Inledning
Fotogenmotorn, semidieseln , råoljemotorn eller som
den också kallas tändkulemotorn var en viktig del av industraliseringen i Sverige
i början på seklet. Dels kom den att ersätta segel, åror, hästar och ånga inom
jordbruk , fiske och sjöfart. Dels bidrog den stora efterfrågan till att små
verkstäder runt om i landet fick sysselsättning och inkomster. Standardiserad
tillverkning av flera exakt lika enheter påbörjades. Detta var före sekelskiftet mycket
ovanligt inom svensk verkstadsindustri.
Idag är kunskapen om tändkulemotorn liten, men många
ler igenkännande då de hör det karaktäristiska dunket. Minnena från somrarna vid
kusten återkommer. Ofta berättas om farfars fiskebåt. Gamla väderbitna fiskare lyser
upp och minns gamla tiders arbete med nät , tinor och makrillgarn. Tändkulemotorns
funktion var ett villkor för den dagliga sysselsättningen och ofta knappa inkomsten.
De tre största
Tillverkningen av tändkulemotorer kom igång omkring
sekelskiftet enligt amerikansk förebild. Motorerna var av olika konstruktioner och
modeller och flera tillverkare fanns, t.ex. Avance, Bergsund, Pythagoras, Populär och
Västervik. Mest framgångsrika blev så småningom motorer byggda enligt Erik Rundlöfs
patent från 1902. De idag mest kända tillverkarna av dessa motorer är
Bolinder, Seffle och Skandia. Det var tre mycket framgångsrika, för att inte säga
världsledande, företag med ett brett modellprogram och omfattande export. Stora kunder
utanför Sverige var Syd- och Mellanamerika, Island, Afrika och Spanien. Företagen
blomstrade på 1920- 50- talet. Motorerna fanns i storlekar från 3-4 hk upp till 200 hk.
Seffle har tillverkat ett fåtal motorer på 600 hk.
Konstruktion
Huvuddrag
Grundkonstruktionen av motorn har varit densamma sedan
starten. Dock kan motorerna delas in i "äldre" och "moderna". Den
stora skillnaden mellan dem ligger i bränslesystemet och smörjsystemet. Men först de
gemensamma dragen: En tändkulemotor är en tvåtakts enkelverkande förbränningsmotor
med oftast en eller två cylindrar.Karaktäristikt för konstruktionen är att tändsystem
och förgasare saknas, stort tungt svänghjul, lågt varvtal, 300-900varv /min, samt
tändanordningen. Denna består av en "kula" högst upp på cylindern i
vilken bränslet insprutas i finfördelad form med en pump. Kulans värme förgasar och
antänder bränslet. Före start måste kulan värmas, men under gång hålls kulan varm
av förbränningsvärmen. Uppvärmningen vid start kan ske med elspiral,
blåslampa,tändpatron eller s.k moxtändning. Bränsleinsprutningen ombesörjs av en
kolvpump med varvtalsregulator, driven av vevaxeln. På bränslepumpen finns också en
spak för manuell pumpning före start. Monterad på cylindern sitter spridaren, som
finfördelar bränslet.
Smörjning sker med en speciell smörjapparat som fördelar
oljan till ramlagren, cylindern och kolvlagret. Smörjoljan används bara en gång och
rinner sedan ner i vevhuset och tappas av. Motorn är vattenkyld. De flesta delarna i motorn är av gjutjärn i mycket kraftiga dimensioner,
varför motorn får en hög vikt. Motorer upp till ca 30-40 hk startas med vev på
svänghjulet, större motorer är försedda med tryckluftsstart. Avgaser fylls i en tank
med övertryck. Vid start släpps luften in i cylindern och får kolven att röra sig.
Fig. 1: Huvuddelarna i en tändkulemotor.
Bilden visar en modernare typ av motor, men alla delar
återfinns på den äldre typen också, i lite annorlunda utförande.
Den äldre tändkulemotorn
Högst upp på topplocket sitter tändkulan. Spridaren
är monterad på sidan av cylindern. Bränslets insprutning regleras med en s.k.
frislagsregulator. En fjäderbelastad egg trycker på pumpkolven. Då varvtalet ökar när
motorn får mer bränsle övervinns fjäderkraften och eggen fjädrar bort från
pumpkolven. Bränsleinsprutningen upphör och varvtalet sjunker. Eggen fjädrar tillbaka
och bränsle kan åter sprutas in.
