Sivuventtiilimoottori

[Martti Mattila]

Jokunen vuosi sitten haikailin Alumiinisen sivuvettiili rivikoneen perään. Näitä ihastuksia tulee ja menee, jokainen mies tietää sen, tämä on yksi niistä. Parikymmentävuotta sitten oli Sport Aviation lehdessä juttu henkilöstä joka nuorena miehenä kuuskytluvulla osti Funk 75 lentokoneen. Kone oli pienen lentokonetehtaan tekemä moottorina käytettiin Ford B malli sivuventtiili moottoria mihin oli lentokonetehtaan toimesta valautettu alumiininen sylinterinkansi.
Koneen haittapuoliin kuului että sylinterinkansi piti avata 25 käyttötunnin välein karstan poistamiseksi (decarbonisation), syystä että yksitulppainen sytytys olisi ollut nokipiikki riski. Ns. lättäpäämoottorin profiili on niin matala että sylinterit olisivat voineet olla pystyssäkin mutta se olisi tietysti aiheuttanut sen että jäähdytin olisi pitänyt viedä vielä ylemmäksi. Autoissa varma murhe on jos sylinterinkansi on jäähdyttimen yläpuolella, lentokoneessa myös kutsu ongelmille mutta ehkä autokäyttöä parempi silmälläpito auttaa. Moinen moottori painaa yhtä hevosvoimaa kohden enemmän kuin yhden kilon. Nykypäivänä Donovan Engine tekee kymmenellätuhannella U.S. Dollarilla alumiinilohkoisen sivari rakennussarjan, sen dynokäyrä olisi potkurinpyöritykseen varsin hyvä. Jään odottamaan että vaimo voittaa Lotossa.

[Martti Mattila]

Sivuventtiilimoottorin voi myös tehdä itse, samoin kuin Kookosmaitoa kookosmaitojauheesta tai jotain muuta sellaista. Sellaisen alumiinisen jonka perään olen haikaillut. Tietysti on olemassa Belgialainen D motor mutta se maksaa noin 30 000 Euroa. Dieselin sylinterinkansi nurinpäin lohkon viereen, vielä kun keksisi mistä saa nestemäistä alumiinia tyhjien välien täyttämiseen.                 Yksi apu on hankia sylinteriryhmä mitä ei ole perattu noin voimallisesti kuten tuota, josta piti tulla ja ehkä tulee, ilmajäähdytteinen. Jos tämä projekti olisi ykkösasia se kävisi ensi vuonna, mutta nyt kun sen edellä on monta muuta aikaisemmin aloitettua, niin valmistuminen on epävarmaa. Olisi ideaalia jos olisi joku koululainen joka tekisi fyysiset työt ja minä suunnittelun mutta sellaisia tuskin löytyy.
Eli tämä on jonkinlainen proof of consept, minulla on kolme tuota sylinterinkantta, tämä yksilö on halki istukoiden välistä. Jos jatkan tällä aihiolla homma toteutuu, mutta jos otan ehjän kannen ja silppuan sen, homma jää vaiheeseen. Näin toimii Murphy, mikä on ainoa  asia mihin uskon tässä maailmassa.
Sivuventtiili sylinterinkansi on helpohko nakki, paksu alumiinilevy mikä koneistetaan alta ja päältä ja vesitilan kansi hitsataan päälle.

[Aki Suokas]

 vielä kun keksisi mistä saa nestemäistä alumiinia tyhjien välien täyttämiseen. 

oletko tosissasi?? 

