Wie bekommt man Ventile richtig dicht?

niffi

User
Hallo!

Nachdem ich mir erfolgreich eine Turbine gebaut habe, möchte ich mich jetzt an einen Kolbenmotor wagen.
Allerdings soll der Motor "Wohnzimmertauglich" sein, das heißt als Brennstoff
soll Feuerzeuggas verwendet werden.
Vom Konzept her ein Viertakt V-Twin mit etwa 5ccm Hubraum und Piezozündung.

Jetzt zu meiner Frage: Wie baue ich so kleine Ventile und vorallem, wie bekomme ich die richtig dicht?
Welches Material und welche Bauform?

Vielen Dank im Vorraus!
 
nicht ganz trivial

nicht ganz trivial

Moin...

erst einmal *applaus* für solche Modellbauer, die die Kenntnisse und die
Ausdauer haben, sowas zu realisieren.

Je nach thermischer Belastung der Ventile sollte der Stahl dafür sog. hochwärmefest
sein, verschiedenste Legierungen wurden für solche Zwecke entwickelt.
Da bei Deinem Piezo-Motor die thermische Belastung eher gering ausfallen dürfte,
könnte ein VA Werkstoff evt. reichen. (Schau mal bei Meyer in Berlin, die bieten
solche Piezo-Motörchen fertig montiert oder als Bausatz an).
Eine Alternative wäre, fertige Ventile eines Enya, OS oder Saitos zu verwenden,
die gibt es für kleines Geld zu kaufen. Wenn Du Dir mal einen Z-Kopf eines Saitos
angeschaut hast, wirst Du sehen, daß der Sitz mit sammt der Ventilführung aus
einer Bronze-Legierung eingepresst wurde und anschließend Führung, Sitz
und Aus-bzw. Einlass gefrässt wurde.
Bei den Mini-Ventilen ist sicher höchste Präzision beim Fräsen angesagt.
Die Feder führt das Ventil nur auf den Sitz zurück. Der Gasdruck presst das Ventil
auf den Sitz und dann erst dichtet es wie beabsichtigt.
Hast Du das Buch von Prof. Demuth zu Viertaktern ?

Viele Grüße
Klaus

PS: Als kompetenten und praxiserfahrenen Motorenbauer kann ich Dir Armin de Vries
nur empfehlen http://www.modellmotoren.eu/ , bin sicher, daß er Dir die ein oder andere
Frage erschöpfend beantworten kann.
 
Genau die Motoren von Maier haben mich ja inspiriert einen solchen Motor zu bauen! Fantastisch die Teile!
Allerdings möchte ich ja selber bauen um im Design und in der Zylinderzahl frei zu sein.
Der erste Prototyp ist fertig und wie das so ist, da geht nichts...
Für das Ventil habe ich mich für eine Lösung mit Silikondichtring entschlossen, der sollte die Wärmebelastung locker aushalten und dichtet super ab.
Auch die Zündung funktioniert gut, bei geöffnetem Ventil knallt es herrlich.
Das Problem liegt in der Verdichtung. Wenn der Kolben im OT ankommt ist kaum noch Gemisch da, das Schwungrad zuckt nur leicht.
Auf meiner Drehbank bekomme ich keinen dicht schliessenden Zylinder hin.
Ich habe es mit stufenweise auspolieren versucht - keine Chance.
Der Kolben hat einen Durchmesser von 13mm und mein Plan ist es nun, eine Reibahle in dieser Größe zu kaufen und den Kolben aus Silberstahl zu drehen. Danach polieren und härten, mal sehen.

Vielen Dank für den Link/Tipps und wenn der Motor läuft, mache ich dafür nochmal nen extra Thread auf.
 
Ich baue gerade an einem Viertaktmotor für den Gasbetrieb und wollte dieses Thema nochmal hervorkramen, weil sich bei mir doch einige Probleme ergeben haben.
Ventilbecher inkl. Führung, Sitz und Bohrung ist aus Messing gefertigt, die Ventile aus V4A. Die Ventile haben einen Flankenwinkel von 45°.

Grundsätzlich habe ich folgende Erfahrung gemacht:
Je dünner die Flanke* ist, desto besser dichtet das Ventil.
Allerdings muss für eine dünne Flanke die Führung umso präziser sein, sonst "fräst" sich das Ventil in den Sitz.

