Motor "halbieren" und es wird ein Flugmotor :-)
Hallo Motor Talk Gemeinde,
da mir dieses Forum schon oft sehr weitergeholfen hat (auch bei meinem "Dicken" Audi A6 4F),
denke ich, es ist nun an der Reihe mal was zurückzugeben.
Mein neuestes Projekt ist der " 1/2 VW Engine"
Unter diesem Namen findet man viele Umbauten die als Flugmotor für Ultraleichtfieger taugen und als sehr zuverlässig gelten. Auf der anderen Seite des grossen Teiches fliegen viele damit, einige seit Jahrzehnten.
Es gibt grob gesehen 3 Standardwerke von den Amis, die diesen Umbau mit mehr oder weniger Aufwand beschreiben und alle drei sind natürlich in den Detaillösungen anders verfahren:
Leonard Milholland`s "Better Half VW Engine" (meines Erachtens die beste Wahl)
Great Planes "Carr Twin"
und "Simplex Half VW Engine"
Frl. Google hilft da gerne mit Videos und Bildern weiter.
Für den Flugbetrieb gehen wir davon aus dass nun "hinten" nach "vorne" geht, d.h. nun ist die Keilriemenseite die Vorderseite des Flugmotors und der Getreibeflansch der Befestigungsflansch am Flugzeug.
Nun zum Baubericht mit kurzer vorausgehender Zusammenfassung:
Wie der Name schon vermuten lässt, wird irgendwas am Standardmotor gekürzt/weggelassen. Meisstens sind es die 2 Zylinder die richtung Getriebeflansch stehen (wir nennen das nun "hinten"😉, die weggelassen werden, dementsprechend wir auch die Kurbelwelle gekürzt bis zum mittleren Banklager und genauso wird mit der Nockenwelle verfahren.
Die Ölkanäle werden ab da verschlossen, das Öl braucht es ja nicht wo kein Banklager-Kurbelwelle-Pleuel-Kolben-Zylinder-Stössel-Stösselstangen-Kipphebel-Welle-Ventilführungen-Ventile da ist 🙂
Entweder hinten an der gekürzten KW oder vorne zwischen Nockenwellenritzel und KW werden als Drucklager Passscheiben eingesetzt die den Propellerzug nach vorne aufnehmen.
Da die KW ja hier an den Lagern super geschmiert sein sollte, ist das der ideale Bereich um mit normalen Passscheiben ein super Drucklager zu erzeugen.
Die Zylinderfußbohrungen die nun übrig bleiben, werden mit Deckeln verschlossen, es gibt Varianten mit und ohne Kraftstoffpumpe. Mit und ohne Zündverteiler respektive auch der dazugehörigen Welle aus dem Kurbelgehäuse (wenn nicht verwendet, wird das gerne der Öleinfüllstutzen). Auch die übrigen Öffnungen für die Schutzrohre werden sorgfältig verschlossen.
Ganz nebenbei wird der Zylinderkopf mitten auseinandergesägt, ein Ansaugstutzen angeschweisst oder der verlorene Bolzen am Flansch, die Seitenwand vom Ventilgehäuse des nichtgebrauchten Restes abgesägt und auf der guten Seite wieder angeschweisst, damit man wieder ein geschlossenes Ventilgehäuse bekommt. Selbiges passiert mit der Kipphebelwelle...mitten ab 🙂
Für da hab ich mir schon einige Gedanken gemacht, die vorhandenen Lösungen zur Stabilisierung des nurmehr auf einem Bolzen verschraubten Kipphebelsystems, sind nicht zufriedenstellend für mich.
Die verschiedenen Pläne unterscheiden sich dann noch wesentlich bei einer Sache:
Gehäuse so belassen oder zwischen den "hinteren" Zylindern und Getriebeflansch absägen ?
Ja, ihr habt richtig gehört, das erspart nochmals 2-2,5 Kg Gewicht, aber ist ein wesentlich grösserer Aufwand als nur den leerstehenden Gehäuseteil abzudichten.