[Martti Mattila]

Mitä tarkoitat tosissasi, jotkut kuvailevat joitain henkilöitä sanomalla että hän on asiallinen. Jos minusta käytetään termiä asiallinen, melkeinpä loukkaannun. Mutta kyllä tuo moottori on tehtävissä, on vain muutettava MIG hitsauskoneeni sylkemään alumiinilankaa. Tai silloitettava TIGillä joka minulla on jo iskussa ja vietävä sen jälkeen lohko ammattilaiselle joka hitsaa lohkoja Heliumilla.
Heliumin jäähdyttävä vaikutus on pienempi kuin Argonin, virtaa taas tarvitaan paljon että hitsaustyö tapahtuisi nopeasti ja kokonaislämpeneminen jäisi pieneksi. Mutta ehkä tämä projekti ei ole tuon ammattilais tason arvoinen, eli rahani eivät riitä, vaan hitsaan itse papupyssyllä.
Kauneus tässä on että jakopää sattuu olemaan molemmissa moottoreissa samassa päässä, kyse on siis eri tehtaan moottoreista, lohko Honda Diesel 2,2, l. kansi Mitsubishi 1,8 l.uusiksi männiksi tulee Opel 1,6 l. 85 mm.dia. kiertokanget Alfa Romeo Twin Spark 75. Kyllä netti on ihmeellinen kun osien mitoitus käy Ebayn avulla eikä tarvitse ostaa koko suomen romumoottoreita ja purkaa niitä.
Toinen kauneus on että kannessa jo valmiiksi oleva nokka akselin sijainti voidaan käyttää sellaisenaan eikä tarvitse ruveta lohkoon sepittämään nokkaakselin linjausta ja ehkä venttiilinnostimia.
Ainoa ikävä puoli on että moottori menettää ulkopuolista yksinkertaisuuttaan, eli ei näytä yhtä "munamaiselta" päältäpäin kuten vanhat edeltäjänsä valuraudassa.
Ihan oikeasti vastaan tulee lukematon määrä yksityikohtia joiden ratkominen on työlästä, mutta niitä ei projektin tässä vaiheessa halua nähdä. Custom Made kannentiiviste missä on joku massa kahden kuparilevyn välissä ja liekkirengas reunat, on jo ehkä vaikeampi juttu, kauan sitten täälläpäin oli mies joka teki niitä mittojen mukaan. Toisaalta tiiviste voi olla pelkkä pehmeä alumiinilevy tai kuparilevy.
Ihan oikeasti pitäisi lentää paljon ja sitä varten pitää ainakin kahta Moottorilercheä lentokunnossa. Tällainen sekoilu moottorien kanssa on ristiriidassa tuon tavoitteen kanssa ja se on suurin ongelma ei tekniset yksityikohdat. Vielä etuna se että tämän moottorin ei tarvitse olla kilpailukykyinen missään kategoriassa.
Kiitos mielenkiinnosta.
Martti

[Aki Suokas]

Joskun kauan sitten tarvitsin nestemäistä alumiinia. Piti valaa jäähdytyssiili, ja halvalla. Joten tein nestemäistä alumiinia itse.  Rautakippo ja alumiinin palasia sinne. Kosanilla lämmittäen kun lämpötila ylitti 660C niin alumiini muuttui nestemäiseksi.
Siitä oli sitten helppo valaa tarvittava juttu.

Jotenkin tuntuu kyllä, että et tarkoita nestemäistä alumiinia, vaan ihan jotain muuta ainetta?

[Martti Mattila]

Kyllä, tarkoitin kirjaimellisesti että alumiinin pitää olla sulassa tilassa voidakseen yhdyttää nämä älyttömän päähänpiston komponentit. Jos tekisin sitä ilmajäähdytteistä versiota NSU 1200 sylinterin kansilla olisi yksi vaihtoehto valaa rivoitus noiden alumiinipintaisten sylinteriputkien päälle, joiden sisällä rautametalliset linerit. Siinä tekniikassa valettu alumiini ehkä jää irti vanhoista rakenteista mihin ei ole varaa tässä sivuventtiili touhussa. Eli pitää hitsata, kyllä MIG illä hitsaaminen on melkein valamista kerros kerrokselta. Varmasti on hyödyksi jos kysyn neuvoja joltain ammatikseen korjaushitsauksia tekevältä. Metallin sulasta kiinteäksi tapahtuva kutistuminen on varmaan suurin haitta. Runkolaakerilinjaan voi pakata vahvan ainesputken auttamaan suorana pysymisessä, ehkä myös lämpökäsittely moinen terästappi runkolaakerilinjassa voisi auttaa.