*Mit Flanke meine ich dieses:
ventil.jpg


Der Motor ist fast fertig, es fehlt noch der Ventiltrieb.
Die Kompression ist mittlerweile ein Traum, allerdings nach vier verschiedenen Ventilbechern und Ventilen!
Jetzt freue ich mich auf den Erstlauf:)
Danach wird ein Vierzylinder in Reihe gebaut!

pict1560.jpg
 
Hallo!

Allerdings soll der Motor "Wohnzimmertauglich" sein, das heißt als Brennstoff
soll Feuerzeuggas verwendet werden.
Vom Konzept her ein Viertakt V-Twin mit etwa 5ccm Hubraum und Piezozündung.

Wie soll denn dann die Schmierung funktionieren, wenn Feuerzeuggas verwendet werden soll?
 
Es gibt im Zylinder eine Stelle, die ständig vom Kolben bedeckt wird. Also der Kolben hat etwas mehr als Hublänge.
Durch diese Öffnung (mit Drossel) wird aus einem leicht erhöhten Behälter Öl eingeleitet, der Kapillareffekt verteilt das Öl rund um den Kolben.
Die Menge wird aber sehr klein sein, da der Motor keine hohen Drehzahlen erreichen soll.
Eine andere Alternative ist der Betrieb mit Vergaser und Alkylatbenzin plus Öl, aber den Gestank und die Schmiererei will ich ja gerade vermeiden..

Achso: der Gasmotor, den ich ziemlich hastig als Studie gebaut habe, läuft einwandfrei und bekommt jetzt als Erster einen Platz in meiner Vitrine. Ein echter Indoormotor da extrem abgasarm.

http://www.youtube.com/watch?v=OzajQ7ckZhE

Noch eine Frage, ich habe eine Nocke gezeichnet und würde gerne wissen, ob die Form so in Ordnung ist.
Die Oberfläche ist dank 0.1mm Zustellung als Finish ziemlich glatt.

bild2z.jpg
 
Es gibt im Zylinder eine Stelle, die ständig vom Kolben bedeckt wird. Also der Kolben hat etwas mehr als Hublänge.
Durch diese Öffnung (mit Drossel) wird aus einem leicht erhöhten Behälter Öl eingeleitet, der Kapillareffekt verteilt das Öl rund um den Kolben.
Die Menge wird aber sehr klein sein, da der Motor keine hohen Drehzahlen erreichen soll.
Eine andere Alternative ist der Betrieb mit Vergaser und Alkylatbenzin plus Öl, aber den Gestank und die Schmiererei will ich ja gerade vermeiden..

...da wäre aber noch der Kurbel-/Nockentrieb, der ja auch geschmiert werden sollte. Alkylatbenzin mit Öl stinkt, für Zimmerbetrieb ungeeignet. Habe das schon probiert. Alternative wäre Ölsumpfschmierung.
 
Bei Ölsumpfschmierung würde man den Kurbeltrieb nicht sehen können, die Alternative ist aber sehr verlockend.
Schonmal etwas in der Richtung mit Gas für den Zimmerbetrieb probiert?
Der Nockenantrieb und der Kurbelzapfen sind gehärtet und bekommen vor jedem Lauf einen Tropfen Öl. Wie lange das bei den moderaten Drehzahlen hält, kann ich nicht sagen, aber eine andere Lösung fällt mir im Moment nicht ein.
 
wenn ich mir das Bild obern anschaue komme ich zu dem Schluß, daß man da keinen Kurbeltrieb sieht.
Ich werde mir vielleicht einen Gasmotor für Zimmerbetrieb bauen, einen (Benzin-)Motor mit Ölsumpfschmierung habe ich schon.
 
Aus welchem Material hast du denn den Abstreifring gebaut?
Vielleicht baue ich den Motor nochmal um, bsw. schliesse den Kurbeltrieb.
Da bräuchte ich dann nochmal den ein oder anderen Tip, wär super.
Ansonsten ist die Nockenwelle, Kipphebelwelle und Kurbelwelle kugelgelagert.
Da muss schonmal nix an Schmierstoff dran. Die Nocken bekommen eine Ladung Fett mit MoS.
Kurbelzapfen ist wie gesagt gehärtet und poliert, der Pleuel hat auf beiden Seiten Messinglager. Das müsste doch eigentlich schon etwas halten.
Irgendwo hab ich auch Spass den Motor dann von Zeit zu Zeit zu warten und wenn nötig Teile auszutauschen. Es soll ja ein gemütlicher Wohnzimmermotor werden und kein laut kreischender Hochleistungsmotor (davon abgesehen könnte ich den sowieso nicht bauen...)
 
