Polttomoottorien yhdistäminen : kahden nelisylinterisen moottoripyörän rivimoottorin yhdistäminen.

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa kahden nelisylinterisen moottoripyörän rivimoottorin yhdistäminen toisiinsa. Tarve kahden moottorin yhdistämiselle tuli esille etsittäessä sopivaa kevyttä, mutta tehokasta moottoria kilpa-ajoneuvoihin ja veneisiin. Moottoripyörän moottori valikoitui muutosten kohteeksi, sillä tarkoituksena oli tutkia kahden moottorin yhdistämistä u-lohkotyyppisesti ensiöakselin tai toisioakselin avulla.

Teoreettinen osuus painottuu moottorissa syntyvien värähtelyiden laskentaan ja moottorikonfiguraatioiden erojen vertailuun hankitun tiedon avulla. U-moottorin suurimpana etuna vaikutti olevan kustannustehokkuus ja vastakkaisiin suuntiin pyörivät kampiakselit. Vastakkaisiin suuntiin pyörivien massojen voitiin todeta kumoavan osan värähtelyitä aiheuttavista voimista.

Muutokset moottorinlohkoihin hahmoteltiin mallinnusta ja laskentakaavoja hyväksi käyttäen. Mallinnusta sekä mittauksia varten muutosten kohteena oleva moottori purettiin. Mallinnuksessa ja laskentakaavojen avulla saatuja ideoita hahmoteltiin moottorilohkoon moottorin erityispiirteiden löytämiseksi. Nestekiertojen oikeanlainen toiminta muutosten jälkeen pyrittiin varmistamaan.

Muutokset toteutettiin hyödyntämällä mittausta, leikkausta ja hiontaa. Lohkon särmät viimeisteltiin ja valmisteltiin hitsausta varten, jolloin kahden moottorin yhdistäminen voitaisiin toteuttaa. Lisäksi suunniteltiin ja toteutettiin säädettävä kiinnityslaippa ensiöakselin ensiöhammaspyörälle, jonka avulla moottorit voitaisiin tahdistaa keskenään oikeaan asentoon.

This thesis aimed to design and implement the combination of two four-cylinder inline engines of a motorcycle. The interest and the need to combine two motorcycle engines occurred when searching for suitable light and powerful engines for racing vehicles and boats. Motorcycle engine was chosen for research in mind to investigate if it would be possible to combine crankcases in the U-engine configuration using the engine's primary or secondary axle.

The theoretical part focused on calculating the engine vibrations and comparing the different engine configurations. It was noted that the most significant benefit of U-engine layout comes from the cost-effectiveness and natural balancing of the rotating masses inside the combined engine by opposite direction of rotation in the engine blocks. This factor out some of the forces which would otherwise show as a vibration.

Necessary changes in the engine crankcases were evaluated with modeling and scientific formulas. The engine was disassembled for inspection and measuring. Ideas from the plans were then sketched on the engine crankcases. Sketching helped to notice the unique features of this specific engine. Coolant and oil pathways should work as intended after the engine blocks' changes.

Changes were implemented by measuring, cutting, and grinding. The crankcase's sharp edges were beveled to aid the future welding process. The additional adjustable flange was designed and fabricated for the primary drive gear, so the engine blocks' syncing would be possible.