[Tapani Honkanen]

Voi Martti, vanhene vielä muutama vuosi, järkevöidyt laillani. Tuo on sitä luopumisen tuskaa. Hälläpyörä ahmii työstääkseen jo laitapuolen harhoja. Sivuventtilimoottoria, sitä bensarosvoa ja pakoventtiilipolttajaa ja nakuttajaa, älä hulluja puhu näille valtavirran mukana vyöryville.
Niin, onhan tuossa sivuventtiilirakenteessa joitakin hyviä puolia, kuten matala rakenne ja jollakin tavalla edullinen palotila. Siinä palaminen on hitaampaa ja paineennousu tätä myöten etua keventyneenä rakenteena, joka on tärkeä tekijä massan alentajana. 
Vuosikymmeniä minäkin tasoitin ylivoimaisia konstruktöörin kykyjäni työtehtäviä suorittaessani antamalla ajatusten harhailla sinisten ajatusten tavoin. No, mihinkä ne keveät ajatukset suuntautuivat? Tietysti yleviin asioihin, ylöspäin, ilmaan ja lentolaitteisiin ja hyvin usein Ilmailumoottoreihin. Nehän auttavat voittamaan gravitaation vaikutuksen ja vapauttavat ihmispolon maan kahleista.
Tietysti on hyvä tutkia mitä on saavutettu ja millaisia polkuja on kuljettu. Siis se polun kulkeminen on myös antoisa kokemus. Polku haarautuu ja johtaa usein umpikujaan. Sitten valitaan toinen polku. Sinäkin Martti etsit vielä oikeata polkua. Pääasia on oikean suunnan säilyttäminen. Siihen auttaa tietysti laaja tietämys tehdyistä moottoreista ja niiden selviäminen mahdollisimman laajaan käyttöön. Maailma muuttuu ja tuon propulsion ja voimalaitteen yhdistelmä kehittyy valtavirraksi. Paluuta ei ole, mikäli tavoitteet ovat noita yleisiä. Mikäli tavoitteita muutetaan, varmaankin pisteitys muuttuu. Myöskin tietämys ja ymmärtäminen luonnonlakien ja materiaalien mahdollisuuksista on välttämätöntä. 
Tuo insinööriys, mikä tunnetaan suomessa melkeinpä arvonimenä ja tutkintona, ei takaa eikä tuota automaattisesti konstrutiivistä lahjakkuutta. Suomikin on tuon koneiden valtakauden alusta, rajataan se 1900-luvun alusta, tuottanut lahjakkaita konstrutöörejä. Useimmat korkeintaan teknikon koulutuksella. Tiedän, koska lukeudun näihin aliarvostettuihin ja jopa halvaksittuihin teollisuuden toimijoihin. Kuitenkin olin melko hyvä meidän mitättömän teollisuusosaston suunnittelijana, konstruktöörina. Niin, nämä teknikot loivat muodot ja rakenteet vaikkapa orastavan lentokonerakentamisen kohteisiin. Esimerkiksi Tauno Nurmi, Vihurin laskutelineiden suunnittelija. Kyllähän insinööri tai Dinsinööri laski joitakin lujuuksia mutta semmoinen ei lyijykynään tai tussipiirtimeen tarttunut. Niin, tämän Nurmen vielä tapasin Tamperella joskus viime vuosituhannen lopulla. Selvittelin hänen rakentamaansa V-8 kilpamoottorin syntyä ja kohtaloa. Ne korkeakouluinsinööriopiskelijst hukkasivat/hävittivät hänen moottorinsa jonnekin TTKK syövereihin. Tässä linkki osaan Taunon urasta. https://fi.wikipedia.org/wiki/Tauno_Nurmi