Die Nockenwelle ist fertig. Die Nockenform hat sich bewährt, ein zum Test als Stößel eingesteckter Bohrer erzeugt auch bei hohem Druck wenig Widerstand.


 
Aus welchem Material hast du denn den Abstreifring gebaut?
Vielleicht baue ich den Motor nochmal um, bsw. schliesse den Kurbeltrieb.
Da bräuchte ich dann nochmal den ein oder anderen Tip, wär super.
Ansonsten ist die Nockenwelle, Kipphebelwelle und Kurbelwelle kugelgelagert.
Da muss schonmal nix an Schmierstoff dran. Die Nocken bekommen eine Ladung Fett mit MoS.
Kurbelzapfen ist wie gesagt gehärtet und poliert, der Pleuel hat auf beiden Seiten Messinglager. Das müsste doch eigentlich schon etwas halten.

Der Ölabstreifring ist ein modifizierter Ring aus einem Stoßdämpfer. Aber man kann den auch aus Bronze machen. Wenn's nur ein Motor ist, der hin und wieder ein bißchen laufen soll, niedertourig und ohne große Leistung vollbringen zu müssen, sollte das eigentlich so gehen, wenn Wälzlager verbaut wurden. Allerdings gefällt mir die Kombination Kurbelzapfen/Pleuellager noch nicht so richtig. Das sind richtig hoch belastete Komponenten und die dann ohne dauerhafte Schmierung? Sinterbronze könnte da evtl. helfen.
 
sorry, das musste sein

Ja, das ist nunmal mein erster Motor! Wenn da ein Profi über eingesteckte Bohrer zum Nockentest schmunzelt, kann ich das irgendwie nachvollziehen;)


Allerdings gefällt mir die Kombination Kurbelzapfen/Pleuellager noch nicht so richtig. Das sind richtig hoch belastete Komponenten und die dann ohne dauerhafte Schmierung?

Eine Alternative wäre ein Kugellager, Platz dafür ist vorhanden.
Ich werds jetzt aber erstmal so versuchen. Wenn das Lager nach einer halben Betriebsstunde ausgeschlagen ist, muss natürlich eine andere Lösung her.
Die Ölsumpfschmierung reizt mich aber immer mehr...
Zumal mein projektierter Vierzylinder so geschmiert werden muss, da könnte ich gut Erfahrung sammeln.

Der Motor ist im Grunde fertig, jetzt fehlt noch der "Vergaser".
Die Konstruktion stelle ich mir so vor:

mischer.jpg


Für die Zündung kommt der Leifheit Herdanzünder zum Einsatz, allerdings mit Hilfe eines befreundeten Elektrotechnikers modifiziert.
Die theoretische Zündfolge beträgt nun über 10.000 mal pro Minute und das Problem des sich nach spät verschiebenden Zündzeitpunkts durch den Kondensator hat sich erledigt.

Der fast fertige Motor:

motor1z.jpg


motor2s.jpg
 
Die Ölsumpfschmierung reizt mich aber immer mehr...
Zumal mein projektierter Vierzylinder so geschmiert werden muss, da könnte ich gut Erfahrung sammeln.

Ja, mich auch. Und daher konzipiere ich auch gerade eine Art "Trockensumpfschmierung", d.h., der Öltank liegt unter dem Kurbelgehäuseniveau und von dort wird durch eine externe Kolben(exzenter-)pumpe Öl durch eine Öldüse auf den Pleuelfuß gespritzt, verteilt sich und fliesst nach unten wieder in den Tank zurück. Der Ventiltrieb wird weiterhin wie bei meinem jetzigen "Sumpfschmierer" durch Abluftdämpfe geschmiert.
 
Das hört sich interessant an!
Allerdings hat sich das Schmiermittelproblem im Grunde gelöst.
Der Kolben hat jetzt einen Teflonring bekommen, damit habe ich schon bei der anderen Konstruktion gute Erfahrungen gemacht.
Dieser Motor braucht jetzt ebenfalls kein Öl mehr, zumindest nicht für den Zylinder.
Das ergibt äußert saubere Abgase und das ist quasi mein Hauptziel.
Ansonsten bin ich rundum zufrieden:
Der Motor dreht schön langsam, nimmt trotz schwerem Schwungrad sehr gut Gas an und dreht dann für meinen Geschmack schon etwas zu hoch..
Aber der absolute Hammer ist der Sound! Damit habe ich nun wirklich nicht gerechnet! Das Ding klingt wie ein kleiner Harleymotor, richtig wuchtig und tief! Ich kann mich daran im Moment überhaupt nicht satthören! :D
Die Zylinderkopftemperatur erreicht im 10 min Dauerlauf maximal 140°C, also gut im Rahmen, gerade was das Teflon betrifft. (ab 320°C wirds giftig)

