世界最小マイクロエンジンの製作を目指して

0.096ccのマイクロエンジンの製作

量産されたグローエンジンで最も排気量が小さいエンジンはCox TD.01エンジンでしょうか？
グロープラグのないディーゼルエンジンではもっと小さいものもがあるようです。
cox01エンジンの2/3の排気量の0.006ciの豆エンジンを製作しました。
cc表示の排気量は僅か0.096ccになります。
図面上では廻りそうですが、切削してみると・・・
とても、無謀に思えてきます・・・・(^^;)。

「マイクロエンジンの切削加工偏」はこちらから・・。

(写真をクリックすると、大きく表示できます）

【排気量0.096ccの豆エンジン試作！2008/3/31】

量産グローエンジンとしてはcox TD01エンジンが最も小さいエンジン?
あえてこれより小さい００６エンジンを作ってみました。(^^)
コントロールできるスロットル付です。
試作１号機はスロットルはほとんど機能しませんでしたが、
２号機はスローも何とか効いてくれます。
もう少し慣らし運転を行えば安定してくるはず・・・？
グロープラグはcox製を追加工して、
他は全部切削加工しました。・・・(^^;)

【左：cox TD01エンジン　右：試作した豆エンジン】

今まで小さかったcoxがいやに大きく見えてきました。
燃料タンクがないので余計です。
こんな小さなエンジン用のプロペラは市販されていませんので、
coxのものから仕方なく製作しました。
ダイヤ径2.5インチ、ピッチ1.0 ?、ピッチはおよそです････(--;)

【試作したシングル＆ツインエンジン】

性能を確認するためそれぞれ３台試作予定でしたが、
単気筒１、２号機とも快調に廻るので３号機の製作は中断・・・・。
違いはピストンを軽量化のためスチール→アルミ製へ
シリンダーの給排気ポートの変更、
スロットル径と取り付け角の変更等です。
クランクシャフトはミニチュアベアリング（7×4）で
片側のみ受けています。

【テスト運転中の単気筒１号機】

テストランでは、まだシリンダーの冷却フィンを切っていません・・・。
まるで水冷エンジンみたいです。
まだ慣らし運転が終わっていませんがニトロメタン１５％で
max21,000rpmまで廻りました。

２～３タンク（10cc程？）の慣らし運転で・・・。
スローもよく効きます。
これなら飛行機に搭載可能かも・・・・(^^)
微妙なエンジンですので、燃料の配合を少し変えて
テストしてみる予定です。

【試作中の１号機】

もう少し指が小さければ作業もやり易いのに・・・。
目も悪いし・・・・。
シリンダーボア径5.01mm、ストローク4.90mm・・・
ピストンとのクリアランスは５ミクロン前後です。
研磨しなければとても入りません。

【試作エンジンの専用マフラー】　　　　　　　　　【cox01模型エンジンによるキャブテスト】

[左]：指輪ではありません・・・(~~;)
小さくても結構うるさいのでサイレンサーを作りました。
オイルの飛散は防げますが・・・・排気音は？。
少し懲りすぎ？・・・(--;)

[右]：coxエンジンは素晴らしく良く出来ています。
マイクロエンジンの参考エンジンはもちろんcoxです。
キャブもいくつか試作しましたが、・・・
最もシンプルなエアースロットルが超小型には向いている？？

【左：cox01エンジンのピストン　右：今回試作の豆ピストン】

ピストン外径は5.00mmです。
コンロッドとの接続はボールエンドをカシメています。
coxはスチール製ですが試作はは硬質アルミで製作しました。
部品を切削してるより、加工冶具を作っている方が長い・・・(--;)

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【Micro006s クランクケース３Ｄ】

クランクケースの3Dですが、
残念ながら私のPCでは作成できません。
昔、お世話になった若い設計者が昼休みに・・・。
3D CADはもっと勉強しておけばよかった・・・(--;)。

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

【0.096cc×２水平対向エンジン１号機】

試作途中のツインタイプです。
やっと産声をあげました。
後はシリンダーの冷却フィンを切って試作完了です。

【水平対向のクランクシャフト】

試作途中のクランクシャフトです。
シャフト径3.98mm、クランクピン径1.40mm
片持ちになりますので、液圧縮は厳禁です。
軸受けは7×４のボールベアリング仕様です。
クランクシャフトの連結に苦労しましたが、
フロントロック式が今のところベスト？

