2018-4-27 drawing the plan

図面を起こし始めました。
これがしっかり書けていないとできません。
そして部品を見ていると相当難しそうです。
具体的な段取りはまだ見当もつきませんが、とりあえず図面だけは・・・・


I started to draw the plans.
Success or failure depends on the plans
And watching the parts, it will be very hard to make them.
I have no actual plan to make them but I must start to draw the plans.

シリンダー、ピストン、コンロッド 、クランクシャフトなどです。

シリンダー、ピストンなどはそこそこの精度のようですが、クランクシャフトは極めておおざっぱでこのままではとても使い物になりません。

プラモデルなので仕方ないです。

Cylinder, piston, connecting rod and crank shaft.

Crank shaft is enough for plastic model but very poor for internal combustion engine.
 クランクケースです。これも外形とバルブの位置を参考にする程度です。
Crank case
I will use only the contour.
 エンジンの基本要素をきめます。

実物はボアー、ストロークがそれぞれ95.3mm、101.6mmだそうです。
0.4倍して端数を切り捨て ボアー38o ストローク40oにしました。

そしてシリンダーヘッドの燃焼室は半径33.6o 深さ5oの球面とすることにしました。

この部分の体積はここで見ると、2.90立方センチだそうです。

V1, V2はそれぞれπr2h1 πrh2で求められます。

I decide the basic size of this engine.
In actual engine the bore and stroke is 95.3mm and 101.6mm
I decided these size 38mm and 40mm
 圧縮比については私の手元には資料がありません。
6をちょっと超えればいいかなと考えています。

上の式で上死点でのピシトンヘッドとシリンダー上端の距離を変化させて圧縮比を求めてみました。
プラモデルから得られた寸法6.7oでは圧縮比が5.3くらいにしかなりません。
これではいくらなんでも低すぎのようです。1mm変化すると0.8〜1くらい変わるようです。


4.7oの時の6.5くらいが適当でしょうか。


This table shows the compression ratio.
It depends on the distance between the top end of the piston on TDC and top of the cylinder .
I will use 4.7mm and compression ratio 6.5
カムドライブ部のプラモデルのマニュアルの写真です。
緑矢印がクランクシャフト、カムシャフトにそれぞれついているギアーを象徴しているようです。

プラモデルを作っているときは何の違和感もなく組み立てたのですが、
何かおかしくありません?


This is the picture around the cam shaft and crank shaft.

I assembled it without any incompatibility, but do you feel something strange?
 実際に組んだものです。
上の写真と同じです。ベルトはかけてありません。


図面を起こしていて違和感を覚えました。


そうです。
クランクシャフト2回転でカムは1回転なはず。
これじゃ減速比は2倍。
クランクシャフト一回転でカムシャフトは2回くらい回ってしまいます。

根本的にこの部分は見直しが必要です。


プラモデルではクランクシャフトの回転に伴いカムシャフトが回転し、バルブも動きます。たぶん2回転に一度の開閉ではクランクシャフト自体の回転が相当ゆっくりなので見ていて動いているのかどうかがわかりにくいのでしょう。動いていますとアッピールするためしょっちゅう動くように手直しされたのでしょう。

In actual plastic model.
All the same.
実物はどうなっているのかあちこち探しました。
こんな感じのようです。チェーン駆動のものもあります。


I found them on actual engine.
It is derived by chain.
ギアーが直接駆動しているものもあるようです。

Gear drive
二本のカムシャフトもチェーンで駆動するものもあります。これだと2本は同方向に回ります。

Two cam shaft drove by chain.
ギアードライブのものもあります。これだとカムシャフト自体は逆回転。

気を付けてカムの設計をしないと回らないエンジンになってしまいます。

ギアー駆動の場合はクランクシャフトで片側のカムシャフトを駆動し、そのカムシャフトでもう一方のカムシャフトを駆動する。
4個のギアーが適当なバックラッシュを伴い咬み合い、なおかつカムシャフトの中心が
バルブの中心線上に来ないといけないという制約があります。

適当なモジュールと歯数の歯車をCAD上で配置してみると、これらの条件をほぼ満足できる点が見つかりました。

ということでギアー駆動で行けそうです。

gear drive.

Fortunately I could find the position those satisfy the crank shaft can drive cam shaft and this cam shaft also drive another cam shaft and cam shaft center is just under the valve lifter.
プラモデルのカムシャフトです。負荷のほとんどないバルブを低速で開けたり絞めたりできればいいのでこんなものでも大丈夫でしょう。


しかしこれではちょっとエンジンは回りそうもありません。
ここも根本的な見直しが必要です。

The cam shaft of plastic model.
They may be too weak.
実際のカムシャフトはこんな感じのようです。

実物があるわけではないので細かいところはわかりませんが2/5モデルではカムシャフト上でのタペットの移動量は2mm、バルブリフトは3oを予定しました。

The cam shaft used in actual engine.
I will change them in this type.
起こした図面上でのコンロッドの動きの解析です。
干渉は起きないようです。

I checked the movement of connecting rod on CAD
 クランクシャフト上には内接歯車ポンプが実物ではセットされているようです。
トロコイド曲線の切削はできないのでこれは止めて普通のギアーポンプを組み込むことにしました。

On crank shaft they used rotary piston pomp in the crank case bit I can not make it, so I will use ordinary gear pump.
 
こんな風にセットされるようです。
クランクケース側の出入り口とポンプの接続部は0リングでシールされるのでしょうか。よくわかりませんがこれで行くしかなさそうですね。

In the crank case on the crank shaft.
クランクケース、クランクシャフト、カムシャフト、ギアートレーン、ギアーポンプなどの配置図です。

作るより疲れますね〜。

シリンダー、シリンダーヘッドなどこれからまだ大変そうです。

Crank case, crank shaft, cam shaft gears and gear pump.

I will attack the cylinder and cylinder head from now.
 

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