Camshaft & Model engine builder

今回はカムシャフト作りだけ。
失敗また失敗の連続。次で成功させようと焦るのでそれが原因で更に失敗。
カムシャフト一本なのですが更新がなかなか出来ませんでした。

失敗の主な原因
1:CAD図面を作業に合わせて作図しなかったため計測ミスを犯した。
2:カムにかかる力を見くびり、ネジ締めが弱かったため、カムが回転してしまいマスターとスレーブ側の同期がずれた。
3:疲れと焦りのため、1番シリンダーのカム研削後2番へ移動するときに位相をずらすのを忘れた。
4:ちゃんとしたドレッサーを持っていなかったため、砥石の外周の乱れがそのままカムに転写され満足できる仕上がりにならなかった。また汎用砥石を使用していないため粒度が1種類しか手に入らず、1回の研削で削れるのは0.03ないし0.04mm、カム1個削るのに1時間以上かかり、焦りと疲れを助長した。(ダイアモンドドレッサーをKEKEさんからゆずってもらい、かなりこの問題は改善された)

その他自作のグラインダーの剛性が足りないためあちこち補強したり改造したり・・・・で1本のカムに1ヶ月かかりました。
しっかりとした剛性の高いカムグラインダーを作り直す必要がありそうです。

ではその失敗とかろうじての成功の顛末の公開です。

マスターカムの作製です。作るカムサイズの3.18倍で作ります。外径をベルトグラインダーで仕上げます。

Making the master cam.
マスターカムのセット。これが作るカムにそのまま転写されますので出来るだけ正確にセットします。よーく見るとシャフトに溝が入っているのが分かるかと思います。この溝を頼りにマスターカムは固定出来ると同時に、シャフト上をスライドできるようになっています。

カム形状は円弧カム。
吸気、排気作用角は115°両バルブの位相差も115°です。
バルブリフトは2mm。

マスターカムの描画は小熊正著「機械設計、3 エンジンの設計製図」を参考にトライアンドエラーで書いています。(CADに3円に接する円弧を書く機能がない)
カムシャフトの旋削です。カムとカムの間を削ります。
ケガキはいっさい無し。DRO頼りです。CAD図面がしっかりしていないとポカミスが出ます。
ここで2本も失敗してしまいました。


turning the cam shaft.
カム間を削っています。
前後送りにセットされたDROを頼りに削ります。


same as above
カムグラインダーにセットしたカム素材。排気と吸気を間違えないように排気側に色を塗ってあります。


Set the camshaft blank on cam grinder.
研削中です。この時点ではダイアモンドドレッサーを持っていなかったため砥石の表面のあれがそのままカムに転写されてしまい、研削後手仕上げで表面を整えました。非常に時間がかかりなおかつ納得行かない出来になりました。


グラインダー自体が段ボール箱の中に入っています。左後ろに吸引用の掃除機の口が見えています。


Grinding.
タイミング少し換えた別のカムも作ることにしました。マスターカムの作り替えです。

こちらのカムは吸気及び排気の作用角120及び135°、位相差105°


Timing chart of second cam shaft.
ダイアモンドドレッサーをKEKEさんからゆずってもらいました。その威力は絶大です。豆腐を削っているような感じで砥石の表面がリフレッシュされます。ドレッサーをかけた後からはカムの表面がきれいに仕上がるようになりました。


Dressing the grinding wheel by diamond dresser.
上二本が完成品。一番下が予備。中3本は失敗。
並んでしまえば大したことないですが、ずいぶん時間がかかりました。


cam shafts.
Upper 2 is accomplished, next 3 were failed and last one is spare for another cum shaft
完成した2本。バルブタイミングを少し変えてあります。
どの程度違うかは未知数です。



Successful two.
別の角度から。

Another view.

次回への課題

カムグラインダー改良
1:マスターカムとフォロアーの比は整数の方がベター(現在3.18:1)
2:モーターが非力
3:汎用性のある砥石の使用(100φか)
4:剛性不足
     @)ピボット軸を太く→16mmくらい、ベアリング支持
     A)モーターマウントを厚く→6tくらいに変更、モーターを購入した段階で材料決定
5:砥石押さえのフランジを大きくする。75mmならOKだがそれ以上だと小さすぎて振動の原因になる。

6:マスターカムシャフト溝をVからUに変更

☆☆☆☆☆☆
今回新刊なったモデルエンジンビルダー誌の紹介です。
SICマガジンの新生版です。エンジン作りに興味のある方は必見でしょう。
5月初旬に発刊された1号、出来立てほやほやです。

Model engine builder の表紙です。
http://www.modelenginebuilder.com/default.htm
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今回の内容は1シリンダー圧縮空気駆動エンジン(左下)、圧縮点火(いわゆるディーゼル)エンジン(右上)そして開放型6シリンダー4サイクルエンジン(左上)です。

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