Fråga: Det är vida känt att aluminiumcylinder och dito kolvar följer varann vid uppvärmning, och gjutjärnscylindrar och alu-kolv inte är så följsamma med att utvidga sig, men hur blir det med en alu-cylinder med stålfoder? Blir det något mitt i mellan när det handlar om hundradelar, eller är det så att stålfodret hänger med bättre att utvidga sig när det är så tunt som 3-5 mm? Har själv inte provat själv, har inte tillräckligt med energi just nu…
Göran Andersson
Svar: När den legendariska motortrimmaren Folke Mannerstedt försökte minska vikten på Husqvarnas tävlingsmotorer med hjälp av gjutjärnsfodrade aluminumcylindrar stötte han på problem. Fodren lossnade i cylindrarna när dessa blev varma och det spelade ingen roll hur hård passning de än provade. Det enda som hände var att cylindrarna vidgades så att de deformerades permanent när fodren pressades i. Mannerstedt löste problemet genom att slitsa cylindrarna på längden så att de blev som ett ”bälgaspel” som han uttryckte det. Slitsarna gjorde att cylindrarna fjädrade runt fodren.
När motorfabrikanterna började experimentera med hårdförkromade cylindrar så skar dessa efter bara några sekunder. Anledningen var att kromhinnan i cylinderloppen var så hal och blank att smörjoljan inte fick fäste utan föstes undan av kolvringarna så att loppet gick torrt och sedan skar de.
Lösningen blev att man körde de kromade cylindrarna i ett ”vändbad” – alltså ett elektrolytiskt bad där man bytt polariteten så att kromet nu drogs från cylindern. Om man avbröt denna process innan allt krom försvunnit så bildades mikroskopiska sprickor i kromytan som i mikroskopet såg ut som en torr leråker. Dessa små sprickor höll kvar oljan i loppet och problemet var löst.
Men tar man en ILO Pianomotor så har den en aluminiumcylinder med ett inpressat foder som sitter rejält – även när motorn är varmkörd. Varför det fungerar i ILO-motorn (och en massa andra motorer) vet jag inte men det kan bero på att man har andra legeringar i cylinder och foder som har snarlika värmeutvidgningskoefficienter – något som Mannerstedt troligtvis inte hade tillgång till. Svarvar man i en ILO-cylinder så känns fodret mer segt jämfört med vanligt gjutjärn.
Men om vissa foder ”hänger med” aluminiumkolvens expansion kan jag inte svara på. ILO Pianomotorn har normalt ett rekommenderat kolvspel på cirka 0,04 mm vilket är samma spel som liknande motorer med gjutjärnscylinder, medan exempelvis en Zündapp med ett hårdförkromat cylinderlopp i en aluminiumcylinder har ett rekommenderat kolvspel på hälften – alltså cirka 0,02 mm. Där verkar kromhinnan följa med aluminiumcylindern när den expanderar.
Jim Lundberg
