Hit & Miss Engine: Funktionsweise, häufige Verwendung und DIY-Builds

Haben Sie schon einmal einen Motor gesehen, der ständig anspringt und wieder stoppt, wie ein Hustender? Das ist ein Hit-and-Miss-Motor – eine sehr alte Maschine, die nur bei Bedarf läuft und so Kraftstoff spart.

Diese Anleitung erklärt Ihnen, was ein Hit-and-Miss-Motor ist, was er tut, wo er eingesetzt wird und wie man ihn aus einem einfachen Bausatz selbst baut. Wenn Sie auf der Suche nach interessanten Projekten sind oder Vintage-Motoren lieben, könnte dies ein hervorragender Ausgangspunkt sein. Tauchen Sie ein und entfesseln Sie die Kraft des Motors!

1) Was ist eine Hit & Miss Engine ?

„Ein Hit-and-Miss-Motor ist ein klassischer Viertakt-Verbrennungsmotor, dessen Kraftstoffzündungssystem von einem Regler (Drehzahlregler) gesteuert wird.“

Im Gegensatz zu heutigen Motoren, die bei jedem Arbeitstakt zünden, zündet ein Hit-and-Miss-Motor nur, wenn die Drehzahl unter einen bestimmten Wert fällt. Erreicht oder überschreitet er diesen Wert jedoch, überspringt er den Verbrennungstakt (d. h. er zündet), um ein Überdrehen zu vermeiden. Daher der Name Hit-and-Miss-Motor. Klar!

Darüber hinaus wurden Hit-and-Miss-Motoren von den 1890er bis in die 1940er Jahre häufig zum Antrieb kleiner Geräte wie Wasserpumpen, Getreidemühlen und Generatoren verwendet.

• Hauptmerkmale einer Hit-or-Miss-Engine

Drehzahlregelung per Regler: Fliehkraftregler, üblicherweise an der Kurbelwelle montiert, sind die Hauptkomponenten des drehmomentstarken Motors. Dieses System ermöglicht eine präzise Steuerung ohne komplizierte Elektronik und hält einen Zieldrehzahlbereich von ±20 U/min ein.

Intermittierender Verbrennungszyklus (Hit-and-Miss-Verbrennung): Ein moderner Viertaktmotor führt alle zwei Umdrehungen einen Arbeitstakt aus. Beim Hit-and-Miss-Motor hingegen kann er je nach Last mehrere Zyklen überspringen, bevor er erneut zündet. Dieses atypische Verbrennungsmuster spart Kraftstoff und reduziert den mechanischen Verschleiß.

Große, ausgewuchtete Schwungräder: Neben der Anpassung an die unregelmäßige Leistungsabgabe verfügen Hit-and-Miss-Motoren über riesige Schwungräder. Diese Schwungräder erfassen kinetische Energie (Bewegungsenergie) während der Arbeitstakte und geben sie während Trägheitszyklen (Motor läuft ohne Zündung) frei, um eine gleichmäßigere Rotation zu gewährleisten und den Schwung aufrechtzuerhalten.

Niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment: Darüber hinaus haben Hit-and-Miss-Motoren eine sehr niedrige Betriebsdrehzahl, normalerweise zwischen 300 und 600 U/min, bieten aber bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment (Kraft, die sie zum Drehen bringt), das zum Antrieb riemengetriebener Maschinen erforderlich ist.

Grundlagen des Maschinenbaus: Nicht zuletzt verfügen die meisten Hit-and-Miss-Motoren über einen Rahmen aus Gusseisen, einen mechanischen Ventiltrieb und eine ausgeprägte Stößelstangenverstärkung. Aufgrund der offenen Konstruktion der Motoren ist das Verständnis, Reparieren und Modifizieren der Motoren einfach.

• Übersicht der technischen Details der Hit and Miss Engine

2) Wie funktioniert eine Hit-and-Miss-Engine?

