Progetto motore Wankel 20cc

Sezione dedicata a lavorazioni su materiali diversi. Problematiche, accorgimenti, consigli, trucchi ed astuzie.
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Alehachiroku
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Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » sabato 6 maggio 2017, 15:00

Buongiorno a tutti, come detto nel topic di presentazione sono intenzionato a costruire un modellino di un motore Wankel con l'idea di provare a farlo funzionare. L'alimentazione sarà affidata ad un carburatore da modellismo che fornirà una miscela di nitrometano e olio (sempre modellismo), la candela sarà di tipo Glow Plug. Nel caso non riuscissi a farlo funzionare rimarrà un bell'oggettino da mostrare con cui, si spera, avrò imparato molte cose nuove!
Mi sono iscritto a questo forum perchè purtroppo non dispongo di nessuna macchina per la produzione dei pezzi ma se riesco a recuperare una licenza per un programma di CAM (preferibilmente Solidcam così ho la massima compatibilità con i file 3d, realizzati con Solidworks) potrei sfruttare la fresa CNC della scuola in cui ho studiato, quantomeno i pezzi più semplici.

Il modello 3D ora come ora è quasi finito, mi mancano solo alcuni accorgimenti che non essendo nel mondo del CAM potrei non conoscere ma le forme/dimensioni ci sono. Idealmente sarà raffreddato ad aria ma questo richiede molte lavorazioni per produrre l'alettatura quindi il primo "prototipo" sarà formato da blocchi pieni, giusto per vedere se riesco a farlo accendere. Successivamente vedrò se lavorare ulteriormente i pezzi e farlo "bello"

Metto due immagini tanto per far capire di cosa si parla a chi magari non conosce il tipo di motore (molto poco diffuso)

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Questo è circa quello che vorrei ottenere, mi è già stato fatto notare che le alette sono troppe e troppo vicine (3mm fra una e l'altra), richiedendo quindi utensili fragili e lavorazioni lunghe, come ho scritto più su i primi pezzi saranno appunto pieni ma pronti per poter ricavare l'alettatura in un secondo momento :wink:
Il collettore di aspirazione (il tubo che esce dal lato nella parte alta) molto probabilmente non ci sarà e sarà sostituito da un carburatore direttamente montato sul "blocco".
Il rotore triangolare molto probabilmente sarà in Alluminio 7075, principalmente per ridurre il peso della massa rotante e poterlo equilibrare con volani più piccoli.
I cuscinetti, due di banco per l'albero e uno fra albero eccentrico e rotore saranno di tipo flangiato in ottone autolubrificanti.

La parte più complicata e che mi sta dando più grattacapi in assoluto è la coppia di ingranaggi, in quanto impossibili da realizzare con una fresa. L'unico modo che mi viene in mente è il taglio laser/ad acqua ma non penso di poter contattare una ditta e chiedere se mi tagliano un pezzo di ferro di diametro 40mm spesso 5mm... non vale neanche la pena accendere una macchina per realizzare un pezzetto del genere, o sbaglio?
Ma se l'ingranaggio esterno è tutto sommato realizzabile, quello interno è tutta un'altra storia, perchè dietro la dentatura ci sono una serie di diametri più grandi che servono per il centraggio e il fissaggio e non so se con taglio laser e ad acqua si può regolare la profondità in modo da non tagliare anche quello che c'è dietro... Voi sapete qualcosa a riguardo?
Metto un'immagine ed un disegno fatto in 5 minuti
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Ringrazio chiunque mi aiuterà!

SWL
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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da SWL » sabato 6 maggio 2017, 18:50

Qualche considerazione:

Quel pezzo che ti preoccupa lo trovi già fatto. Cerca tra i ricambi per i go kart 60 cc oppure le mini moto. Non guasta cercare anche nei settori tagliaerba e motoseghe.

Temo invece tu non abbia considerato altri problemi ben più seri, come il fatto che quei cuscinetti non mi sembrano adatti, ma dovresti invece pensare a delle corone di rullini che appoggiano internamente sull'albero motore, mentre all'esterno sull'anello fornito di serie e fissato al basamento per interferenza termica.

Nel progetto non vedo nessuna spina di centratura delle due parti del blocco motore. Chi ti mette l'albero in posizione? Intendi farlo a occhio? Brutta idea...

