbedingt frei von Rattermarken sein da sonst das Ventil den Brennraum später nicht zuverlässig dicht hält und der Motor keine Kompression aufbauen kann.
Der Ventilschaft sollte 3,00 mm oder leicht Untermaß sein.
Anschluss kann das Ventil einfach mit einem Stechstahl abgestochen werden.
Das kleine Zahnrad wird vom Hersteller mit Bund hergestellt. Der Bund wird für dieses Modell nicht benötigt. Das Zahnrad wird auf den Zähnen vorsichtig im Futter der Drehbank eingespannt. Jetzt kann die Bohrung auf 9 mm vergrößert werden. Durch die Bearbeitung fällt der Bund mit 9 mm Durchmesser ab. Das Zahnrad sollte sich leicht auf die Zahnradbuchse aufschieben lassen. Im Anschluss können beide Teile weich verlötet werden.
Bei manchen Bauteilen muss man sehr vorsichtig sein wenn man die Bohrungen ankörnt. Bei besonders filigranen Gabeln empfiehlt es sich ein Stück Material dazwischen zu schieben. So lässt sich das Teil gefahrlos auch mit einem Selbstschlagender Körner ohne dass es sich verbiegt.
Das Steigrohr vom Vergaser wird auf der Drehbank aus Messing
Rundmaterial hergestellt. Um das lange M4 Gewinde herzustellen eignet sich
besonders gut unser Schneideisenhalter für die Drehbank.
Der Tank bekommt 2 Bohrungen zur Aufnahme der Einlötbuchsen
für den Tankdeckel und für das Steigrohr. Diese beiden Bohrungen sollten nicht
mit einem Spiralbohrer hergestellt werden da sich Spiralbohrer bei dünnwandige
Material schnell verhaken und das Werkstück aus den Schraubstock ziehen. Wir
empfehlen dafür einen Schälbohrer.
Nachdem alle Teile hergestellt sind können die Teile mit Weichlotpaste bestrichen und anschließend verlötet werden. Nachdem er kalten des Bauteils werden die Flussmittel Reste beseitigt und der komplette Tank mit Schleifvlies geputzt.
Der Auspuff wird aus einem Messing 20 mm Abschnitt auf der
Drehmaschine hergestellt. Er bekommt eine Längsbohrung und mehrere
Querbohrungen die den Schall dämpfen sollen.
Auf der Rückseite der Stoßstange werden die überstehenden M2 x6 Modellbauschrauben plan abgeschliffen.
Der Maschinensockel besteht aus einem 40 mm x 40 mm
Aluminium Vierkant Material. Der Sockel bekommt um laufend Radien sodass er an
ein Gussteile erinnert. Im Anschluss werden die Bohrungen nach Zeichnung
hergestellt.
Die 80 mm Schwungräder bestehen aus einem sehr sauberen Stahlguss. Sie können ohne Probleme im Reif gespannt werden. Zuerst sollte eine Seite komplett bearbeitet werden.
Stirnfläche plandrehen
Außendurchmesser sauber drehen
Inneren Bund sauber drehen
Bohrung mit Zentrierbohrer zentrieren
Bohrung mit 7,8mm Bohrer herstellen
Bohrung mit 8H7 Reibahle aufreiben
Schwungrad ausspannen umdrehen und auf äußeren Durchmesser spannen
Zweite Seite Stirnfläche plandrehen
Inneren Bund sauber drehen
Bohrungen für Madenschrauben bohren und Gewinde schneiden
Die Riemenscheibe wird auf die gleiche Art und Weise hergestellt.
Einstellung des Auslassventils
Da nur das Auslassventil angesteuert wird, brauchen wir uns auch nur da um die Steuerzeit zu kümmern. Das Ventil öffnet sich nur bei jeder zweiten Umdrehung. Bei der ersten Umdrehung bleibt das Ventil geschlossen und ermöglicht, dass das Luft Kraftstoff Gemisch verdichtet wird und zur Explosion gebracht wird. Bei der zweiten Umdrehung öffnet sich das Ventil und ermöglicht dem Kolben die Verbrennungsgase auszustoßen.
Zum einstellen stellen Sie das Modell so vor sich das sich der Zylinderkopf auf der linken Seite befindet. Drehen Sie jetzt das Schwungrad im Uhrzeigersinn. Wenn sich der Kolben auf dem Weg zum hinteren Todpunkt befindet soll die Nocke beginnt die Stößelstange nach vorne zu schieben sodass das Ausslassventil beim erreichen des hinteren Todpunkts komplett geöffnet ist. Auf dem Weg nach vorne kann der Kolben jetzt alle Verbrennungsgase über das Auslassventil ausstoßen. Vor dem Erreichen des vorderen Todpunkts beginnt sich das Ventil bereits wieder zu schließen und ist genau bei erreichen der vorderen Endlage komplett geschlossen. Am einfachsten einzustellen ist dies, wenn Sie die Madenschraube des Zahnradbuchse (Teil 15) lösen und verdrehen.
Vor der endgültigen Montage werden alle Messing und Aluteile mit der Osborn Tellerbürste entgratet. Die Tellerbürste kann Mit hilfe eines M14 Adapters in die Ständerbohrmaschine eingespannt werden und gibt den Messingsteilen eine schöne gebürstete Oberfläche und bricht alle Kanten.
Die Holzkufen aus Eichenholz werden unter dem Maschinensockel ausgerichtet. Die Bohrungen können mit einem Bleistift durch gezeichnet werden anschließend gebohrt und mit Holzschrauben verschraubt werden.
Auf der Minus Seite (mit Feder) des Batteriefachs wird ein kurzes Kabellänge ca. 5 cm verlötet. Das Kabel wird ca. 2 cm lang ab isoliert und ca. 1 cm in das Batteriefach eingeschoben und erst dann verlötet so das einige der Kabellitzen die Batterie berühren. Die Feder des Batteriefachs hat nicht genügend Durchlass darum sollte das Kabel die Batterie direkt berühren. Auf der Gegenseite des kurzen Kabels befestigen Sie einen Ringskabelschuh. Der Ringskabelschuh wird mit dem Hauptschalter verbunden. Der 2. Ausgang des Hauptschalters wird ebenfalls mit einem Ringkabelschuh direkt mit dem metallischen Gestell des Motors verbunden sodass der Stromkreis geschlossen ist.
Das Batteriefach für die Stromversorgung der Glückkerze wird unter den Sockel Bauteil 1 mit 2 M2 x 6 Modellbauschraube befestigt. Auf der Plus Seite (ohne Feder) des Batteriefachs wird ein ca. 20 cm langes Stück Kabel angelötet. Das Kabel wird im Bereich der letzten 6 mm abisoliert, dieses Endstück kann in den Glühkerzenstecker eingeschoben werden und mit der M4 Madenschraube fixiert werden.
Nun kann über den Hauptschalter die Glühkerze ein und ausgeschaltet werden. Da dieser Motor über eine Glühkerze gezündet wird brauchen wir den Zündzeitpunkt nicht einzustellen. Vor Betrieb sollten Sie jedoch an der ausgebauten Glühkerze testen ob sie mindestens kirschrot glüht. Hier sind wir mit dem Baubericht Verbrennungsmotor Der kleine Karl am Ende und vor uns steht ein Tolles Funktionsmodell.
Haben Sie Interesse an unseren Materialbausatz Der kleine Karl? Dann gelangen Sie über diesen Link direkt zu den Verbrennungsmotor der kleine Karl in unserem Onlineshop.
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