Bevor wir fortfahren, ist es wichtig zu bedenken, dass ein Hit-and-Miss-Motor auf mechanischen Systemen wie Trägheit, Verbrennungszeitpunkt, Ventilsteuerung und Drehzahlregelung basiert. Diese Elemente arbeiten zusammen, um einen Viertakt-Verbrennungszyklus durchzuführen – Ansaugen, Verdichten, Leistung und Ausstoßen.

Um seine Funktionsweise zu verstehen, ist es wichtig, sich mit seinen Hauptbestandteilen vertraut zu machen.

Hauptteile und ihre Funktionen

• Schwungrad: Es ist normalerweise groß und kräftig und speichert Rotationsenergie. Diese Energie hält die Kurbelwelle während der Nichtzündungszyklen (Fehlzündungen) aufrecht.

• Gouverneur: Es ist ein mechanische Einheit mit rotierenden Fliehgewichten, die die Drehzahl des Motors regeln.

• Zündsystem: Dieses Teil besteht normalerweise aus einer Zündkerze, die mit einer Zündmagnetzündung oder Batterie verbunden ist, die das Kraftstoff-Luft-Gemisch zündet.

• Kraftstoffsystem: Dieses System leitet Benzin oder Kerosin an einen Vergaser weiter, der den mit Luft vermischten Kraftstoff in einen Zylinder einspritzt.

• Ventile und Kolben: Der Kolben presst das Gemisch zusammen und Ventile regulieren den Zu- und Abfluss der Luft in die Brennkammer.
  

Schritt-für-Schritt-Arbeitsablauf

Sehen wir uns nun an, wie die oben genannten Komponenten zusammenarbeiten, um den Motor anzutreiben!

Schritt 1) Ansaugtakt

In der Anfangsphase wird der Motor aktiviert, der Kolben bewegt sich nach unten, und die Kurbelwelle beginnt sich zu drehen. In dieser Phase öffnet sich das Einlassventil weit, sodass ein Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Vergaser in das System gelangt. Der Motor zündet noch nicht, er versucht lediglich, das richtige Gemisch für den späteren Verbrennungsprozess vorzubereiten.

Schritt 2) Kompressionshub

Nun verdichtet der Kolben das Gemisch aus Luft und Kraftstoff, indem er sich nach oben bewegt. Bei geschlossenen Ein- und Auslassventilen steigt der Druck, wodurch das verdichtete Kraftstoffgemisch zündfähig wird.

Wie bereits erwähnt, ist das Verdichtungsverhältnis bei Hit-and-Miss-Motoren niedrig, sodass das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht zu stark komprimiert wird. Dadurch werden die Motorteile nur gering belastet und der Motor läuft effizient, ohne dass es zu Schäden oder Klopfproblemen kommt.

Schritt 3) Power Stroke (Schlag)

Wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt (OT) befindet, also fast ganz oben, zündet die Zündkerze das Gemisch. Die mit der Explosion einhergehende Kraft drückt den Kolben nach unten und dreht ihn zusammen mit der Kurbelwelle, wodurch Leistung erzeugt wird. Die Energie wird aufgefangen, während das Schwungrad sie speichert. Dies hilft dem Motor, die Rotation aufrechtzuerhalten, wenn er nicht zündet.

Schritt 4) Auspufftakt

Der Kolben bewegt sich erneut nach oben, und diesmal öffnet sich das Auslassventil. Dadurch wird der Restkraftstoff bzw. die restlichen Verbrennungsgase aus den vorherigen Brennräumen herausgedrückt. Damit ist der Zyklus abgeschlossen und der Motor ist bereit für den nächsten Ansaugtakt und umgekehrt.

• Reglersteuerung:

Der Drehzahlregler ist ein mechanisches Gerät zur Überwachung der Motordrehzahl. Er besteht aus mehreren rotierenden Gewichten, die auf Drehzahländerungen reagieren.

Wenn die Motordrehzahl zunimmt, drückt die Zentrifugalkraft die Fliehgewichte nach außen, was wiederum die Spannung der Feder erhöht und das Einlassventil wiederum dazu zwingt, geschlossen zu bleiben, sodass kein Kraftstoff eindringen kann und somit kein Arbeitstakt stattfindet.