Giusto per dare una direzione dovresti:
- spinare le due parti del blocco per essere sicuro della posizione reciproca
- Barenare le due sedi dei cuscinetti INSIEME, con la scatola chiusa. Questo ti assicura la coassialità dei due cuscinetti e dell'albero che ci andrà infilato dentro.

Fin qui niente di serio, veniamo ai problemi:
- Chi ti assicura il parallelismo tra le pareti della camera e l'asse dell'albero motore (e l'ortogonalità con le altre in scorrimento)?
- Che finitura intendi dare alle parti in scorrimento reciproco?
- Come intendi realizzare le guarnizioni del pistone rotante?

Ad ogni modo... bella sfida, mi piace. Se posso darò il mio aiuto.

gino
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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da gino » sabato 6 maggio 2017, 19:03

L´ingranaggio interno ,che dici problematico
si puo fare in due parti .
il primo tornito finito a Misura.
il secondo dove ce ruota dentata finita ; ma con foro interno in tolleranza verso -0.05
rispetto pezzo num.1

nel montaggio dopo il pezzo num1 si mette in frezer -15 gradi
il pezzo num 2 si riscalda a 150 gradi in forno.

dopo si assemblano e a temperatura ambiente raggiunta ,..diventeranno come pezzo unico.
non li distaccherai mai piu.

Alehachiroku
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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » sabato 6 maggio 2017, 19:17

Grazie della risposta, ogni considerazione è ben accetta! Ho scritto apposta :D

Per SWL:

Il pezzo che mi preoccupa intendi il pignone fisso? dici che riesco a trovarlo più o meno di queste misure? Mi sembra un pezzo piuttosto specifico... Guardando un attimo di fretta ho visto che non hanno il diametro per il centraggio, inoltre non hanno la "profondità" per raggiungere l'altro ingranaggio, e ultimo ma non meno importante, sembrano ingranaggi da catena... Dopo mangiato continuo la ricerca perchè effettivamente sono molto simili a quello che serve a me, grazie!

Per quale motivo i cuscinetti non sarebbero adatti? Avevo già pensato ad usare cuscinetti a rulli ma occupano davvero troppo spazio radialmente e non riuscivo a farceli stare ma posso riprovarci. I cuscinetti che mi consigli hanno un nome particolare?
Vorrei precisare che questo motore non dovrà svolgere alcun lavoro, sarò fortunato se si accende e se dovesse farlo non lo terrei acceso a lungo visto che non servirebbe a niente, lo faccio solo per poter dire "ci sono riuscito"!

Le spine di centratura sono concentriche ad alcune delle viti, nelle foto si vedono poco ma ci sono, le ho messe una nel foro fra aspirazione e scarico, poi ce ne sono altre tre, vedendo l'immagine sezionata sono una nel foro più in alto a destra e due nei due fori in basso a destra (è la camera di combustione e ne ho messi due per irrigidire il tutto, anche se non ce n'è una reale necessità e posso lasciarne una sola). Zoommando bene si dovrebbe vedere un riflesso che sotto le altre viti non si nota :) Le spine sono passanti attraverso lo statore (grigio chiaro) e entrano di 3 o 5mm (ora non ricordo) nei due "fianchi" (grigio scuro)

I due fianchi sono in realtà lo stesso pezzo montato al contrario, è necessario comunque barenarli insieme per avere la concentricità?

Per Gino:
Si avevo pensato eventualmente di farlo in due parti, ma poi l'accoppiamento con interferenza mi garantirà la "tenuta" della posizione? è un pezzo fondamentale per guidare il rotore nel suo movimento e se dovesse andare fuori fase il rotore colpirebbe lo statore con ovvi problemi...
Di certo farlo in due pezzi e incastrarli assieme mi sembra molto più semplice che cercare di farli in altri modi, avevo anche pensato di fare i denti a lima ma non trovo lime così sottili :lol:

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » sabato 6 maggio 2017, 19:49

Piccola aggiunta: stavo guardando per i cuscinetti e ho visto che le gabbie a rulli occupano davvero pochissimo spazio, praticamente quanto le bronzine che volevo usare. Parlavi di cuscinetti di questo tipo?
http://www.rmsrl.co/catalogo/contenuti/ ... /10382.pdf

Altra aggiunta, ho dimenticato di rispondere agli ultimi punti di SWL, erano stati tagliati fuori dalla pagina e non li ho visti mentre rileggevo :lol:

