Uruchomienie silnika samozapłonowego

Paweł Fiuk

Czytając ostatnio wiadomości z grupy "pl-rec-modelarstwo" dostrzegłem propozycję Andrzeja Grodzkiego napisania artykułu na temat uruchamiania silników samozapłonowych. W związku z tym, że sam posiadam Sokoła, MK-17 oraz RYTMA myślę, że artykuł ten zainteresuje z pewnością modelarzy posiadających takie silniki.

Aby silnik uruchamiał się łatwo i bez problemów, które mniej cierpliwych mogą doprowadzić do prób wykorzystywania opornego silniczka jako ciężarka do rzucania na odległość ( :-) ), musimy o niego odpowiednio zadbać. Należy go najpierw dokładnie umyć. Ja do tego używam acetonu lub rozpuszczalnika nitro. Mają one tę zaletę, że stosunkowo łatwo rozpuszczają wszelkiego rodzaju osady oraz laki powstające podczas pracy silnika. Po myciu tymi rozpuszczalnikami należy silnik nasmarować. Polecam WD40. Jest doskonale płynny i świetnie się rozprowadza. Trzeba też sprawdzić i wyregulować elementy gaźnika, konkretnie rozpylacz. Nie wszyscy chyba zdają sobie sprawę z tego, jak wpływa na pobieranie paliwa ustawienie otworów rozpylacza. Komentarz do tego jest chyba zbędny, wystarczy obejrzeć załączone rysunki [1]..[3] i przypomnieć sobie troszkę praw fizyki:

Rys.1. Ogólna budowa silnika

Rys.2. Zasada działania rozpylacza jednootworowego (a) i przelotowego (b)
a1 i b1 - ustawienia prawidłowe

Rys.3. Inne rodzaje gaźników

Proponowałbym też drobną korektę samej rurki rozpylacza poprawiającą stopień tworzenia mieszanki paliwowej, a tym samym pracę i osiągi naszego cudeńka. Zaznaczam, że nie jest to mój pomysł. Pozwoliłem go sobie zaczerpnąć z literatury [2]. Modernizację taką przedstawia rysunek poniżej. Przed proponowaną przeróbką zastanówmy się jednak nad naszymi umiejętnościami i możliwościami.

Rys.4. Przeróbka gaźnika

Obejrzyjmy też iglicę gaźnika, czy nie jest wygięta i czy jest trwale zamocowana w oprawie. Może się bowiem okazać, że pomimo regulowania dopływu paliwa nasz silnik nie będzie reagował zmianą obrotów, co może być spowodowane rozlutowaniem połączenia iglicy z jej oprawą. Należy też dokładnie sprawdzić, w którym miejscu w cylindrze silniczka znajduje się przeciwtłok. To niezmiernie ważne! Wszelkie siłowe próby przekręcenia wału silnika z przeciwtłokiem znajdującym się zbyt nisko kończą się przeważnie wygięciem lub pęknięciem korbowodu i w konsekwencji zepsuciem silnika. Jeżeli przeciwtłok jest zbyt nisko i tłok przy próbach przekręcenia wału opiera się o niego, spróbujmy poluzować śrubę kompresyjną i dopiero wtedy próbujmy kręcić (ale też z wyczuciem). Jeśli to nie pomaga (silnik leżał długo nie używany i dodatkowo nie był umyty po ostatnim rozruchu), jedynym i chyba najbezpieczniejszym rozwiązaniem wydaje mi się rozmontowanie silnika i mechaniczne cofnięcie przeciwtłoka.

Robimy to za pomocą młotka i drewnianego (nigdy metalowego!) kołka, opierając "do góry nogami" cały zespół cylindra na drewnianej podkładce i uderzając młotkiem poprzez drewniany wałek w przeciwtłok. Należy zawsze dokładnie przemyśleć rozbiórkę silnika. Nie służy to bowiem jego trwałości i może się wiązać z koniecznością dorabiania nowych uszczelek, jak ma to miejsce w przypadku Sokoła lub Kolibra, gdzie radiator z korpusem i karterem łączone są na gwint. Dobrym sposobem na dorabianie uszczelek jest wykonanie ich z brystolu (blok techniczny) i nasączenie pokostem lnianym (osobiście przetrenowałem ten sposób i gorąco go polecam).

Po tych wszystkich "przeglądach" powinniśmy wykonać sobie odpowiednie stanowisko do prób i pierwszych uruchomień.

STANOWISKO DO URUCHAMIANIA SILNIKA

Do uruchomienia silnika trzeba przygotować sobie odpowiednie stanowisko. Ja wykonuję je wg przedstawionego rysunku, ze sklejki 10-15 mm.