Fig.2: Övre delen av cylindern på
en äldre tändkulemotor.
Spridaren är monterad på sidan av
cylindern och bränslet sprutas upp i tändkulan.
En läpp hjälper till att styra upp bränsleduschen i kulan. |
Fig.3: Överst normalt varvtal. Den fjäderbelastade eggen
trycker på pumpkolvens nedre del. Motorn får bränsle och varvtalet ökar.
Nederst har varvtalet ökat så mycket att eggen kastas upp och
missar pumpkolvens nedre del. Pumpen stannar och inget bränsle sprutas in. Motorns
varvtal sjunker. |
Denna typ av varvtalsreglering ger motorn en ojämn gång på
låga varv eftersom den i praktiken stannar när varvtalet blir för högt. Endast
svänghjulets rörelseenergi håller motorn igång.
Fig. 4: Äldre typ av smörjsystem.
Vekarna i lådan suger upp oljan,
som droppar ner i rören och rinner till smörjstället.
Kylvattenpumpen är en kolvpump.
Den moderna tändkulemotorn
Fig.5: Cylindern och topplocket på en modern tändkula. Spridaren sitter ovanpå
topplocket och är ställbar. Tändkulan är ersatt av en tändkammare.(6)
|
Fig. 6: Modern varvtalsregulator sammanbyggd med
bränslepumpen. Med den lilla spaken nere till höger pumpar man in bränsle före start.
Vekarna i smörjlådan har bytts ut mot små kolvpumpar eller en
lubrikatorpump med separat oljetank. |
Spridaren är nu ställbar och monterad högst
upp på cylindern, ovanpå tändkulan. Spridaren fungerar som en blomspruta. Det
möjliggör inställning av insprutningen från en vidvinklig finfördelad dusch till en
smal stråle. Ställs in med ett handtag upptill. Bränslepumpens regulator är nu ersatt
av en centrifugalregulator som ger jämn och lugn tomgång. Regulatorn är sammanbyggd med
pumpen till en enhet. Se fig. 6.
Kylvattenpumpen är en kugghjulspump.
Bränslen
En tändkulemotor kan köras på många bränslen.
Fotogen, dieselolja, råolja eller blandningar av dessa fungerar utmärkt. Tjockare
kvaliteter bör förvärmas så de blir mer lättflytande. Den förbrukade smörjoljan kan
med fördel silas och hällas i bränsletanken.
Under andra världskriget var tillgången på raffinerade oljor
knapp. Därför kördes motorerna ibland på trätjära eller silltran (sillolja). På
Pythagorasfabriken har experimenterats med smält smör. Enligt uppgift ska ingen större
skillnad ha märkts jämfört med dieselolja. Vegetabiliska oljor som t.ex. ren rapsolja
eller solrosolja möter heller inget hinder. Afrikanska kunder lär ha kört på
kokosolja. Dock rekommenderas att alltid köra på dieselolja några minuter innan motorn
stannas för att hålla den ren och fri från slagg och sot. Körning på tjockare
oljekvalitéer medför att motorn snabbare beckar igen och kan behöva tas isär för
rengöring. Det enda bränsle som motorn säkert inte klarar är vatten.
För- och nackdelar med en tändkulemotor
Den tar tid att starta, är oljig, stor och tung. En 10 hk
motor väger ca 400-500kg. Seffles motor på 600 hk var 5,5 m lång, hade sju cylindrar
och vägde 16 ton inkl. propellerutrustningen. Hörselskydd rekommenderas vid längre
vistelse i närheten. Den drar en del smörjolja. Från transport av brudpar avrådes, då
det stänker en del sot och olja ur avgasröret. Bättre då att klä sig i arbetskläder.
Sjövattenkyld. En mycket vanlig orsak till att tändkulemotorer "dör"
är att det rostar hål på cylinder eller topplock. Vanligt på våra breddgrader är
också att cylindern fryser sönder. Annars tycks de vara svåra att avliva.
