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【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工電子DIY教程打造微型8缸發動機

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工電子DIY教程打造微型8缸發動機

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機

來源:
譯:開源雜誌

主要材料:

  倉庫廢舊物

所需工具:

  一臺老舊的普通機床  電鑽

製作步驟:

第1步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第2張

向喬布斯致敬,向工匠情懷致敬,向耗時2年零5個月手工打造微型8缸發動機的大叔致敬!這款發動機大小隻有常規發動機的1/4,但樣子非常漂亮,其製作過程甚是坎坷和曲折,想必也只有工匠本身才體會的到。不管怎樣,這些困難只是我們生命中的一朵小浪花,教會了我們成長的同時留給了我們美好的回憶。

工具:

★一臺老舊的普通機床(數控機床雖好,但是我沒有啊 TT)
★電鑽
★簡易的陽極處理“工廠”:2個塑料通和1個電池充電器。製作這個工具主要是電鍍零部件表面,以便達到我想要的顏色效果。
★還有一些曾經使用到的工具

材料:倉庫廢舊物

特別提醒:在動手之前一定要有機加工和材料常識,瞭解金屬、火災、爆炸原理等安全知識。切記,安全第一。

製作發動機零件的過程中,很多都是穿插進行的,為了小夥伴方便閱讀,筆者將其分類整理,現在我們開始吧。

第2步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第3張

首先花了6周完成了曲軸、連桿和瓦軸。

第3步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第4張

第4步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第5張

第5步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第6張

將其組裝好,暫放在雪佛蘭小型機體上

第6步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第7張

製作活塞、活塞環和氣缸套

第7步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第8張

全都在這裡啦,待做好水泵後與其它零部件進行最後組裝。

第8步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第9張

將樞軸、連桿、活塞、活塞環、氣缸套組裝好

第9步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第10張

製作缸體和曲軸箱。開始的時候我用CAD製圖,現在已經放棄CAD開始手繪了,因為我覺得我比較適合手繪圖紙,畢竟自己做東西,重在實際效果。

第10步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第11張

製作油底殼和電鍍染色

第11步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第12張

油底殼外形的變遷(由左至右)

第12步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第13張

製作的飛輪和齒圈:
我注重的是穩定,並不太在意發動機是否高轉速,計劃800-1000rpm,所以使用了鎢合金材質的飛輪,密度是鋼鐵的2倍。

第13步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第14張

製做進氣門:
有些進氣門的理論聽起來不錯,但實際操作下來並不理想,在花費了大量時間實踐這些花哨的理論後,我決定放棄它們和已經做好的進氣門。然後我使用了2個節氣門體,來達到增壓的效果,使用效果還算可以。

第14步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第15張

第15步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第16張

節氣門體進行了噴丸、拋光處理,沒有上色;節氣門節流板進行了拋光和染色(左下角)。後來,送氣室的形狀也所變化(左上角)。

第16步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第17張

製作凸輪軸正時齒輪,電鍍後染是藍色,這個藍色是否有點老氣?或許以後會嘗試一些淺點的藍色。

第17步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第18張

製作的凸輪罩

第18步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第19張

第19步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第20張

試裝效果,後面會對其表面做處理

第20步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第21張

做噴丸處理、5秒電鍍成黑色,中間拋光。

第21步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第22張

現在發動機的外形基本已經確定,下面我們開始著手打造發動機內部。在此發兩句牢騷,雖說左右是對稱的,我先做好的左邊,再做右邊的時候簡直是噩夢。2個排氣管費了我18英尺的管子。

上面一排圖片是原始的形狀,後來因為要新增油管,所以重新做了2個凸輪罩

第22步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第23張

製作凸輪軸

第23步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第24張

用迴轉臺固定切削凸輪軸,淬火後用砂輪打磨。打磨前後的效果見上面右下角的圖片

第24步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第25張

根據CamCalc計算,連桿機構應該在凸輪旋轉到1/4處時開始聯動,

第25步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第26張

凸輪從動件

第26步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第27張

製作氣門和氣門間隙墊片

第27步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第28張

第28步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第29張

組裝氣門,手中拿的是氣門的安裝工具

組裝凸輪軸總成,正時凸輪軸,這個過程比較麻煩

第29步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第30張

製作和處理水泵

第30步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第31張

第31步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第32張

水泵皮帶輪經過拋光、2秒陽極處理染成黑色

第32步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第33張

製作葉輪和組裝水泵,進水口在葉輪的中間(右下圖),水泵在2000rpm以下的時候會漏水

加工出水口(做圖),水管接出水口和機體(中間圖),組裝好的效果

第33步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第34張

製作排氣管
首先用自制的彎管機做幾個不鏽鋼的排氣歧管,歧管的直徑10mm,然後會16mm排氣管相連。當然為提高成品率,我先用銅管做好歧管,計算出不鏽鋼管需要的尺寸,然後再將低熔點合金填充到不鏽鋼管中進行彎曲。