Wenn die Motordrehzahl hingegen sinkt, bewegen sich die Fliehgewichte nach innen. Dadurch verringert sich die Federspannung, und das Ansaugventil öffnet sich wie gewohnt, um mehr Kraftstoff bereitzustellen. Dieses System trägt somit wesentlich zur Selbstregulierung der Motordrehzahl und zur Kontrolle des Kraftstoffverbrauchs bei, da der Motor nur bei Bedarf läuft.

3) Häufige Verwendung von Hit-and-Miss-Engines 

Die bemerkenswerte Fähigkeit, mit minderwertigem Kraftstoff zu arbeiten, die raffinierte Konstruktion und die unübertroffene Effizienz von Hit-and-Miss-Motoren machten sie zu Beginn des 20. Jahrhunderts zu einem Muss. In diesem Abschnitt besprechen wir sowohl historische als auch moderne Anwendungen!

• Historische Verwendungen

Antrieb von Bewässerungssystemen: Eine der innovativsten Aufgaben von fahrbereiten Motoren war damals der Antrieb von Wasserhebeanlagen. Diese Motoren waren ein zuverlässiges Mittel zur Wasserversorgung für Bewässerung, Viehzucht und Haushalte auf Bauernhöfen, insbesondere in ländlichen Regionen ohne Elektrizität. Daher war dies für die in der Landwirtschaft tätigen Menschen äußerst hilfreich.

Antrieb mechanischer Geräte: Neben dem Pumpen von Wasser dienten solche Motoren auch zum Antrieb zahlreicher mechanischer Geräte. Verschiedene Werkstattgeräte wie Sägewerke, Getreidemühlen und Futterschneidemaschinen waren auf Hit-and-Miss-Motoren angewiesen.

Unterstützende Landmaschinen: Zusätzlich zu den oben genannten trieben auf Bauernhöfen fahrbare Motoren Maschinen wie Milchzentrifugen, Butterfässer und Getreidemühlen an. Diese Motoren vereinfachten und rationalisierten landwirtschaftliche Aufgaben und trugen Anfang des 20. Jahrhunderts zur Mechanisierung der Landwirtschaft bei.

Darüber hinaus wurden einige Motoren angepasst, um frühe Waschmaschinen und andere Haushaltsgeräte anzutreiben und so bei der Hausarbeit zu helfen.

• Moderne Anwendungen
  

Restaurierung und Motorausstellungen: Antike, defekte Motoren werden heutzutage nicht mehr für Routinearbeiten verwendet, sondern finden nun in der Restaurierungs- und Ausstellungswelt Verwendung. Diese Motoren werden von zahlreichen Hobbyisten gesammelt und restauriert und anschließend auf Ausstellungen für antike Motoren ausgestellt, wo die mechanischen Zyklen und die besonderen Geräusche der Motoren demonstriert werden.

Lehrdemonstrationen: Im Unterricht können Hit-and-Miss-Motoren als anschauliche Beispiele für Verbrennungsmotoren dienen. Sie werden im Unterricht eingesetzt, um Verbrennung, Ventilsteuerung und die Funktionsweise eines Reglers zu veranschaulichen – Schlüsselkonzepte für das Verständnis der Funktionsweise von Motoren.

Anwendungen von netzunabhängiger Stromversorgung: Anders als die meisten Nutzer nutzt ein kleiner Teil der modernen Bevölkerung ungenutzte Motoren für die netzunabhängige Stromversorgung. Diese Motoren können kleine, abgelegene Systeme mit Strom versorgen und stellen eine attraktive Alternative zu herkömmlichen elektrischen Lösungen dar.

