Széndioxid motorok


 

Út a modern széndioxid motorokig

A XX. század elején a repülő modellek hajtására kifejlesztett bonyolult és nehézkes szerkezetű széndioxid motorok nem voltak versenyképesek a légmotorokkal szemben.
William Likes Brown ( 1911-2003 ) -már sikeres benzin modellmotor gyártóként- 1942-re kifejlesztett széndioxid modellmotorja jelentős újításokat tartalmazott: A golyós szelep, és az azt mozgató tüske a dugattyú tetején, a henger menetes csatlakozása a forgattyús házhoz. Ezek a műszaki megoldások egyszerűvé és üzembiztossá tették a széndioxid motort, ugyan akkor soha nem látott kicsi méreteket tett lehetővé. A Brown motorok sorozat gyártása 1946-ban kezdődött, amelyekhez többnyire repülőképes maketteket építettek az Egyesült Államokban. A különféle Brown motorok -A, B, MJ és Junior sorozatokat- több mint ötven éven át közel 60 000 példányban gyártották. Európában is több próbálkozás történt az 1940-es években széndioxid modellmotor kifejlesztésére, de sehol sem jutottak el a tömeges gyártásig. Ezzel is magyarázható hogy a széndioxid motor a rohamosan fejlődő belsőégésű motorokkal folytatott versenyben alul maradt. Európában az 1960-es évek végén, 1970-es évek elején fedezték fel újra a széndioxid motort. Kezdetben kizárólag repülőképes makettek és játék kategóriájú repülőmodellek erőforrása volt. Áttörést az angol TELCO motor 1975 évi megjelenése jelentett. Jaroslav Studnicska ( 1930-1988 ) mérnök Csehszlovákiában több éves fejlesztő munka eredményeként 1976-ra szériagyártásra érett motorkonstrukciót fejlesztett ki amelyet  a csehszlovák honvédelmi szövetség -a magyar MHSZ-nek megfelelő SVAZARM- keretében működő üzemben vettek gyártásba  MODELA 0,27 néven. Évi átlagban 10 000 motort állított elő, amelyek eljutottak a világ minden részébe. Az ezredforduló után az üzem és a márka végét egy rosszul sikerült privatizáció okozta. A szomorú vég ellenére a MODELA márkanévhez a világ legnagyobb példányszámban gyártott széndioxid motorja cím kötődik, és vélhetően ezt senki sem veszélyezteti.



Hogyan működik a széndioxid modellmotor ?


A széndioxid motor felépítése nagyban hasonlít a belsőégésű modellmotorokéhoz. Lényeges eltérés a dugattyú tetején lévő tüske, és a hengerfejbe épített golyós szelep. A feltöltött tartályból a széndioxid gáz nyomása a golyót a szelepülésre szorítja, ezzel megakadályozza a hengerbe áramlását. A motor légcsavarját a helyes forgásirányba rántva a dugattyú tüskéje megemeli a golyót, mire a gáz a hengerbe a dugattyú fölé áramlik, ott kitágul, és azt lefelé tolja. A dugattyú alsó holtpontjában a henger falán kipufogó nyílások találhatók, ahol az expandált gáz távozik. A hajtórúd forgattyús tengellyel való kényszerkapcsolata miatt a dugattyú ismét felfelé indul a hengerben. A felső holtpont közelében újra megtörténik a szelep nyitása. A motor főtengelyének minden fordulatánál kerül friss gáztöltet a hengerbe.   A henger a forgattyús házba menettel csatlakozik. A henger ki-becsavarásával a hengerfejben lévő szelep helyzete is változik, a dugattyú tüskéje jobban, vagy kevésbe emeli meg a szelepgolyót, ezzel a hengerbe áramló gáz mennyisége, és a motor fordulatszáma is változik.
A széndioxid motor működéséről szemléltető animáció itt található.


 

Brown B-100


William Likes Brown "Brown Junior" nevű vállalkozása 1931 óta volt jelen a modellmotor piacon kétütemű benzin üzemű szikragyújtásos modellmotorjaival. A kis manufaktúra 1946-tól az általa szabadalmaztatott megoldásokkal széndioxid motorokat is készített. A Brown-féle széndioxid motoroknak a jellemzője az alumínium öntvény forgattyús ház, és a tömítőgyűrű nélküli, a hengerperselybe nagy pontossággal illesztett fém dugattyú. Általában acél-öntöttvas párosítást alkalmaztak. A B-100 jelzésű motor furata és lökete egyaránt 3/16 coll ( 4,76 mm ).