Men å andra sidan… Det är en enkel och okomplicerad
konstruktion, de flesta delar kan tillverkas i en enkel metallsvarv. Bränslesnål och
ställer nästan inga krav på bränslet, utom att det ska vara brännbart och någorlunda
flytande. Stort vridmoment i förhållande till effekten. Lågt slitage. Tack vare det
låga varvtalet blir slitaget på cylinder och kolv samt övriga rörliga delar mycket
litet. Drifttider upp mot 20 000 timmar förekommer. Än idag finns motorer
tillverkade på 20-talet som är fullt körbara. Social. Att idag äga en tändkulemotor
innebär så gott som alltid att folk kommer fram och vill prata när de hör att man
kommer.
Handhavande och skötsel
Start
Att starta en liten tändkula med hjälp av blåslampa
är enkelt. Börja med att tända blåslampan och värm kulan i ca 10 min. Ställ
regulatorn på halv fart. Stäng spridaren. Pumpa fram bränsle med hjälp av den lilla
spaken på bränslepumpen. Fem, sex slag brukar vara lagom. Fäll ut pinnen på
svänghjulet och tryck det kraftigt motsols. Släpp!! Nu fjädrar hjulet tillbaka och
motorn startar medsols, som är den normala riktningen. Skulle motorn starta åt fel
håll, stryp bränsletillförseln med spaken på bränslepumpen och gör ett nytt
försök! Släck blåslampan och kontrollera smörjning och kylvatten.
Körning
Öka varvtalet och öppna spridaren så att en lätt
gång uppnås. Vid tomgång och låg belastning ska spridaren vara helt stängd. Vid full
belastning öppen ca 1/3 varv.
Skötsel
Tappa alltid av smörjoljan efter körning. Annars kan
motorn börja gå på smörjoljan istället för brännoljan. Då rusar motorn och går
inte att stänga av. Detta pågår tills smörjoljan i vevhuset är slut eller motorn
skär ihop. Håll alltid spridaren i bästa trim. Börjar motorn ryka svart rök och bli
orkeslös är det dags för rengöring. Håll ljuddämpare och avgasrör någotsånär
fria från sot så minskar risken för soteld under gång. Vid risk för temperaturer
under noll måste kylvattnet tappas ur, så motorn inte fryser sönder.
Användningsområden-
förr och nu
Överallt där det behövdes en robust kraftkälla fann
tändkulemotorn sin plats. Vid kusterna i fiskebåtar, stora som små. Längre inåt land
i små industrilok eller inom jordbruket. I jordbruket avändes antingen stationära
motorer eller lokomobiler. De små industrierna ersatte sina ångmaskiner med
tändkulemotorer för drivning av verkstadens olika maskiner. Timmerflottningen på
norrlandsälvarna sköttes med stålbåtar i olika storlekar med tändkulemotorer
inmonterade.
Idag tillverkas inga tändkulemotorer seriemässigt längre.
Möjligheter finns dock att få tag i reservdelar till de vanligaste märkena. I det
moderna industrisamhället av idag har tändkulan ingen praktisk betydelse men i
utvecklingsländer skulle den kunna göra god tjänst som drivkälla för vattenpumpar,
små elverk eller andra lokala behov av kraft. Den enkla konstruktionen och
tändkulemotorns i övrigt små krav på tillvaron skulle göra den idealisk för de
ibland mycket svåra driftsförhållandena. Inköpspriset skulle också bli betydligt
lägre än för en vanlig dieselmotor.
Gammal och ny teknik-
en jämförelse
En 50 hk Bolinder gjorde 300 varv/min och drog ca 11kg
brännolja i timmen. Vikten var 5,2 ton.
En modern diesel på 370 hk har ett varvtal på ca 1800 varv/min
och drar ca 58 kg dieselolja i timmen. Vikten är ca 1,2 ton. Vikt/ effekt förhållandet
för Bolindern blir 104 kg/ hk. För den moderna dieseln 3,2 kg/hk.
Författare till texten ovan: Andreas Mårtensson, KTH
 |
Den största motorn som tillverkats i Säffle. Typ 647,
600hk. vid 350v/m. cyl.volym: 225,6lit. vikt 17ton. |
|