4) Bau eines Hit-and-Miss-Motors mit einem DIY-Motorbausatz: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

Sie fragen sich vielleicht, ob Sie einen solchen Motor zu Hause bauen können? Dann haben Sie Geduld! Egal, ob Sie Anfänger oder Profi sind, mit einem EngineDIY-Modellbausatz können Sie dieses Projekt ganz einfach umsetzen . Wir sind spezialisiert auf die Bereitstellung von DIY-Motorbausätzen zu erschwinglichen Preisen, um die Kreativität von Schülern und Hobbybastlern zu fördern. Schauen wir uns also an, wie Sie dieses Motormodell mit dem DIY-Bausatz bauen können !

(1) Voraussetzungen

Sicherheitshinweise: Diese Projekte sind sehr erfüllend und befriedigend. Achten Sie jedoch darauf, die richtige Schutzausrüstung zu tragen. Achten Sie zu Beginn darauf, dass alle Schutzausrüstungen wie Handschuhe, Schutzbrille und Gehörschutz vorhanden sind.

Achten Sie außerdem darauf, dass Sie sich beim Arbeiten mit Kraftstoff- und Zündsystemen in einem ausreichend belüfteten Raum aufhalten und die Sicherheitsrichtlinien einhalten, bevor Sie mit dem Kit arbeiten.

Mechanisches Geschick: Auch wenn eine Anleitung leicht verfügbar ist, sind Hintergrundkenntnisse über mechanische Systeme von großem Vorteil. Darüber hinaus ist der sichere Umgang mit allen grundlegenden Werkzeugen wie Schraubendrehern und Schraubenschlüsseln ein guter Ausgangspunkt.

Benötigtes Werkzeug und Platz: Ihr Arbeitsplatz sollte ordentlich und ausreichend beleuchtet sein. Stellen Sie sicher, dass die Werkbank groß genug ist, um alle Komponenten aufzunehmen. Für einen reibungslosen Aufbau benötigen Sie folgende Werkzeuge:

• Drei Sechskant-Steckschlüssel

• Eine Steckdose mit 8mm Breite
  

(2) Im DIY-Modellmotor-Bausatz enthaltene Komponenten

Ihr Bausatz enthält in der Regel alle Teile für den Zusammenbau eines funktionierenden Hit-and-Miss-Motors. Die wichtigsten Teile sind jedoch:

• Schwungrad

• Gouverneur

• Zündkerze

• Ventile (Einlass und Auslass)

• Kraftstofftank

• Vergaser

• Zündsystem (Magnet- oder Batteriezündung)

• Kurbelwelle

• Kolben

• Pleuelstangen

• Lager

• Ventilfedern

• Zylinderkopf

• Kraftstoffleitungen und Armaturen

• Dichtungen

• Motorblock oder -sockel (Aluminium oder Gusseisen)

• Gewichte und Federn des Reglers

• Komponenten des Schmiersystems

• Steuergetriebe oder -mechanismus

• Gasgestänge (nur falls zutreffend)

• Teile der Abgasanlage

(3) Grundlegendes Tutorial zur Montage:

Schritt 1) Sie müssen zunächst die mit dem Bausatz mitgelieferten Anleitungen und Baupläne durchgehen. Beachten Sie, dass eine gute Planung sicherstellt, dass alle Teile in der richtigen Reihenfolge zusammengebaut werden.

Schritt 2) Gut! Zuerst müssen Sie den Motorblock in den Holzrahmen schrauben. Anschließend müssen Sie das Zahnrad (zur Steuerung der Einlass- und Auslassventile sowie der Zündung) und den Halter nehmen und durch Drehen in die Mitte des Zahnrads einsetzen.

Schritt 3) Anschließend müssen Sie das mit einer Halterung versehene Zahnrad in den auf einem Holzrahmen platzierten Motor schrauben, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Schritt 4) Anschließend nimmst du eine Kurbelwelle, zwei kleine Lager und einen Kolben mit eingesetzter Pleuelstange und schraubst diese zusammen. Beachte dabei, dass der Kolben frei beweglich sein muss. Daher ist es ratsam, bewegliche Teile für einen ruhigeren Lauf zu ölen.

