ラジコン模型エンジン工作室

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15クラスの４サイクルエンジンの製造・販売について

小型模型飛行機に搭載できるスーパーチャージ搭載４サイクルエンジンを
少量生産の予定です。ほとんどが手加工による切削のため、あまり多くは作れません。
製作・販売・価格等につきましては、こちらでご案内致します。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(マイクロウィングス'09/3/4)

スーパーチャージャ搭載15クラスの４stエンジンの製作

小型４サイクルエンジンの第2弾はスーパーチャージャです。
排気量の小さい４サイクルはパワーのほとんどを減速ギアやカム駆動に消費されて
実用の軸出力を得ることが困難になってきます。
エンジンは廻れど・・・飛行機は飛ばずってことに・・・。
実用の軸出力を得るためやむなしのスーパーチャージ化と言った方が適正かも？
今回、目指すは実用パワー！

(写真をクリックすると、大きく表示できます）

【排気量2.4ccのスーパーチャージ４サイクルエンジン！2008/7/31】

小型４サイクルエンジンにこそスーパーチャージが必要・・・。
４サイクルエンジンは自らのパワーでバルブを駆動しなければなりません。
３０クラスのエンジンも１５もバルブ駆動のロスはほとんど変わりません。
排気量の小さいエンジンほど、このロスが重くのしかかってきます。
基本はバルブ、プッシュロッドなどの軽量化と駆動ロスの低減ですが
これにも限界が・・・・。

スーパーチャージでこのパワーロスをカバーすれば、もっと小型の
４stエンジンが可能になるはず・・・？！。

【試作中のスーパーチャージャ15エンジン'08/7/29】

基本構造は前回試作の１０クラスと同じです
違いはクランクケース内の圧縮を利用して吸気を加圧すること
４サイクルならではの過給です。

この方式は随分昔からあるようですが、模型エンジンに採用したのはYSでしょうか？
YSエンジンを実際使ったことがないのでその性能についてはよくわかりません。
吸気性能が上がれば、間違いなく高出力になるはずです。

【99%完成のスーパーチャージ１５エンジン'08/7/31】

まだテスト運転前のスーパーチャージ１５エンジンです。
いつものように冷却フィンは切っていません。
吸気チャンバの容量は適正か？
過給を考慮して圧縮比を少し落としていますが、果たして？
クランクケース内の残圧でキャブへの逆流対策は十分か？？

わからないことだらけです。
考えるより、やって見る方が早い。

【スーパーチャージ１５エンジンのテスト】

今回の15は、意に反して一発で始動しました。
吸気チャンバとクランクケースの容量もマッチしてたのでしょうか？
いきなり12000rpm(7×4ペラ）をクリアしました。
試しにスーパーチャージをやめて別途キャブから直接吸入させると
ピークでも10000rpm強程度ですから、約2000rpm向上ことになります。
これは驚きです。
近くの模型エンジンメーカーのS社さんで聞くと2000rpm上がると排気量が
1ランクから２ランク上のパワーになるそうです。
飛行機に搭載しても何とか引っ張ってくれるパワーが得られました。(^^)

試作エンジン機の飛行は 「ラジコン模型飛行機の工作室」に・・・・

【１５エンジンのベンチテスト】

15スーパーチャージエンジンのテストラン動画（１５クラス）・はこちらから・・。
(アイドリングのパタパタ音はなかなかのもの・・・・)

課題は低速から中速時のレスポンスです。
混合気がリッチ気味でモタツキ気味となります。
低速時にクランクケース内部に残留するオイルが
一気に噴出するのかも知れません？
高速移行時に白煙が多くなります。
オイル量２３％のグロー燃料ではオイル過多のように思えます。
低オイル燃料を調合しての再テストと、アイドル時のキャブ調整を
行ってみる予定です。

10スーパーチャージエンジンのテストラン動画（１０クラス）・はこちらから・・。
追加で試作した１０スーパーチャージの新作エンジンです。
この１０はレスポンスもよく、スロットルに追従してくれます。
でも、パワーは１５に比べると非力です。
7×4のペラで何とか10500rpmです。
２サイクルエンジン06クラスくらいのパワーでしょうか？
スロー、ハイとも安定したエンジンですが、
もう少し贅肉を取って、スモールコンパクトにしなければ・・・(^^;)

【懐かしのOS製FS－20とプロト15エンジン】

FS－20は量産された４サイクルでは最も小さいエンジンと思います。
今回の１５エンジンは一回りくらいコンパクトです。
正確な重量は測っていませんが180ｇ？程度です。

【テストしたスロットル】

中低速での燃料リッチはスロットル径の問題のようです。
スロットル径3.4φ、3.6φ、3.8φ、4.0φの４種類でテストしました。
3.4φではフルスロットル時の吸入不足で少しパワーが落ちました。
3.6～3.8φ程度がベストのようです。
ちなみにFS-20は4.1φでした。
後は排気プレッシャーで少し変わってくると思います。
アイドリング3600rpm、フルスロットル時max12,500rpm
(at7×4ペラ,ニトロM15％時）
レスポンスもかなり改善しました。・・・(^^)
後はフライトでの評価と耐久性です。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（おまけ↓）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