Gleich geht s weiter...nun auch mit Bildern.
Grüsse Hermann
Beste Antwort im Thema
Na gut, dann lasse ich mal einen zur Vergaservereisung los, für die Erdgebundenen zum Verständniss.
Flugzeuge sind traditionell nicht sonderlich übermotorisiert und so wird versucht, jedes PS aus den Motoren zu kitzeln, unter anderem dadurch, daß man mit möglichst kalter und somit dichterer (schwerer) Ansaugluft arbeitet. Da sind einfach mehr Sauerstoffmoleküle drin, somit mehr Leistung.
Es gibt in der Atmosphäre einige Schichten, Inversionen genannt, in denen sammelt sich die Luftfeuchtigkeit. Warum das so ist, kann ich gerne erklären, führt aber hier zu weit. Wenn man nahe dieser Schichten fliegt, saugt der Vergaser sehr feuchte Luft an, diese Luft wird im Ventourirohr des Vergasers (dort, wo das Benzin zerstäubt wird) um etwa 15 Grad abgekühlt, somit kann diese Feuchtigkeit kondensieren und gefrieren. Dieses geschieht im Ansaugbereich des Vergasers wobei sich dessen Querschnitt langsam verkleinert und die Motorleistung langsam aber stetig nachlässt. Hier hilft eine Vergaservorwärmung, man leitet einfach die angesaugte Luft über einen Teil des Auspuffs und das Eis taut auf bzw. bildet sich erst gar nicht. Da warme Luft nicht so dicht, also energiereich ist wie kalte, kostet die Vorwärmung Leistung, je nach Temperatur zwischen 150 und 400 Umdrehungen pro Minute, weswegen man darauf verzichtet, den Motor ständig mit vorgewärmter Luft zu betreiben. Mit der Aufheizung des Gemischs stromabwärts vom Vergaser hat die Vereisung nicht zu tun.
Fazit für den Flugmotor: ich würde ihn "kalt" betreiben und eine Vergaservorwärmung dazu bauen.
Ich muß Jan übrigens zustimmen: hochinteressante Diskussion hier, schön interdisziplinär und voller guter Anregungen und Praxistips. Weitermachen!
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Uiuiuiii...das ist echt ne Sauerei.
Jedenfalls wissen wir jetzt mit Bestimmtheit dass das die Zündspule nicht mag wenn sie länger unbenutzt bestromt wird.
So langsam bereue ich doch dass ich nicht zum 123 gegriffen habe, speziell da die Grundversion ja mit...wie wars nochmal...0° oder sogar Spätzündung beginnt.
Zitat:
@Vari-Mann schrieb am 25. Februar 2017 um 15:43:15 Uhr:
Zur Kipperwelle,da nutzt eine Verdrehsicherung nichts.Die kann sich ja nicht drehen.Die könnte höchstens kippeln auf dem einem Standbein. Liegt der neue Fuß nun nur auf am Kopf stützt das beim betätigen des gegenüberliegenden Kippers ab.Beim aufliegenden kann sie aber abheben wenn der in aktion ist. Ausser natürlich du planst den Zusatzfuß anzuschweißen am Kopf.
Es ist ja nur mehr 1 Befestigungsbolzen für die 2 Kipphebel über da ja nur der halbe Kopf. Natürlich kann sich das Ganze auf diesem Bolzen parallel zu Gehäuseboden verdrehen und die Kipphebelenden verschieben sich dadurch seitlich zu den Ventilen. Die Stösselstangen vertragen sicher einiges an Versatz da sie ja frei in den Schutzrohren hochgehen, aber wenn mal anstatt auf den Ventilschaft, auf den Federteller gedrückt wird, ist ein Ventilschaden wohl vorprogrammiert...
Dass sich die Kipphebelwelle nicht um die eigene Achse drehen kann, ist schon klar. Ist js durchbohrt und es läuft der Befestigungsbolzen da durch.
Ja, der Zusatzfuß wird am Boden angeschweisst.