Lisättäköön vielä, tuskastuin tuohon aliarvostukseen ja suoritin insinöörin tutkinnon työn ohella. Keskiarvo oli vähän yli neljän. En minä siinä paljonkaan uutta oppinut, koska olin jo kahden vuosikymmen aikana oppinut ja omaksunut työn mukana tärkeimmät insinöörin valmiudet. Toki työkaverit ilmoittivat sen näin. Ei se Honkanen kyllä muuta oppinut kuin kehumaan paremmin itseään. Tämänhän lukijakin voi allekirjoittaa.
Niin, oma harhailuni kohdistui tuossa vuosituhannen paikkeilla sellaiseen viisisylinterisen tähtimoottorin luomiseen, mihin myöhemmin istutin sivuventtiilikoneiston. Tuo viisisylinterisyys on pulmallinen. Nuo massavoimat ovat se ongelma. Niitä ei kertakaikkiaan voi tasapainottaa ja ne rajoittavat pyörimisnopeutta liian alas, siis kampikoneisto se perinteinen. Seitsemänsylinterisen massaepätasapaino on häiritsevä mutta kohtuullinen kuitenkin. Yhdeksänsylinterisen massavoimien epätasapaino on merkityksetön. Pensasneuvostoliittolainen valmisti runsaasti noita viisisylinterisiä. Sivistyneet länsimaiset rakensivat lenokoneensa niin hennoiksi, että se tärinä olisi hetimiten hajoittanut himmelin. Ryssän rauta kesti (aikansa).
Siis siellä uuden vuosituhannen kajastaessa aloin miettimään viisisylinterisen tähtimoottorin rakennetta sellaisella kampikoneistolla, missä massavoimien tasapaino on riittävän hyvä melko keveään moottoriin. Jopa parisen vuotta  meni noita sinisiä ajatuksia miettiessä. Kun olin jo leimautunut hammaspyörien käyttäjäksi noin neljännesvuosisadan aikana, se väkisin ohjasi rakennetta siihen suuntaan. Melko paljon paperia meni luonnosten laatimiseen, kunnes se syntyi. Ihan päässä, silmien sisäpuolella näin oikean rakenteen. Sitä sitten kehitin ja muokkasin ja analysoin taidoillani. Muokkasin sen toimivaksi ja CAD-työkalut mahdollistivat jopa hätäilyn. Kynällä olisi miettinyt enemmän. Muutama vuosi myöhemmin ilmailumuseon kirjallisuusmyyntitapahtumassa äkkäsin Ruotsin ilmavoimien historiaa kertovassa kirjassa saman ratkaisun. Jo joskus ennen 1920 sveitsiläis-belgialainen Canton Unne  oli keksinyt ja toteuttanut ideani https://www.google.fi/search?q=canton-unne+mechanism&ie=UTF-8&oe=UTF-8&hl=fi-fi&client=safari 
No sehän on selvää pässinlihaa. Pieni tähtimoottori on kuitenkin aina liian suuri halkaisijaltaan normaalilla kansiventtiilirakenteella, siis pieneen lentokoneeseen. Sellaiseen jopa alle 40 kg massaltaan mutta teholtaan yli 50 kW. Suoravetoinen kyllä ja pyörimisnopeudeltaan jotakin 3000 rpm. Lähdin hakemaan ratkaisua tähtimoottorista ja nimenomaan tuon belgialaisen D-moottorin innoittajana. Siitä on jo kauan kun Fridishavenissa tapasin moottorin suunnittelijan. Jo ilmestyessään moottori herätti mielenkiintoni ja pohdittavaa riitti. En ole vuosiin enää kehitellyt tuota venttiiliympäristöä mutta vaihtoehtoja on kyllä ja valutekniikalla se syntyisi mutta vaatisi sarjatuotantoa.
Onneksi höpinä sähkoisestä lentämisestä on hukuttanut lahjakkuudet polttomoottorien parissa työskentelevillä ja voi ruveta vanhuuden lepoon. Pientä levottomuutta tuo Martti vielä aiheuttaa.

