エンジンの改良は、以下のテーマをクリアしたいと思っています。

１．オイルレス走行可能にする。

　　対策：ピストンバルブ、及びピストンの素材を真鍮からテフロンに変更する。

２．気密性を向上し客車を連結した状態から自走し、走行時間を１０分以上にする。
　　
　　蒸気エンジンの機構から考えられる気密性の悪さは２経路です。
　　

　　(１) 蒸気室給気ポートよりバルブをすり抜け排気ポートに漏れる。
　　(２) シリンダー給気ポートよりピストンをすり抜け排気ポートに漏れる。

　　対策：ピストンバルブ、及びピストンにピストンリングをつける。

 １月２７日　材料注文

今回は、ピストンバルブ、及びピストンの素材をテフロン（フッ素樹脂ＰＴＦＥ）にする事にしました。

理由として、室内走行なのでメンテナンス以外ではオイルレスにしたかった為、

耐熱性があり摩擦係数が低い素材を探していたら、掲示板で０１１７５さんがテフロンはどうだろう？とアドバイスしてくれて、

テフロンが素材で売ってる事を知りました。

一人で悩んでいるより、いろいろな人と情報交換すると解決する事が多いですね。

テフロンの特性を調べたらＰＴＦＥが耐熱２６０℃摩擦係数０．４だったので使ってみたくなりました。

ロット棒で売ってくれる素材屋を探したらＰＴＦＥの８Φ×１ｍの丸棒を、

良心的な価格で販売してくれる会社（株式会社日近「パッキンランド」）を見つけたので、早速メールで注文しました。

ちなみに調べた結果、東京では２倍、一番高いところだと同じもので３倍の値段なのは驚きました。

１月２９日　材料到着

九州の熊本に日帰り出張から帰ってきたら、注文していたテフロン丸棒が届いていました。

初めて使う材料なので興味深々です。梱包から出して手にすると思ったより軟らかそうで、

旋盤加工できるのか不安になりました。

１月３０日　旋盤加工

考えていても仕方ないので、試しにテフロンでピストンバルブを作ってみました。

バイトは真鍮と少々研ぎ方を変えた方が良さそうです。

１．１Φで穴空けして１．２Φのステンバネ線を圧入してみましたが、さすがに摩擦係数が低いだけあって少しの力で抜けてしまいます。

一号機の構造と変更しないとならない様です。

２月３日　新ピストン製作

今回はピストンリングを付ける予定なので、リング自体を作らなければなりません。

テフロンで思ったとおり加工できるのか実際に試してみました。

まずは、ピストンの外径の太さに削り、内径をドリルで削るとリング用のパイプが出来ます。

カッターの歯を上向きに取り付けて切断してリングを作りました。

ドリルで内ぐりした時に、外径が膨らむので再度外径を削らないと駄目でした。

加工できるか不安だったリングが出来たので、ピストンも作りました。

金ノコの折れた歯でバイトを作り、ピストンに０．７ｍｍ幅の溝を作りました。

問題なのが、バルブの溝です。バルブ自体、幅が１．２ｍｍなので、ピストンと同様にはいきません。

大きいカッターの歯が０．５ｍｍだったので、バルブ用にカッターの歯でバイトを作りました。

これで、テフロンのピストンとバルブが用意できました。

テフロンは圧入しても抜けてしまうので、真鍮パイプを０．５ｍｍで切断しピストンを挟む様にロッドを圧入しました。

ロッドを寸法通りに切断すれば完成です。

左が今までの真鍮製ピストンで、右が改良型テフロン製ピストンです。

完成してしまうと、試したくなってしまいます。

シリンダー前蓋は時計の蓋と同じ作りなので、部品交換も容易にできます。

走行させてみたら、真鍮製ピストンと変わりがありませんでした。

蒸気漏れの原因はピストンではなく、バルブのようです。

２月４日　新バルブ製作

昨日、作ったテフロンのバルブをピストンと同じ様に、真鍮パイプで挟む様にロッドに圧入しました。

バルブ前後の真鍮パイプは、バルブの最大ストロークで蒸気室の前後蓋にぶつかる様に、長さを１．２ｍｍにして、

組み立て時は、どちらかに底付きした状態で固定する事によりバルブタイミングを最良位置にできる様にしています。

前のバルブだとバルブタイミングの微調整を勘に頼っていて苦労したので今回は楽に組み上げられます。

上側が今までの真鍮製バルブで、下側が改良型テフロンバルブとリングです。

ピストンと同様に蒸気室前蓋も時計の蓋と同じ構造なので、新しく作ったバルブをエンジンに組み入れて、

エアポンプでテストしてみたら、真鍮製バルブより気密性が悪く感じましたが、それは熱膨張を考慮して作ってあるので、

仕方ない事だと思いましたが、不安もありました。

さて、実際にエンジン改良後の初走行です。　ドームを外し、水面計を確認しながら給水しドームをセットしたら

煙突内のブラストノズルにドレイン抜き用のシリコンチューブを差し込んで、スライダックを９０Ｖにセットします。

シリコンチューブから蒸気と水が出てきたら１００Ｖにしてシリコンチューブを抜きます。

今回は客車を連結していても、自走してくれました。

やったぁ〜！　テーマを一つクリアした・・・なんて思っていたら、客車を５両連結しているのに爆走機関車になってしまい、

喜んでいる場合ではありません。

カーブで飛び出さない事を祈りながら、慌てて電源ＯＦＦしましたが、ボイラー内の蒸気圧が下がるまで停止しません。

どうにか無事に停止したので、ボリュームを９０Ｖに下げて通電を再開しましたが、やはり高速走行です。

改良後の安定した低速走行は７５Ｖ程度になりました。

給油しないで走行させていますが、特に問題なく安定して走行してくれます。

走行時間も、満水時は目標の１０分を超えたので改良テーマをクリアしました。

イメージ通りの走行結果になったので大満足です。ピストンリングの効果は絶大だと感じました。

はたして耐久性は、どれくらいなのだろう？　テフロンにした事で、耐久性も向上すると思っています。

これで、ＨＯライブのエンジン構造は自分なりに確定したので、他機種のライブを作るときも同じ構造にします。

Ｄ５２が欲しいのですが、その前にＢタンクを２気筒の首振りエンジンでライブにしてみたいと思っています。

首振りエンジンでもピストンはテフロンでリングも付ける予定です。

残る大きな課題は、ボイラーで使用している１００Ｖヒーターを低電圧（直流１２か２４Ｖ）ヒーターにする事です。