Ich überlege schon ob ich mal ne alte Spule unter Strom setze und auf die Uhr schaue ob und wann etwas passiert.
Der Kübelmann hat aber einen Fehler gemacht.Er hat die Spule,die Halteschelle und den Gebläsekasten angepinselt.Die breite Schelle ist an der Spule um Wärme abzuleiten.Kann sie aber nicht wenn alles dick mit Farbe überzogen ist. Aber ob die nun heile geblieben wäre bei besserer Wärmeableitung weiß man auch nicht.
Anschweißen vom 2ten Standbein ist gut.Damit sollte dann dort jede Gefahr ausgeschlossen sein.
Freigang der Stößelstangen mußt du aber genau prüfen.Das wird mit den 1,4:1 sehr eng.Ich hab bei einer 1,25 Übersetzung schon Schweißausbrüche bekommen trotz Big Mouth Schutzrohren. Allerdings auch mit einem Nockenhub von 10,4 was dann am Ventil 13mm macht.Den rechten Kipper kann aber mit Scheiben weiter nach rechts stellen und Luft zu bekommen.Den linken dadurch da die Schmalseite des Kipphebelbockes um 1-1,5mm abgedreht wird.
Zitat:
@flixer schrieb am 25. Februar 2017 um 11:20:24 Uhr:
Das klingt gut und es gibt dann auch keine Probleme mit verschlissenen Kontakten.Hätte noch eine Frage bzgl. einer Schrumpfpassung:
An die Kurbelwelle kommt ja die Propellernabe dran und die wird normalerweise mit Schrumpfpassung und vorhandener Passfeder realisiert.
Wieviel hundertstel Untermaß muss bei den 40mm Durchmesser der Welle sein?
Habe zwar einwenig gegoogelt und massenweise Formeln dazu gefunden...da bin ich aber einwenig überfordert...
Hallo, wie sieht denn die Nabe aus? Ist die für eine Schrumpfpassung bzw. Passfeder ausgelegt?
Kannst du ungefähr abschätzen, wie viel Kraft auf den Propeller wirkt? sowohl in axialaer als auch in radialer Richtung. Ausrechnen kann ich dir das, sollte kein Problem sein.
Edit: Reicht überhaupt die Umdrehungen vom Motor selbst aus für den Propeller?
Nochmal Edit: Mir fällt gerade was auf... Die axiale Kraft... halten das die KW Lager aus auf Dauer?
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Hallo Beetle,
danke für das Angebot. Darauf komme ich sicher noch zurück.
Meine Nabe gibts noch nicht 🙂 wird von mir selbst hergestellt. Auf jeden Fall wird sie sehr ähnlich aussehen wie die im Bild unten. Die Wandstärke darf nur so dick sein dass ihr Aussendurchmesser in den Spalt zwischen hinterem (Keilriemenscheibe Seite) Kurbelwellenzapfen und Motorgehäuse Bohrung passt.
Die KW Lager scheinen nicht das Problem zu sein, eher der Zapfen mit dem Schlitz der Passfeder stellt die Schwachstelle dar. Es sind vereinzelt Risse aufgetreten vom Passfederschlitz richtung Rille wo die nächste grössere Durchmesserstufe kommt an der dann das 4. KW Lager drauf ist.
In axialer Richtung ist das warscheinlich vernachlässigbar da das Innengewinde benutzt wird (Schraube von Keilriemenscheibe) um die Nabe axial zusätzlich zu sichern. Zudem kommen axial vom Propellerzug nur ca. 100-120 kg drauf, mehr nicht.
Radial? Keinen blassen Schimmer...
Der Prop weiter oben in den Bildern hat 140cm Durchmesser und wiegt 2498 g, wobei 2/3 des Gewichtes innerhalb 1/2Durchmesser sind.
Ja, 3400-3600 upm sind mehr als genug, darüber wird es sehr laut wegen der Umfangsgeschwindigkeit die richtung Uberschallgeschwindigkeit an den Spitzen geht.