[Martti Mattila]

Työpaikan opintoretkellä joku Insinööri sanoi että Teknikkokoulutus pitää saada takaisin, varmaankin syystä että he olivat käytännönläheisiä tekoihmisiä jotka olivat saaneet luonnontieteistä perustiedot. Tuo silloinen Teknikkoporukka oli muodostunut teräväpäisistä työläisistä joilla taustan vuoksi ei ollut mahdollisuuksia Oppikouluun ja sitä kautta Insinöörikoulutukseen.
Nyt tuo haikailu Teknikkokoulutuksesta on mennyttä aikaa, tuota marginaalia ei enää ole olemassa. Nykyinen koulujärjestelmä antaa mahdollisuuden kaikille. Toinen vaara on onko Insinöörikoulutus tarpeeksi tehokasta. Sivusta katsottu kuva on että ensimmäisenä lukukautena yritetään saada heikoimmat lopettamaan, sitten seuraa seesteisempi vaihe missä voi hyödyntää ylemmältä vuosikurssilta saatuja ns.prujuja ja mitään ei tarvitse oikeasti oppia. (Täältä tulivat ne homeessa olevat julkiset rakennukset.) Tämän edellytys että on jonkinmoiset sosiaaliset taidot verkostoitumiseen.
Sitten se viimeinen rutistus Lopputyö, minkä voi tehdä työharjoittelussa löytyneestä aiheesta josta työn arvostelija ei tiedä tuon taivaallista. Itselläni ei ole ollut itsekuria opiskeluun, istuin kuitenkin viimeiset neljä työvuotta toimistossa missä oli yksi Teknikko muut Insinöörejä ja sitten minä. Soimasin itseäni ääneen jostakin, nuori Insinööri sanoi että olet silti päässyt pitkälle, en ollut katsonut ympärilleni siinä mielessä. Eläköidyttyäni paikalleni palkattiin Insinööri.
Projekteista vielä, on parempi nukahtaa miettien jotain teknistä yksityikohtaa kuin muistella joitain nuoruuden tyhmyyksiä. Ne on pahimpia missä joku nainen on tarjonnut, mutta olen ollut niin hidasjärkinen että älynnyt sen vasta jälkeenpäin. Tai ne palotetut museoautot, tai Talvivaara osakkeet tai .....

[Markus Hatakka]

Muutama vuosi myöhemmin ilmailumuseon kirjallisuusmyyntitapahtumassa äkkäsin Ruotsin ilmavoimien historiaa kertovassa kirjassa saman ratkaisun. Jo joskus ennen 1920 sveitsiläis-belgialainen Canton Unne  oli keksinyt ja toteuttanut ideani.

Jos yhtään lohduttaa, niin tuohon Ranskassa jo vuonna 1908 patentoituun keksintöön tarvittiin kaksi henkilöä, herrat Georges Henri Marius Canton ja Pierre Georges Unne. Sinä pähkäilit tuon ihan yksillä aivoilla.



 https://www.enginehistory.org/Piston/Before1925/SalmsonZ-9/SalmsonZ-9.shtml

[Seppo Koivisto]

Aina voi laittaa toisen 5-sylinterisen vastapainoksi.

https://youtu.be/XR-87KWeSMk

[Tapani Honkanen]

Kyllä on levoton meno kuvaajalla. Jopa ihan ärsytti. Hienosti toteutettu Rootsin ahdin. En sitten onnistunut huomaamaan tuota toisen roottoripuolen käyttöä. Kyllä rauhoittaisi kuvaajan elämää vesikidutus. Oppisi hieman rauhallisuutta.
Kyllähän joku vilahtaminen taisi olla. 