 


 

TELCO

A TELCO motor megjelenése a széndioxid motorok reneszánszának kezdetét jelentette  Európában. A 4,5 mm furatú és 3,8 mm löketű kis motor jellegzetessége a fordulatszám szabályzás. Bár a henger menettel csatlakozik a forgattyús házba, azt ott nem forgatható. A fordulatszám szabályzása a következő módon történik: A műanyag forgattyús házban a főtengely siklócsapágya elforgatható.

A csapágyban a főtengely furatát 0,5 mm-es excentricitással munkálták ki. A siklócsapágy túlnyúlik a csapágyházon, és erre a részre hatlapfejű tárcsát munkáltak ki, amelynek a segítségével forgatható.



MODELA 0,27 a dobozában

Az általánosan ismert MODELA motor gyártásának kezdetén több változáson ment keresztül. Az első 50 db-os nullszéria forgattyús háza még alumíniumból készült a Brown motorokhoz hasonlóan három felerősítő furattal, majd ennek műanyag változata következett. Az első 200 db fekete színű volt, majd az ismert szürke műanyagot alkalmazták. Hamarosan áttértek a két felerősítő furatos változatra, a

18 mm-es furatközép távolsággal, amely szinte szabványt teremtett. Az első hengerek bronzból vagy sárgarézből készültek. Egy 50 db-os széria erejéig próbálkoztak az acél hengerrel, majd 1981-től áttértek az alumíniumra, kezdetben az réz henger formájával, majd az ismert ritkább bordázatú hengerrel készültek. A motorok 1986-tól igényes leemelhető fedelű karton dobozban kerülnek forgalomba, amely egy kék-ezüst-fehér nyomatú papír gyűrűbe csúsztatható.
A doboz felnyitása után benne a következők találhatók: Motor a csővezetékkel csatlakoztatott tartállyal, 180x180-as légcsavar, töltő berendezés kis patronhoz, átlátszó műanyag dobozban tartalék alkatrészek a motorhoz, töltőcsonkhoz, tartályhoz és töltő berendezéshez,, továbbá 2 db M2-es felerősítő csavar és anya, műanyag fúrósablon a motor felerősítésének megkönnyítéséhez, az M2-es anyákat rögzítő műanyag elem a tűzfal hátoldalára, 6 mm-es nyílású villáskulcs. Ezen felül MODELA CO 2 motor feliratú vizes matrica, kezelési utasítás és alkatrészjegyzék, műbizonylat. A képen látható motor 1989-ben készült és a 101 061. darab.


 

MODELA 0,27 korai változat

A motor furata és lökete egyaránt 7 mm. A lökettérfogat 27 mm3, amely köbcentiméterre átszámolt értéke szerepel a típusjelzésben. A motor tömege 25 g. A képen a réz hengeres 1981. előtti változat látható.

 



MODELA 0,27

A klasszikus, a világot meghódító MODELA motor legismertebb változata. A dugattyú tömítését a felső részén kialakított kúpos perem végzi. A hajtórúd gömbcsuklósan kapcsolódik.


 

DP-03

A Szovjetúnióban kifejlesztett széndioxid motor kísértetiesen hasonlít a korai MODELA motorokra. Nem csak a 7x7 mm-es furat-löket egyezik meg, hanem a kezdeti szériáknál szinte méretre azonos volt a forgattyús ház, de -csereszabatosan- egyezett a rézből készült henger, főtengely, hajtórúd és dugattyú is. Első megjelenésének éve 1985. Idő közben a motort fejlesztették, és számos célszerű megoldást alkalmaztak, amelyek növelték a motor használhatóságát. 1990-től a kör keresztmetszetű forgattyús ház D-profilúra változott, szürke műanyag helyett feketéből készült, de megtartották a három csavaros felrögzítést. Áttervezték a hengerfejet, amely műanyagból készült és szerszám nélkül szerelhető. A henger rögzítésére alumínium kontra anyát alkalmaztak. A légcsavar lelazulása ellen a főtengely végét hatlapúra munkálták, amely később két oldalt lelapolttá változott. A tartály fekete díszítő eloxidálást kapott. Később más színű műanyagból is készítették a forgattyús házakat.
A motor igényes kivitelű műanyag hab dobozban került forgalomba, amelyre színes nyomatú ciril betűs papírgyűrűt húztak. A doboz tartalma a fúrósablon, motorfelerősítő, és villáskulcs kivételével azonos a MODELA motor dobozáéval.