Meisstens werden bei Ultralights Untersetzungsgetriebe benutzt und Prop Größen über 140cm. Der Rotax von meinem Tragschrauber dreht so ca. 2000 Upm bei 176cm Durchmesser. Langsam drehen und große Luftschraube ist auch das Zauberwort für besseren Wirkungsgrad und höheren Standschub.
EDIT:
habs grade mal durchgerechnet:
Bei 3600 upm liegt mit diesem Prop eine Blattspitzengeschwindigkeit von 950 kmh an....
Nochmal Tante EDIT:
Bei 4000upm wären es schon 1056 kmh...
W hab gtad mal gegoogelt und ein schönes bild der zusammengesetzten KW gefunden. Wie man sieht, wandert das Lager nummer 1 (Bundlager) an die 3. Stelle und bildet so das Drucklager zusammen mit den Passscheiben. Benutzt werden dafür die vorhandenen von der Schwungrad Seite wobei diese auf der rechten Seite auf den breiteren Durchmesser ausgedreht (oder geschliffen) werden müssen.
Ihr fragt euch wofür das Metallteil an der Propellernabe?
Wie man hinten schön sieht, wurde die 1. Kurbelwange vom nichtmehr vorhandenen 3. Pleuellager dranbelassen. Das wirkt scheinbar Wunder was die Ausgleichsgewichte-Geschichte anbelangt. Da somit an der Kurbelwellenwange ganz links das Gewicht fehlt, wird das kleine Gegengewicht an die Propellernabe geschraubt um das Gleichgewicht wieder herzustellen. Ideal wäre natürlich wenn man es näher an das 1. Pleuel bringen könnte aber dazu fehlt im Gehäuse eindeutig der Platz.
bei 4000 upm bist dann schon "gefährlich" nahe am der überschallgeschwindigkeit.
wenns möglich wäre, bräuchte ich irgendwie die torsion, die an der welle angreift. Steht die vielleicht in einem Datenblatt oder so? Ich stelle die mir nicht gerade gering vor. Wie willst du die Nabe axial sichern?
Ich muss sagen, ich hab mich noch nie mit den lagern im Motorblock beschäftigt... wollte nur mal in den raum werfen, dass diese die 120kg auch auf dauer aushalten.
Der Motor wird geschätzt mit diesem Prop eine Standdrehzahl von 3200 haben, die im Flug ca. 200 upm höher liegen wird bei Vollgas und warscheinlich niemals überhaupt 3500 erreichen wird.
Torsion? Da kann ich leider nicht weiterhelfen, vielleicht kannst du das auch ohne berechnen?
Es wird die originale Passfeder verwendet und vorne die Schraube in der Welle. Mehr kann ich dir dazu leidr nicht sagen.
Eins noch: die amis sagen dass nur härtere Tuning KW eingerissen sind, diejenigen die die originale VW KW benutzt haben, gab es keinen einzigen Ermüdungsriss. Sie vermuten das liegt an der "weicheren" und somit flexibleren Stahlsorte.
Edit:
Solche Motoren fliegen bei den amis teils seit Jahrzehnten mit weit über 1000 Betriebsstunden ohne Lagerprobleme bzw. ohne irgendwelche Probleme.
kannst du mir mal daten nennen? brauche die länge, breite, höhe der passfeder, 40er wellendurchmesser sagtest du? wie viel platz ist axial für die nabe?
und ohne torsion bzw kraft? hm wird schwierig, da ja alles auf dieser torsion beruht. wenn diese höher ist, muss eine stabilere welle-nabe verbindung her. darauf beruht die ganze sache.
hast daten von deinem prop? (sorry, falls du das vorher irgendwann schon mal geschrieben hast, aber ich lese jetzt keine 18 seiten durch 😉 )
Blätter anzahl, AE/AO (Blatt Luft Verhältnis), durchmesser, P/D (pitch durchmesser verh.) .. dann kann ich das drehmoment ausrechnen
Kann dir erst morgen die Maße geben.