[Martti Mattila]

Joku kirjoitti että Wrightin veljekset tekivät liitokoneen ja mekaanikko Charles Taylor joka teki siihen moottorin, teki siitä lentokoneen. Lentokone on vain niin hyvä kuin siinä oleva moottori. Puhetta riittää, mutta johonkin asiattomaan minunkin on aikaani käytettävä. Niin alas en ainutkertaista elämääni arvota että haaskaisin sitä katsomiseen kun muut ihmiset urheilevat, eli vastaavan ajan voin hyvällä omallatunnolla rakentaa hullumaisuuksia. Muitakin vastaavia triviaaleja löytyy.  Lisäksi vaimo suhtautuu suopeasti tällaisiin värkkäyksiin, mies pysyy pihapiirissä. Ne toiset vaihtoehdot kuuluvat sarjaan Gentleman wont tell. Huonoin puoli on perikunnan osa, jää paljon käsitöitä siivottavaksi, potkureita, moottoreita, lentolaitteita. Äitini jäljiltä jäi mattoja, ryijyjä istuipäälisiä joilla ei ole käyttöä, mutta ei henno nuotioonkaan heittää. Pelkään että omat jäämistöni muodostavat vastaavan taakan. Sivuventtiilimoottori kiehtoo minua vain sen pelkistettyn ulkokuoren takia, valitettavasti tämä hitsaamalla koottava ei aivan täytä esteettisiä vaatimuksiani. Sivuventtiili rivimoottori on helppo, oletteko tulleet ajatelleeksi mihin sivuventtiili V 8 moottorin suunnittelija joutuu saadakseen pakoputket Veen ulkopuolelle ja imusarjat sisäpuolelle. Hahaa ettepä tulleetkaan ajatelleeksi ennen.

[Seppo Koivisto]

Lättäpää V8 on aika pieni, kuvassa isolohko 2,4 litrainen. Venttiilit on veen sisäpuolella ja keskellä sylinterien väli on suurempi, jolloin pakokanavat menee lohkon päistä ja keskeltä.

[Tapani Honkanen]

Eipä ole ollut V8-moottoreita lättäpäänä pahemmin tullut katseltua kotimaassa. Isällä oli taksina Ford, jossa oli tuommoinen. Olin vain vähän päälle kymmenvuotias kun se myytiin. Kun se ei tarvinnut moottoriremonttia, jäi oppiminen tapahtumatta. Flodidassa on tullut käytyä muutama kerta ja siellä on joka kerta tullut tutustuttua noihinkin lättäpäihin. Ne ovat hyvin esillä erilaisissa iltatapahtumissa  kun rakenneltuja autoja esitellään. Moottorit ja muut vermeet on näkyvillä eri virityksissä. Valitettavasti vain ulkoapäin. Niin pinnallinen ihminen olen, että eipä ole tullut tuota erinomaisen konstikasta pulmaa tullut pohtineeksi. Martin hohottelu kouraisi syvältä. Googlellahan se selvisi. Yksi sivujuonnekin löysi vanhan työfirman omistajalle lisää glamouria. Siis työpaikassani olin neljäkymmentä vuotta ja lähdin eläkkeelle kun kahdeksas omistaja tuli remmiin. Tämä lättäpään lohkon valajayhtiö oli jossakin siellä puolivälissä. https://www.is.fi/kotimaa/art-2000005897184.html

[Martti Mattila]

Mielenkiintoista tietoa tuossa Tapanin linkissä, monellakin tapaa. Jossakin oli junaoonnettomuus minkä aiheutti erillisen kulutuspinnan irtoaminen pyörästä. Siitä syystä niitä koputellaan ja ääni kertoo irti vai kiinni. Fordin Vee oli uudempaa ajattelua ja siellä selvästi haluttiin päästä vanhempaa suunnittelua olevan Cadillac Veen inhoittavasta ominaisuudesta tuoda pakosarja sinne missä lämpö oli kaikkein vähiten toivottua.