Jetzt habe ich ein Problem, was ich zwar schnell lösen kann, aber null verstehe:
Der Zündfunke springt ab und zu aussen am Isolator über!
Es liegt wohl an dem Zündkerzenstecker, der eigentlich für Glühkerzen gedacht ist, aber irgendwie kann ich das nicht nachvollziehen.
Die Spannung nimmt 10mm lieber als 0,5mm:confused:
Der Motor hat dadurch natürlich Zündaussetzer und läuft unrund.
Abhilfe schafft wohl nur das direkte Anschliessen des Kabels, aber der Stecker sieht schon gut aus, schade.
Hier sieht man es ganz gut ( der Sound kommt allerdings nicht gut rüber)

http://www.youtube.com/watch?v=hzrtdQLP8wE
 
Jetzt habe ich ein Problem, was ich zwar schnell lösen kann, aber null verstehe:
Der Zündfunke springt ab und zu aussen am Isolator über!
Es liegt wohl an dem Zündkerzenstecker, der eigentlich für Glühkerzen gedacht ist, aber irgendwie kann ich das nicht nachvollziehen.
Die Spannung nimmt 10mm lieber als 0,5mm:confused:
Der Motor hat dadurch natürlich Zündaussetzer und läuft unrund.
Abhilfe schafft wohl nur das direkte Anschliessen des Kabels, aber der Stecker sieht schon gut aus, schade.

Das gleiche Problem habe ich auch bei meinem Stationärmotor. Da springt der Funke auch vom Stecker direkt zum Zylinderkopf über. Tatsache ist bei solch einem Benzinmotor mit Ölanteil im Sprit, daß, je mehr Öl sich im Sprit befindet, desto eher der Funke falsch überspringt. Da es ein sehr langsamlaufender Benziner ist, bekommt der natürlich weniger Öl, im gleichen Zeitraum, als ein Methanoler, also muß ich relativ viel Öl zufügen (ca. 20%). Würde ich kein Öl zufügen, würde der Funke auch nicht falsch überspringen. Öl im Sprit brauche ich aber, da der Motor keine Ölsumpfschmierung hat. Das Zündkabel möchte ich aber andererseits auch nicht nacharbeiten, da der Stecker vergossen ist. Irgendwie ein Teufelskreis.... :(
 
Gasmotor

Gasmotor

Hallo Dietmar


Der Niffi hat einen Gasmotor gebaut und Öl hat er gar nicht mehr im Motor drinne. Es gibt auch Gase die isolieren ob das bei deinem Gas auch ist kann ich leider nicht sagen. Hast du mal den Kerzenkörper mit Alkohol gereinigt damit eventuell leitende Überzüge entfernt werden.

Gruß Bernd
 
Hallo Dietmar


Der Niffi hat einen Gasmotor gebaut und Öl hat er gar nicht mehr im Motor drinne. Es gibt auch Gase die isolieren ob das bei deinem Gas auch ist kann ich leider nicht sagen. Hast du mal den Kerzenkörper mit Alkohol gereinigt damit eventuell leitende Überzüge entfernt werden.

Gruß Bernd

Hallo Bernd,
daß niffi einen Gasmotor baut habe ich sehr wohl registriert. Mein Gas stammt aus Benzin und die Zündung ist dafür vorgesehen. Den Kerzenkörper habe ich natürlich auch schon x-mal gereinigt. Das Problem besteht weiterhin sehr hartnäckig. Ich denke aber, daß es mit der sehr kleinen Zündkerze zusammenhängt. Ich habe ja das vorhandene Glühkerzengewinde beibehalten.
 
Also bei mir hat jetzt ein kleines Stück Silikonschlauch geholfen, was den Isolator ein paar Millimeter bedeckt und komplett im Stecker verschwindet.
Gestern ist der Kolbenbolzen gebrochen inkl. tiefen Schleifspuren im Zylinder. Also 4mm anstatt 2,5mm eingebaut.
Dazu den Zylinder neu ausdrehen und schleifen, neuer Kolben...und die Vorkammer hat dadurch ein zu kleines Volumen, also auch neu:rolleyes:
Das ist zwar nervig, liefert aber wertvolle Erfahrungen.
 
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