 

 



Botond BH-88 korai változat

Az 1980-as évek végére a széndioxid motorral hajtott makettek mellett kialakult egy szabadon repülő vitorlázó kategória is. Jelentős magyar közreműködéssel a CIAM 1991-ben elfogadta az F1-K kategória ideiglenes szabályzatát. A nagy gázfogyasztású MODELA motorok itt már nem feleltek meg. Európában sorra jelentek meg a kis fogyasztású, a gázban lévő energiát minél jobban hasznosító konstrukciók. A kihívásra Dr Benedek György 1993-ban megtervezte a Botond nevű motort. Megtartotta a MODELA 7 mm-es löketét, de a furatot 4 mm-re csökkentette. A motor széria gyártását Hársfalvi István szervezte meg. A gyárthatóság végett a motoron több változtatás is történt

A típusjele BH-88 lett, amely a két tervező vezeték nevére és a köbmilliméterben mért lökettérfogatra utal. Kezdetben a svájci PEWA motor meglehetősen bonyolult dugattyúját alkalmazták, majd megoldották a hazai gyártást is. Az első sorozatok sikló csapágyasak voltak. Hamarosan megjelent a golyóscsapágyba ágyazott főtengelyű változat is. Az ezredforduló után már csak ez a változat készül.
A képen látható két motor a korai korszakból való siklócsapágyas változat. A jellemzőjük a forgattyús ház felső részén lévő műanyag alkatrész, amely a henger kilazulását volt hivatott megakadályozni. Később ezeket a kontraanya váltotta fel. A tartályok és a töltőcsonkok még külföldi motorokról származnak.

 


Botond BH-88

A Botond motor golyóscapágba ágyazott főtengelyű változata. A henger rögzítésére kezdetben ennél a változatnál is egy műanyag elem szolgált. Később ezt egy kontraanya váltotta fel. A töltőcsonk alumíniumból készült, azonos a  MODELA SPECIAL  motoréval.


 

Hengerek és dugattyúk

Bal szélen a MODELA korai réz hengere és mellette az azt felváltó alumínium változat, és a hozzájuk való dugattyú látható. A hengerek jellemzője az egymással szemben lévő kettő nagy méretű kipufogó nyílás.
Balról a harmadik a MODELA Speciál négy kis méretű kipufogó nyílásos hengere, és a hozzá való "O"-gyűrűs tömítésű dugattyú látható.
Balról a negyedik a DP-03 réz hengere. Jól megfigyelhető a hasonlóság a korai MODELA hengerrel. A dugattyú azonossága is szembe tűnő, de az oroszok a kedvező siklási tulajdonságú grafit telítésű műanyagot alkalmazták.
Jobb oldalt a BOTOND motor hengere látható. Alatta balra a kezdetben használt PEWA motor "O"-gyűrűs tömítésű fém dugattyúja, még jobb oldalt a magyar fejlesztésű műanyag dugattyú látható.

 


PMS-2

Roy Lever 1976-ra fejlesztette ki széndioxid motorját. A PMS-1 jelzésű motor furata és lökete 4,6 mm. Az első szériákat Humbrol néven is forgalmazták. Az évek során végrehajtott fejlesztések eredményeként motorcsalád alakult ki, ahol a kettőhengeres, és gyűjtők részére készült több hengeres darabok is megtalálhatók. A főtengely a műanyag forgattyús házba öntött bronz siklócsapágyban fut. Az acél hengerben az orosz DP-03-hoz hasonló kialakítású dugattyú található. A henger bordái műanyagból készültek és a hengerperselyre ráhúzhatók. A hatlapfej kialakítású hengerfej jelentősen megkönnyíti a motor szerelését. A hengerfejben hagyományos golyós szelep található. A kis motorok eredetileg játék repülők és makettek hajtására készültek, de F1-K modellek hajtására is alkalmazták.