Rys.5. Przykładowe stanowisko do uruchamiania silnika

Nie polecam mocowania silnika w celu uruchomienia go np. w imadle. Jest to może szybkie i wygodne, ale szkodliwe dla korpusu silnika i niebezpieczne. Szkodliwe, bo karter jest wykonany ze stopu aluminium i w związku z tym bardzo podatny na uszkodzenia mechaniczne. Niebezpieczne z kolei dlatego, że aby uruchomić silnik trzeba go dość silnie "dokręcić" w imadle. Chcąc więc uniknąć uszkodzenia nieświadomie nie dokręcamy mocno i w efekcie pod wpływem wstrząsów nasz silnik może nam "odfrunąć" i mimo swych małych wymiarów dość mocno zranić nas lub kolegę. To nie żart! Poza tym takie brutalne obchodzenie się z silnikiem świadczy niezbyt dobrze o nas.

Rys.6. Montowanie silnika i zbiornika paliwa na stanowisku

Stanowisko do prób powinno mieć miejsce na zbiorniczek paliwa. Powinien on mieć takie wymiary, aby paliwa wystarczyło na 2,5 - 3 minuty pracy. Czas ten w zupełności wystarczy nam do wyregulowania obrotów silnika. Pojemność zbiornika paliwa ustalimy zakładając, że silnik zużywa średnio ok. 3 cm³ paliwa na minutę pracy na każdy centymetr swej pojemności, czyli silnik o pojemności 2,5 cm³ powinien mieć zbiornik o pojemności ok. 30cm³. Zbiorniczek wykonujemy z blachy stalowej ocynowanej (lub mosiężnej). Nie polecam stosowania na zbiorniczki do próbnych rozruchów szklanych buteleczek po lekarstwach. Problematyczne jest ich stabilne mocowanie w stanowisku. Przy próbach mocowania "na wcisk" buteleczka pęknie i... można pokaleczyć pazurki :-). Zbiorniczek umocujmy tak, aby poziom paliwa znajdował się na wysokości otworków rozpylacza w gaźniku. Paliwo do silnika powinno być bowiem zasysane. Jeśli więc poziom będzie powyżej tych otworków, po pierwszym zassaniu paliwa będzie się ono samoczynnie lało do gaźnika. Zbiorniczek z silnikiem (a właściwie z rozpylaczem w gaźniku) łączymy za pomocą przeźroczystej rurki igielitowej lub lepiej - silikonowej. To tyle o stanowisku do prób. Ostatnią czynnością jest zamocowanie stanowiska np. do stołu lub ławki w dowolny, byle by dostatecznie pewny sposób.

PALIWO DO SILNIKÓW

Do swoich samozapłonów stosuję paliwo składające się z eteru, oleju silnikowego i nafty w następujących proporcjach:

• eter - 30%
• nafta - 40%
• olej silnikowy - 30%

Jeżeli silnik nasz będzie uruchamiany pierwszy raz, paliwo powinno mieć następujący skład:

• eter - 50%
• nafta - 20%
• olej silnikowy - 30%

Temat paliw do silników jest bardzo wyczerpująco potraktowany w literaturze [4], nie będę więc go omawiał szczegółowo. Warto wiedzieć, że nazwy podstawowego składnika paliwa - takie jak eter, eter etylowy, eter dwuetylowy, eter siarkowy, eter lekarski, eter do narkozy - oznaczają jeden i ten sam związek chemiczny o różnym stopniu czystości. Wszystkie rodzaje eteru (nazwa chemiczna: eter etylowy) nadają się do napędu silników samozapłonowych [3].
Na naszej stronie znajdują się opisy wytworzenia wszystkich składników potrzebnych do wyprodukowania paliwa modelarskiego:

• Eter etylowy
• Alkohol metylowy - metanol
• Nitrometan

URUCHAMIAMY SILNIK

Aby uruchomić silnik, należy oczywiście zamontować najpierw śmigło. Jego dobór w zależności od pojemności silnika umożliwi poniższa tabela [3].

Śmigło mocujemy w taki sposób, aby znajdowało się ono w pozycji poziomej w momencie, gdy tłok kończy zasłaniać otwory wylotowe z cylindra. Rozpoczyna się wtedy cykl sprężania mieszanki w cylindrze. Dokręcamy je mocno i pewnie (ale z wyczuciem!). Odkręcamy iglicę gaźnika o ilość obrotów podaną w instrukcji silnika. Jeśli jej nie posiadamy, odkręcamy ją o 2 - 3 obroty. Należy przy tym odkręcić śrubę kompresyjną w cylindrze. Następnie, chwytając dłonią za śmigło, przekręcamy nim kilkakrotnie zasłaniając przy tym palcem otwór wlotowy do gaźnika. w ten sposób zasysamy paliwo do gaźnika i skrzyni korbowej. Gaźnik zasłaniamy w momencie ruchu tłoka do góry i odsłaniamy, gdy tłok zaczyna się cofać. Paliwo nie będzie wtedy wracać do zbiornika. Gdy paliwo wypełni rurkę doprowadzającą (stanie się ona przeźroczysta), przy pomocy strzykawki z igłą nalewamy kilka kropelek paliwa bezpośrednio na tłok silnika.

