単気筒エンジンのストロークを１０ｍｍにしてみたが・・・・・ － スチームエンジンの小排気量化 －

２０１５／０４／２１（火曜日）　曇り



同じようなボアーとストロークの単動式スチームエンジンの４気筒、２気筒、単気筒を
比べてみたが、気筒数が少ない方が回転数（無負荷）も、パワー（発電電力）も大きい。

何でだろう？

気筒数の少ないエンジンほど動作中の蒸気圧（ボイラー圧力）が高くなっていく。

何でだろう？

うーん・・・って考えたってこんなボンクラ頭では解るはずがないが何だか排気量（総体的
なシリンダ容積）が少ない方がパワーがでるような感じだ。
ボイラーで発生させる蒸気量とエンジンが消費する蒸気量の関係かな？
まっ、試しにもっと排気量の小さいエンジンを作ってテストしてみよう。

と、いうわけで安直にストロークを短くして排気量を小さくする実験をしてみた。



↓　現在の単気筒エンジンはストロークが１５ｍｍだから、それを１０ｍｍにしてみることにした。











↓　クランクアームの長さが５ｍｍ（これでピストンのストロークは１０ｍｍになるはず）のクランク軸。



↓　今までのストローク１５ｍｍ（上）とテスト用ストローク１０ｍｍのクランク軸を比べてみた。
　　その差はほとんどわからない。



↓　クランク軸の交換。



↓　ストローク１０ｍｍのクランク軸に変えて無負荷回転テストをしてみた。



今までの単気筒エンジンはボアー１２ｍｍ（１.２ｃｍ）、ストローク１５ｍｍ（１.５ｃｍ）だから
シリンダ容積（排気量）は


　　π　×　（１.２÷２）自乗　×　１.５　＝　１.６９　ｃｃ

それがストローク１０ｍｍになったんだから

　　π　×　（１.２÷２）自乗　×　１.０　＝　１.１３　ｃｃ

排気量は約３３％減少したことになるはず・・・（ほんとうかな？）　　　

これならすごい勢いで回ってくれるだろう、と期待してテストしてみたが・・・・

そのテストの様子を動画でご覧ください。





確かに圧力は高くなったようだ。
だけどエンジンの回転はあまりあがらない。
でも、圧力が高くなった分、ピストンを押す力は強くなったはずだ。
発電電力をチェックしてみた。
ところが、発電機を負荷にしたらエンジンは全然回らない。
１.５気圧がかかってやっと回り始めた。



その様子を動画でご覧ください。





圧力が高くなってピストンを押す力は強くなったはずだがストロークを短くするために
クランクアームの長さが短くなった分（－２.５ｍｍ）回転偶力（モーメント）が弱く
なったんだろう。　　０.１Ｗの発電が精一杯だ。

この後、再び元のクランク軸（ストローク１５ｍｍ）に戻してテストしたら無負荷回転数は
５３回転／秒、１.２Ｗを発電してくれたからシリンダー・ピストンには問題はないと思う。
やっぱりこの単気筒エンジンはストロークは１５ｍｍが必要なんだ。

でもストローク１０ｍｍでも２気筒、４気筒なら性能が上がるかもしれない。
それも確認してみなくっちゃならない。
よーし、今度は４気筒エンジンのストロークを１０ｍｍにしてみよう。

そんなわけで今回のテストはこれまで・・・・・・