Il parallellismo non saprei, lavorando verticalmente con una fresa CNC dici che non si ottiene una verticalità di entrambe (e da qui il parallellismo)?
La finitura, eh, qua siamo già oltre a ciò che avevo pensato... pensavo di lucidare il più possibile senza rimuovere materiale, con carte vetrate finissime (2000 e oltre?)
Per la tenuta invece, le fasce saranno spinte da molle a lamina (come i motori veri) di spessore 0.5mm (se lo trovo, anche qui è da vedere ma è un problema secondario rispetto alla realizzazione di tutto il resto) poste sotto di esse e incastrate in appositi "recessi" sul lato inferiore, tipo così
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Ultima modifica di Alehachiroku il sabato 6 maggio 2017, 20:04, modificato 1 volta in totale.

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da SWL » sabato 6 maggio 2017, 19:56

Quattro spine sono... due di troppo. :lol: Le due in più no ti aiutano, ma ti causano solo problemi di allineamento.

Preciso che nel post di prima parlavo di "due parti" per retaggio dai motori "usuali" che sono appunto, per la maggiore, formati da due parti. In questo caso sono tre.

Le spine di centratura sui fori delle viti non mi piacciono. Le viti sono una cosa "grezza", sono forti, ma non precise, mentre le spine sono esattamente l'opposto. I fori delle spine li devi alesare e se il foro è corto, alesare è un vero casino. Mettine due per lato su dei fori ad hoc. Per un motore di quel tipo bastano veramente degli spilli.

I cuscinetti sono "gabbie a rullini", per le quali trovi anche la superficie di scorrimento esterna. Hanno uno spessore inferiore a quello di una boccola.

Riguardo alla barenatura a insieme chiuso, è... fondamentale. Lo è già nei motori tradizionali, qui ancora di più a causa delle ridotte tolleranze che ti servono per mantenere la tenuta sulle pareti del cilindro.

Riguardo ai dubbi su guarnizioni e finitura, ho capito che non vuoi farci al 24 ore di Le Mans, ma se non fai tenuta a 1 MPa... non lo accendi neppure! :|

Riguardo al pezzettino... mi sa proprio che l'ingranaggio che ti consigliavo è per la catena. Farlo da zero è una bella pigna nel... collo. Lo devi tornire, stozzare, rifinire, forare, temprare, rinvenire, lucidare... stica. La soluzione di gino è certamente da prendere in considerazione, anche se il centraggio dell'ingranaggio nel tornio per la barenatura non sarà una cosa banale: ti servono di sicuro delle ganasce soffici su un quattro griffe.

Interessante... come diceva la barzelletta? "Vai avanti tu, che a me viene da ridere..." :lol:

Ti seguo con interesse.

Nota: Sì, i cuscinetti sono quelli. Dimenticavo: ricordati di prevedere i "cortechi" di protezione!

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » sabato 6 maggio 2017, 20:07

(ho appena modificato il post sopra, non so se hai letto l'ultima aggiunta)

Eh, usavo le boccole autolubrificanti anche per evitare di dover usare dei paraoli/cortechi, anche quello sarà un problemino da risolvere ma ci posso guardare. Ne basta uno esterno giusto?

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » domenica 7 maggio 2017, 0:13

Per le spine di centraggio si possono usare spine elastiche ed evitare l'alesatura?

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da mgd966 » domenica 7 maggio 2017, 2:10

io non lo farei,le spine elastiche per natura non ti garantiscono la ripetibilita' dell'accoppiamento
se non e' rotto non si puo' aggiustare

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » domenica 7 maggio 2017, 13:13

Leggendo meglio sulle gabbie a rulli, vedo che necessitano di olio. Purtroppo non ho spazio per mettere delle tenute raschiaolio sul rotore e pensavo di usare le bronzine autolubrificanti proprio per evitare di avere olio in giro, mentre le fasce di tenuta sarebbero lubrificate dall'olio presente nella miscela. È meglio una gabbia a rulli a secco o una bronzina? È anche vero che ammesso che riesca a farlo funzionare non dovrà fare chilometri con grossi carichi...