Następnie, przykładając palec wskazujący i środkowy prawej dłoni, przekręcamy energicznie śmigło w prawo starając się doprowadzić do pierwszych wybuchów w cylindrze. Czynność tę proponuję wykonywać w skórzanej rękawiczce. Uderzenie śmigłem w palce nie jest wcale rzadkim przypadkiem, a odczucia (nie mówiąc o przecięciu skóry) są wręcz niesamowite :-)).

Jeżeli po kilku próbach silnik nie zapala, dokręcamy śrubę kompresyjną (nie więcej niż o 1/4 obrotu), znów nalewamy kilka kropli paliwa na tłok i "kręcimy". Postępujemy tak do czasu, aż silnik zapali. Po uruchomieniu silnika, poprzez dokręcanie iglicy gaźnika i śruby kompresyjnej (polecam właśnie taką kolejność) regulujemy obroty. Najpierw należy zmniejszać ilość paliwa dopływającą do cylindra, a dopiero jego pojemność. Regulację powyższą przeprowadzamy albo do momentu osiągnięcia przez silnik właściwych obrotów, albo też do wystąpienia zakłóceń w pracy silnika, takich jak brak reakcji na zmniejszanie dopływu paliwa i kompresji, trzepotanie śmigła, nierównomierna praca, głuche stuki w silniku itp. Jak w takim przypadku postępować?

W celu przejrzystego (mam nadzieję) przedstawienia tego zagadnienia zrobiłem to w formie poniższej tabeli:

Po uruchomieniu silnika regulujemy jego pracę za pomocą igły gaźnika i śruby kompresyjnej:

• Jeżeli silnik pracuje nierównomiernie, z przerwami i trzaskami, wymaga on zazwyczaj zwiększenia "kompresji" i "dodania gazu".
• Jeżeli dźwięk pracy silnika jest głuchy, przy jednoczesnym spadku obrotów, trzeba zmniejszyć "kompresję" i dokręcić nieco igłę gaźnika.
• Jeżeli silnik "zaskakuje" na chwilę po każdym zassaniu, jednak ciągłej pracy nie podejmuje, mimo regulacji, to ogólną przyczyną jest brak dopływu paliwa. Bezpośrednim natomiast powodem może być:
  • niewłaściwie ustawiony otwór rozpylacza - sprawdzić;
  • zatkany rozpylacz - sprawdzić, ewentualnie rozebrać i oczyścić;
  • zatkany, dziurawy lub załamany, przewód zasilający - sprawdzić;
  • zatkana rurka zasilająca w zbiorniku sprawdzić, przemyć zbiornik;
  • brak odpowietrzenia zbiornika - usunąć niedrożność przewodu odpowietrzającego;
  • zbiornik ustawiony zbyt nisko - podnieść.
• Jeżeli silnik pracuje niepewnie i po pewnym czasie zatrzymuje się, nie wyczerpując całej porcji paliwa, jest niewrażliwy (nie reaguje) na regulację dopływu paliwa, to prawdopodobną przyczyną jest niewłaściwy dopływ paliwa. Może to być spowodowane oprócz wyżej wymienionych następującymi usterkami:
  
  • nieodpowiedni (nie oryginalny) rozpylacz o zbyt małym otworze;
  • obluzowanie igły regulacyjnej w oprawce, oprawka obraca się, igła pozostaje w miejscu.

To tyle o najbardziej powszechnych przyczynach niepowodzeń przy uruchamianiu naszych silniczków. Zaznaczam, że nie są to oczywiście wszystkie możliwości. Jednak pozostałe, takie jak nieszczelność silnika spowodowana jego zużyciem czy też uszkodzenia mechaniczne łatwiej usuniemy... kupując nowy silnik. A kupno silnika, szczególnie używanego, to już temat na osobny artykuł. Gorąco zachęcam też wszystkich zainteresowanych do zdobycia i zapoznania się z wymienioną literaturą. Naprawdę warto!

Literatura:
[1] Paliwa i smary w technice miniaturowych silników - W.Schier, WKŁ 1980
[2] Lotnicze modele wyczynowe na uwięzi - A.Rachwał, WKŁ 1972
[3] Popularne mikrosilniki spalinowe - W.Schier, WKŁ 1980

Ponadto:
Modelarz nr 9/1964

Materiały nadesłał: Paweł Fiuk