【15エンジンの金型の設計】

試作した模型エンジンの金型の設計です。
無垢からの削り出しでは手間ひまがかかり過ぎて・・・
CADはネットから無料の3D-CAD（アリブレ)をダウンロードしました。
全くの素人ですが四苦八苦しながら・・・・なんとか・・・(^^;)
二次元のCADでの設計はとても無理に思えます。

【断面やアセンブリの干渉チェックも・・・】

それぞれ設計した部品を組み合わせて、
クリアランスや干渉のチェックが簡単に出来ます。
ただ、フルスペックが無料で使えるのは１ヶ月のみで
それ以降は、機能制限されます。
初心者には無料の範囲で今のところ十分です。

3D-CAD AlibreDesignのサイトはこちらに・・・・

排気量1.6cc・10クラスの４サイクルエンジンの製作

２サイクルの豆エンジンに続いて４サイクルを試作中です。
排気量は１０クラスで１．６ｃｃとなります。
４サイクルはカム、減速ギア、給排気バルブなど部品点数が多く複雑です。
基本構想・・１日、試作しながらその都度設計の行き当たりバッタリ・・・
３週間ほどで何とか形になって来ました。・・・・(^^;)。
目指すは、心地よい４サイクルサウンドと実用パワー！

(テストランと動画は、下の方↓
に掲載しました・・・・m(_ _;)m　)

(写真をクリックすると、大きく表示できます）

【排気量1.6ccの４サイクル豆エンジン試作中！2008/6/29】

今までに量産された4サイクルエンジンとしてはOS製FS-20エンジンが
最も小さいエンジンでしょうか?・・・現在は製造されていません(--;)
昔、カルト産業が１０クラスの４サイクルを試作しましたが
大変非力なエンジンだった？と聞きます。
残念ながら、市場に投入されることはありませんでした。

【試作中の４サイクル豆エンジン】

カムとギアまで完成しましたが、この時点ではまだヘッドは図面すらありません・・。
ドライブ機構が出来なければ、ヘッドを設計してもしょうがないから・・・
ギアは埼玉の教育歯車から標準モジュールを取り寄せて切削しました。
もちろんギア比1:1/2です。材質はS45C。

【まだ冷却フィンを削っていません・・】

フィンの切削はいつもテストランがうまく行ってからです。
ロッカーアームはOS製の部品を拝借しました。
アームはメタルインジュクション成型です。
小さな金型だけでも少なくとも60～70万はするでしょう？

さすがに給排気バルブは大きすぎて使えないので切削しました。
バルブ径は僅か6.0ｍｍ・・・プラグより小さい。
シリンダーヘッドにバルブ２個とプラグ１個は入りきらないので
仕方なくプラグは前方から・・・(^^)
結構複雑な形状なので圧縮比の計算は大丈夫か？
ピストンとバルブのクリアランスも微妙な位置です。

テストランまで後一息・・・。
さぁて、取付けマウントとキャブをどうしよう？

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【あともう一歩で・・・'08/7/2】

【主要パーツは完成'08/7/2】

マウント、キャブ、排気管・・・完成しました。
残るはパッキン類で運転が可能です。
逸る気持ちをグッと抑えて最後の詰めを・・・。

キャブはOS製１Aを改造したものです。
2st１０用ですが、結構大きい。

【ほとんど切削手加工の１０プロトエンジン】

テスト運転はもう目の前・・・。
どんな音がするのか？・・・楽しみ(^^)

【何とか廻りました。・・・(^^)/　'08/7/6】

難産の末、やっと快音をあげました。
やっぱりすんなりとは行きません。(--;)
産声をあげるまで難関は3つ4つありましたが・・・
とりあえず8000rpmまで廻りました。
近所迷惑なので５分ほどでテストは終了しました。
どんな音か、パワーは？・・・
そんなことを考える余裕もなく・・・

次回は、性能確認と安定性、更なる改善点を確認するため
民家のないところでゆっくりと廻そう・・・。

【廻れ！廻れっ！テストラン】

昔、ラジコン飛行機を飛ばしていたディズニーランドの隣の公園に
15年ぶりくらいで来てみました。
ただの沼地と埋立地が、だだっ広い原っぱ？になっています。
エンジン飛行機を飛ばせる環境ではありませんが・・・・。
ハンドランチで遊んでいる人も・・・。
周辺には、高層マンションが立ち並び、大型ショッピングセンターも・・・
エンジンテストにはもってこいの場所です。
存分に廻しました。

シリンダーとヘッドにフィンも切って・・・。
始動性と低速はすこぶる安定したエンジンです。
排気音も低速は、タペットのペコペコ音がして、なかなかいい音です。
問題は、パワー・・・・・。
今日の調整では、７×４ペラでMax9500rpm・・・・まだパワー不足です。
実用には12000rpmくらいは欲しい・・・。

反面、低速は3500rpmでも安定して廻っています。
もう少し圧縮比を上げれば・・・。

4サイクルエンジンのテストランNO.1・動画はこちらから・・。
テストランNO.2・動画はこちら・・。

(写真をクリックすると、大きく表示できます）