Kuulapäämoottori - Entisajan yksinkertaista tekniikkaa

Hehkukuulamoottorit olivat yksinkertaisia ja varmatoimisia, mutta niiden kysyntä päättyi 1950-luvulla. Kuulapäätraktorit olivat Suomessa harvinaisia, mutta Porilaisena tunnettuja maamoottoreita oli varmasti jokaisessa maalaiskylässä.
Hehkukuulamoottorin käynnistys alkaa kuulan kuumennuksella, joka kestää kelistä riippuen noin varttitunnin. Kun kuula on saatu kunnolliseen punahehkuun, on moottori valmis vauhtipyörästarttiin. Puhalluslampun käyttö vaatii omat esivalmistelunsa, mutta se on monta kertaa tehokkaampi kuin kaasupoltin. Tässä lämmitellään ruotsalaista Avance-moottoriauraa vuodelta 1913.

Hehkukuulamoottori keksittiin sattumalta, kun englantilainen Herbert Akroyd-Stuart (1864–1927) kaatoi vahingossa parafiiniöljyä kuppiin, jossa oli sulaa tinaa. Öljy tietenkin höyrystyi ja kun vieressä paloi öljylamppu, kaasu syttyi ja oli vähällä aiheuttaa tulipalon. Tekniikkaa opiskellut Akroyd-Stuart päätti soveltaa tätä ilmiötä polttomoottoriin ja jo vuoden kuluttua (vuonna 1886) valmistui ensimmäinen hehkukuulamoottorin prototyyppi. Tuotantovaiheeseen se eteni vuonna 1891, valmistuksesta vastasi Richard Hornsby & Sons Ltd.

2-tahtimoottoriin hehkukuulasytytystä sovelsivat Saksasta Amerikkaan muuttaneet August Mietz ja Carl Weiss. Akroyd-Stuartin moottori oli 4-tahtinen ja paljon mutkikkaampi. Mietz ja Weiss saivat moottorilleen patentin vuonna 1897. Ensimmäisiä lisenssivalmistajia oli ruotsalainen Johan V. Svenson, jonka huomattavasti paranneltu Avance-moottori valmistui vuonna 1900. Melko pian se sai satoja kilpailijoita. Vaikka hehkukuulamoottori on englantilainen keksintö, eivät britit ole niitä juurikaan harrastaneet, mannereurooppalaiset sitäkin enemmän.

Hidasta voimaa

Dieselmoottoreissa polttoaine syttyy puristuspaineen kehittämästä korkeasta lämmöstä, puristussuhde on yleensä vähintään 16:1. Myös hehkukuulamoottorissa – kuulapäässä, raakaöljymoottorissa, puolidieselissä, miksikä sitä nyt sanotaankaan – sytytys aiheutuu kuumuudesta, mutta hehkukuulan ansiosta ei tarvita yhtä kovia paineita, 6:1 on tavallinen suhde.

Hehkukuula vaatii kovan esilämmityksen, mutta onnistuneen startin jälkeen kuula pysyy yleensä riittävän kuumana moottorin tuottamalla lämmöllä. Kuulassa ei ole varsinaista jäähdytystä, mutta sen lämpötilaa voidaan säätää suojakuvun ilma-aukoilla ja erillisellä vesiruiskutuksella, joka lisää myös moottorin hapensaantia ja vähentää karstoittumista.

Polttoaineistaan kuulapää ei ollut kovinkaan tarkka, kunhan se oli palavaa ja meni läpi suuttimesta, joka sekin oli melko krouvia tekoa dieseliin verrattuna. Lanz Bulldogin suosituslistassa oli 26 erilaista ainetta, paremman puutteessa voitiin käyttää vaikka petroolillla ohennettua jäteöljyä. Varsinainen raakaöljy ei polttoaineeksi soveltunut, vaikka eräs nimitys siihen viittasikin – kyseinen aine oli toiselta nimeltään naftaa. Polttoainetta paloi suunnilleen puolet siitä mitä vastaavan tehoisessa kaasutinmoottorissa.

Kuulapäämoottorissa oli runsaasti hidasta voimaa, mutta siihen tarvittiin melko suuri iskutilavuus ja tehoalue oli hyvin kapea. Joku 500 rpm oli tavallinen huippukierrosluku, harvoin yli 1 000. Paikallismoottoreissa se ei paljoa haitannut, mutta traktorin nokalla olisi saanut olla laajemmin kiertävä kone. Sylintereitä oli yleensä yksi ja kun moottorit olivat hyvin pitkäiskuisia ja hidaskierroksisia, oli käynti melkoista pompotusta. Moottorit olivat raskaita, mistä oli riesaa, jos kyseessä oli siirreltävä maamoottori, 10-hevosvoimainen Porilainen painoi lähes tonnin.

Kuulapäät olivat vielä sotien jälkeen varteenotettava vaihtoehto, mutta jo seuraavalla vuosikymmenellä ne alkoivat mennä muodista muun muassa pitkäveteisen käynnistyksen takia. Traktoreiden tulille saamista yksinkertaistettiin bensakäynnistyksillä sekä myöhemmin hehkutulpilla ja starttimoottoreilla, mutta ne eivät suosiota palauttaneet.

Meillä maamoottoreita, muualla traktoreita

Kuulapäätraktoreilla ei meillä ole ollut kovin merkittävää roolia. 1910-luvulla tänne tuli jokunen ruotsalainen Avance ja June, sota-aikaan ehkä parisataa Lanzia ja sen jälkeen jotain 130 Bolinder-Munktellia. 50-luvun mittaan tuotiin vielä joitakin kymmeniä Lanz-traktoreita. Maailmalla kovimpia kuulapäätraktorivaltioita ovat olleet Saksa, Italia, Ranska, Unkari, Australia ja Ruotsi, joilla kaikilla oli omat kuulapäämerkkinsä.

Kuulapäisiä teollisuus-, vene- ja maamoottoreita on tehty kaikkialla. Suomessakin niitä syntyi useassa konepajassa, yhteisvalmistusmäärä lienee yli 20 000. Tunnetuimpia kotimaisia merkkejä olivat Rosenlewin BMW, eli Porilainen ja Grönlundin konepajan GG. Ensimmäiset Porilaiset valmistuivat 1910-luvun alussa ja viimeiset 50-luvulla, GG:n historia oli kummastakin päästä joitakin vuosia lyhempi.

Aiheeseen liittyvät artikkelit
Kiinnostuitko aiheista?