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da brunart » domenica 7 maggio 2017, 16:23

dato che ho due OS wankel 49PI 4.97cc , ti mando un pò di letteratura:
sito ufficiale OS http://www.os-engines.co.jp/english/lin ... /31600.htm
esploso http://www.os-engines.co.jp/english/lin ... /31600.pdf
manuale http://www.os-engines.co.jp/english/lin ... ry49pi.pdf
sito non ufficiale ma con molte info https://grabcad.com/library/graupner-os-wankel-engine

se poi non ti vuoi esaurire a a fare questo motore da 0 lo puoi comprare o puoi comprare i ricambi:
http://www.barnardmicrosystems.com/UAV/ ... ankel.html
http://www.nitto-mfg.com/English/nrsyokaieng.htm
http://www.aieuk.com/40s-5bhp-wankel-rotary-engine/
https://www.youtube.com/watch?v=cin7wVdd2iY
http://www.uavenginesltd.co.uk/products/

sono molto interessanti i wankel NITTO perchè sono della cilindrata che interessano a te e inoltre dovrebbero vendere il motore anche in kit:
http://www.nitto-mfg.com/English/nrsyokaieng.htm
https://www.youtube.com/watch?v=1NpbO9fM5Ew
https://www.youtube.com/watch?v=SlEFB8rNLXs

un'ultima cosa:
con la cilindrata di 20cc non ti conviene farlo glow (metilico + ricino , il nitrometano non è indispensabile) ma spark (benzina + olio sintetico) perchè è più affidabile e più regolare, inoltre un kit spark costa pochissimo http://www.himodel.com/sort.php?sub2=GB&brand=205
e ricordati che se vuoi volare devi battere le ali.
..... Quando tutto sembra andare contro, ricorda che gli aeroplani decollano contro vento, non con lui!

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da kalytom » domenica 7 maggio 2017, 21:22

Le immagini vanno allegate e non linkate, a queste provvedo io, le prossime , eventualmente, saranno eliminate
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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da SWL » lunedì 8 maggio 2017, 16:39

Quoto mgd966: no spine elastiche.

Spina elastica = fissaggio
Spina cilindrica = centraggio

Due animali diversi.

Riguardo alla lubrificazione, ci stavo pensando anch'io. Più che altro mi domandavo quale sarebbe stata la pressione nel carter. Mi chiedevo anche dove finisce l'olio che trafila dalle guarnizioni laterali. Dovrei leggermi i link (interessanti) postati da brunart, but... no time. :(

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Re: Progetto motore Wankel 20cc

Messaggio da Alehachiroku » lunedì 8 maggio 2017, 19:04

Per Brunart:

Grazie per tutti i link! Stasera me li guardo bene, ho già dato un'occhiata veloce e vedo che ci sono un sacco di differenze, ma anche delle similitudini :D

Quei motori ho visto che costano 4-500 euro, visto che poi non me ne farei nulla non riesco a giustificare tale spesa... Se riesco a realizzarlo (o anche farlo realizzare, visto che non ho particolare attrezzatura), invece, ci sarebbe la soddisfazione di averlo fatto/progettato io, imparando anche cose nuove :)

Voglio precisare, nel caso non si fosse capito, che sono ancora nella fase del "vedo se si può fare", per quanto riguarda la progettazione credo di essere a buon punto, poi c'è il grosso scoglio della realizzazione, per la quale molto probabilmente dovrò affidarmi a officine specializzate quantomeno per le lavorazioni più delicate e li c'è da vedere quanto andrebbe a costare...

Non pensavo esistessero sistemi di accensione "plug and play", soluzione molto interessante. Come si gestisce l'anticipo? C'è una specie di centralina? Mi informerò e vedrò cosa scegliere, grazie!

Per kalytom:
Chiedo scusa, le prossime se avrò bisogno le allegherò!

Per SWL:

Avevo già modificato i file per usare le spine cilindriche su consiglio i mgd966, grazie della conferma.
L'olio trafilerebbe in camera di combustione, comunque sono propenso ad usare le gabbie a rulli come da te suggerito ma le userei a secco, non ho interesse a farlo durare a lungo.
Vedendo le immagini nei link di Brunart, anche i produttori usano gabbie a rulli... avevi ragione! Ho già aggiornato tutto :wink:

Adesso proverò a rendere più semplice la realizzazione del pignone, voglio provare alcune cose viste in quei link. A questo punto penso di seguire la via suggerita da gino facendo la parte dentata a parte e incastrandola poi sul resto del pignone... Si vedrà!

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