Wenn mit der Torsion die Kraft gemeint ist die das Drehmoment des Motors verursacht, das müsste man irgendwo her bekommen.
Ij den angehängten Bildern ist ein Untersetzungsgetriebe gezeigt. Dieses ist mit gezeigtem Aluwinkel an den Schrauben für den Lichtmaschinenhalter befestigt und zusätzlich noch links daneben an den Schrauben für die Benzinpumpe. Das scheint zu halten obwohl es mir sehr schwach vorkommt. Auch scheint der Aluwinkel selbst nicht wirklich massiv um den Prop zu halten und genauso die Schraube die die Lager und Nabe festhält. Zudem ist das alles auf einen ganzen VW Motor montiert, der wesentlich mehr Power hat als der halbe und der Prop Durchmesser ist wesentlich grösser und warscheinlich auch die ganzen Kräfte die da einwirken. Subjektiv gesehen scheinen da also nicht allzu übertriebene Kräfte am Werk zu sein.
140cm x60cm Steigung.
Mehr kann ich noch nicht dazu sagen, werde den Walter Born anmailen, der mir den Prop hergestellt hat. Der kann mir vielleicht weiterhelfen. Die Daten die er brauchte waren ps Zahl, Hubraum und Drehzahl.
Edit:
Durchmesser und Steigung hatte ich vorgeschlagen, sind standardwerte von den amis: 54" x 24" war es wenn ich mich nicht irre.
Edit die 2.
2 blatt prop
ich könnte es natürlich auch so auslegen, dass es mit der leistung des motors hält. dann wäre es aber vermutlich überdimensioniert. wie viel ps hat er denn?
Geschätzt zwischen 42-45 Ps bei 3200 upm
Mit dem 123 hast Du aber das gleiche Grundproblem, dass 4 Zündungen pro Umdrehung produziert werden und Du nur 2 brauchst!
Das Einfachste ist wohl wirklich, die zei Überflüssigen Zündkabel auf Masse zu legen und fertig.
Zitat:
@flixer schrieb am 25. Februar 2017 um 18:57:54 Uhr:
So langsam bereue ich doch dass ich nicht zum 123 gegriffen habe, speziell da die Grundversion ja mit...wie wars nochmal...0° oder sogar Spätzündung beginnt.
Ich hätte allerdings noch einen komplett andere Vorschlag zur Zündung, wie Du ohne Verteiler im Klassischen Sinne aus kommt. So wie es bei 2-Zyl. Motorrädern gemacht wird - Die haben auch keinen.
Ich finde die Idee recht charmant, ich hoffe Ihr könnt mir folgen ;-) Also:
Du nimmst den 050 Verteiler und baust eine Kontaktlose Zündung ein.
2 der 4 Magnete entfernst Du.
Die Verteilerkappe wird weg gelassen bzw durch eine Abdeckung ersetzt.
Du schliesst jetzt Die zwei Zündkabel zu den Zylindern beide direkt an die Zündspule an.
Beide Zündkerzen kriegen jetzt jeweils beide Zündimpulse.
Das Prinzip dahinter ist, dass sich der Strom immer den Weg des geringsten Widerstandes sucht. Zum Zündzeitpunkt ist in dem einen Zylinder das Voll verdichtete Gemisch - im anderen Zylinder ist gerade die Verbrennung beendet und der Ausstoßtakt beginnt.
Der Zündfunke nimmt den einfacheren Weg und springt auf der Kerze, die gerade im Verdichtungstakt ist über und fertig.
Das ist das Prinzip nach dem eigentlich alle älteren Zweizylinder Motorradmotoren arbeiten., die haben alle keinen Verteiler sondern nur Unterbrecher.
Was sagt Ihr dazu?
Unterm Strich denke ich dass Du mit dem 050 schon gut beraten bist, wegen dem grossen Verstellbereich. Egal ob Du nur zwei Kabel auf Masse legst oder den Weg über den Ignitor gehst