Schritt 5) Nun montieren Sie den mit der Kurbelwelle verbundenen Kolben am Motor. Beim Einsetzen sehen Sie ein kleines Loch am Zahn des großen Zahnrads am Motor und auch am Kurbelwellenzahn zwischen zwei Körnern. Achten Sie daher darauf, dass diese beiden Punkte zusammenpassen, da sonst die Zeitsteuerung nicht übereinstimmt.

Sie müssen immer wieder überprüfen, ob sich der Kolben reibungslos bewegt oder nicht. Okay!

Schritt 6) Anschließend montieren Sie das Schwungrad. Dazu schrauben Sie zunächst die Trommel auf das Schwungrad. Anschließend ziehen wir die Schwungräder auf beiden Seiten der Kurbelwelle fest.

Schritt 7) Als nächstes fixierst du die Ventilstange mit einer Feder und ziehst diese etwas fest.

Schritt 8) Setzen Sie den Zylinder auf die Basis und stellen Sie sicher, dass der Kolben darin gleiten kann.

Schritt 9) Befestigen Sie nun den Vergaser und platzieren Sie den Kraftstoffschlauch aus Kunststoff unten.

Schritt 10) Befestigen Sie auch den Auspuff mit der oberen Silberplatte.

Schritt 11) Setzen Sie nun den Öltanker ein und befüllen Sie ihn bei größeren Einsätzen vorsichtig. Jetzt ist alles erledigt. Überprüfen Sie einfach die Ausrichtung und schließen Sie eine Batterie an.

Schritt 12) Abschließend müssen Sie eine abschließende Checkliste mit allen Komponenten durchführen, um sicherzustellen, dass jedes System funktioniert. Sie müssen sicherstellen, dass Schwungrad, Kolben und Ventile reibungslos rotieren und die einwandfreie Funktion des Motors im Hit-and-Miss-Test überprüfen.

(4) Tipps zur Fehlerbehebung

i) Zu den häufigsten Anfängerfehlern gehören:

• Wenn der Motor nicht zwischen Treffern und Fehlschlägen wechselt, ist der Regler möglicherweise nicht richtig eingestellt.

• Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen zwischen Kraftstoffleitungen, Kraftstofftank und Vergaser dicht sind.

ii) Wartungsempfehlungen

Darüber hinaus wird dringend empfohlen, den Regler und die Kurbelwelle regelmäßig zu schmieren. Für eine optimale Verbrennung sollten Sie den Vergaser reinigen und die Zündkerze wechseln.

5) Schlusswort

Basierend auf all diesen Erkenntnissen lässt sich festhalten, dass die Hit-and-Miss-Maschine eine der beeindruckendsten historischen Technologien ist, wunderbar konstruiert und mit modernen Do-it-yourself-Möglichkeiten ausgestattet. Von lehrreichen Ausstellungen bis hin zum Selbstbau ist sie definitiv ein erfüllendes Projekt.

Wer sich auf dieses Do-it-yourself-Projekt freut und über den Kauf bei EngineDiy nachdenkt ist eine gute Idee. Wir bieten die besten, preisgünstigen DIY-Kits, die keinen zusätzlichen Aufwand erfordern und das Lernen fördern. Kontaktieren Sie uns noch heute und lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf!

6) FAQs zur Hit & Miss Engine

i) Gibt es eine Möglichkeit, zu Hause einen Hit-and-Miss-Motor zu bauen?

Ja, auf jeden Fall. Jeder, der in der Lage ist, den Anweisungen Schritt für Schritt zu folgen, kann Hit-and-Miss-Motoren zu Hause mithilfe der vorverpackten Teile in einem DIY-Motorbausatz zusammenbauen.

ii) Wie pflege ich einen Hit-and-Miss-Motor?

Durch regelmäßiges Schmieren, Reinigen des Vergasers und gegebenenfalls Auswechseln der Zündkerzen wird eine reibungslose Funktion des Motors gewährleistet.

iii) Woraus bestehen die Hit-and-Miss-Motoren?

Messing und dünner Stahl sowie schweres Gusseisen sind Hauptkomponenten des Motorblocks, der Kurbelwelle und kleinerer Details wie der Ventile und des Reglers.