如果您有夾具板,在彎曲排氣歧管時會省很多力氣。

隨後將這些管拋光打磨,進行最後的組裝前,我可能會對這些管進行電鍍染色處理。

第34步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第35張

第35步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第36張

試裝,看看排氣管是否合適

第36步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第37張

效果不太好,我覺定重新制作排氣管

第37步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第38張

不鏽鋼擴口法蘭,花費了我8個小時,總體效果還算可以。

第38步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第39張

製作汽油泵

第39步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第40張

微型Aeroquip配件,油管直徑5mm,用來製作汽油泵。

組裝好的油泵,不過油泵被堵住了,需要清理一下

第40步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第41張

安裝汽油濾清器

第41步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第42張

修好油泵後,將其到60psi,然後拆解電鍍染色;在機體上打好油槽,安裝濾清器,並用油管連線油泵。

第42步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第43張

連線濾清器和油底殼的油管

安裝好所有油管和油底殼的精網濾器、吸油管以及吸油管的調壓器

第43步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第44張

燃油噴射器

第44步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第45張

菲亞特朋多上的噴射器,20hp,噴口直徑為18毫英寸,我會重新設計噴射器,並使用裡面的線圈。

這是我設計的噴射器的圖紙,整體尺寸為28mm,藍色部分為菲亞特朋多的線圈,紅色部分為樞軸。圖的左上角為樞軸的電纜端。

第45步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第46張

第46步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第47張

線圈外徑有點大,所以要拆除一些,還有線圈接頭不太好弄。真的不如自己直接動手做一個了。

第47步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第48張

樞軸的擋板原本厚度為3mm,但是弄壞了一個鑽頭,板孔也沒有打出來,不得不將厚度降為2mm,板孔的直徑為10毫英尺。打孔完畢後將其硬化、拋光和砂紙磨光。

第48步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第49張

後來我又重新設計了一下噴油器的內部

第49步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第50張

進氣歧管

第50步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第51張

老舊的雪佛蘭發動機(左上角,我喜歡這個樣式的進氣歧管),我參照它設計的圖紙,共15張,好吧我快瘋掉了

第51步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第52張

對於手工作坊來說製作這樣的進氣歧管難度係數相當的大。我是用的CAD計算出X,Y,Z的尺寸後,用圓柱形球頭立銑刀加工,剛開始分度頭的角度很難掌握,後來漸入佳境。

花了30個小時終於做好了一個,;想見到另一個,那等我手上的水泡好了吧,預計用時20小時

第52步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第53張

第53步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第54張

第54步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第55張

為了配合進氣歧管,之前的送氣室(右上角)只能作廢(TT),需要重新制作進氣管和送氣室。這也是我覺得最難的部分。

第55步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第56張

上3張全圖,外觀有不少變化,包括送氣室、排氣管、汽油泵、濾清器

第56步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第57張

迷你發電機

第57步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第58張

火花塞

第58步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第59張

火花塞帽

第59步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第60張

火花塞-用M6螺絲製作而成,火花塞間隙為20毫英寸。

後來因為發動機控制器ECU無法控制火花塞,所以我又重新做了一套火花塞

第60步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第61張

分電器

第61步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第62張

在一定壓力下,用硬質聚氨酯泡沫塑料鑄成的分電器蓋,以及分電器安裝效果,但後來沒有用這個分電器蓋。

第62步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第63張

在打孔安裝各種感測器前,先除錯ECU(Engine control unit)。ECU採用的是Megasquirt-II,但是ECU無法控制火花塞,所以重新做了一套火花塞。但是還是沒有效果

第63步:

【向工匠情懷致敬】耗時29個月,手工打造微型8缸發動機 第64張

後來我換了一臺電腦執行ECU,竟然沒有問題了。所以將曲軸感應器、空氣流量感測器、發動機水溫感應器、節氣門位置感測器和窄帶氧感測器安裝好。進行真正的執行,下面就是視訊:

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