【水平対向エンジン２号機のテストラン】

１号機はシリンダーのコンプレッション不足で回りませんでしたが、
２号機は一発始動しました。
エンジンは心地よい圧縮が命・・・。(^^)/

【マイクロツインエンジンの試作完了】

シリンダーのフィンをカットして、試作完了・・・(^^)
何故かいつも１号機は不発・・・、２号機は格段高性能に・・。
思惑どうりには行かないのが常かも・・・(^^)/
まだ慣らし運転は終わっていませんが20000rpmまで廻り、
スローは10500rpm前後で安定しました。
何とか持ちこたえる最スローは9500rpm程度です。
プロペラが小さいだけに１万回転ではほとんど推力はありません。
動力は回転数の３乗に比例だったでしょうか・・・・？
少し慣らせば、飛行機に搭載できるかも？

【オール切削加工のマイクロツインエンジン】

ツインタイプも数台製作しました。
オール切削加工と言っても、プロペラはcox01用です。
シングルエンジンと違って各気筒のバランスが難しい・・・。
これでやっと小さなエアロンカに搭載できるエンジンが完成！
金属加工ばっかりやってると、バルサの木工が疎かに・・。

超小型２気筒ラジコン模型エンジンの製作

超小型模型エンジンのテストラン

【２気筒ラジコン模型エンジンのテストラン】

排気量0.16cc×２の水平対向２気筒模型エンジンのテストランです。
最高回転数は20,000rpmまで回りました。安定回転数は15,000rpm程度です。
アイドリングは、8,500rpmまで下がりますが１万rpm以下になると不安定に・・・。
シリンダー＆ピストンはcox01用のものを流用しています。
通常の立方インチ表示では、.02エンジンでしょうか。
排気量あたりの単価を、2000ccクラスのエンジンに換算すると、
なんと・・・1億2千万円くらいの価格に・・・。
（燃料タンクはお弁当用の醤油さし・・・^^;）

リードバルブ式ラジコン模型エンジンの製作

【リードバルブ式ラジコン模型エンジン】

同じ排気量ですが、リードバルブ方式の吸気システムです。
エンジンはコンパクトで、部品点数も少なく、軽量になります。
問題はリードバルブの材質と厚み・・・・一般事務用のOHPフィルム
0.1mmでテストしました。回転は安定しません・・・・。
アメリカcox社製peeweeのリードバルブは、銅合金？製、厚みは、0.03mmです。
coxは、わずかな妥協も許さないところが多く驚きます・・・・。

東急ハンズで板厚0.05mmと0.01mmの銅箔を入手して再テストしました。
0.01mmのもので何とか20000rpmで維持できましたが、低速では不安定･･･
エンジンの安定性能を確保するには、やはりロータリーバルブ式かも･･･？

ロータリバルブ式模型エンジン製作

【後方ロータリーバルブ式ラジコン模型エンジン】

吸気方式を、リードバルブから後方ロータリバルブにしたものです。
構造は複雑になりますが、安定した回転が得られます。
キャブレターも専用に加工しました。
(テスト運転中の写真は、coxキャブを改造したものです。)
数タンクの慣らし運転で最高回転数34000rpm、凄すぎ？
（34000rpm ??回転計が倍カウントしてました・・17000rpmでした。）
アイドリングは、7500～8000rpmで何とか持ちこたえます。（ニトロM15％）
低速時の混合気がリッチ気味になり、キャブのバランスが結構難しいようです。
飛行機に搭載する実用エンジンとしては、性能はもう少し・・・

（クリックすると大きく表示します）

【マイクロ模型エンジンパーツ】

後方ロータリバルブ式ラジコンエンジンの主なパーツです。
シリンダー＆ピストン、グローヘッドはcox01用のもの・・・。
後は、切削加工したもので、特に精度が要求されるのは、
クランクシャフトの連結部になります。シャフトは簡易の浸炭焼入れ後に、
靭性を確保するため、焼き戻し処理を行いました。
通常、模型エンジンのクランクシャフトは、浸炭焼き入れ、もしくは、
低温での窒化処理を行っているようです。（窒化は自分では出来ません）
詳しくは、加工のページで・・・。