Glødehodemotor

Glødehodemotor også omtalt som opptenningsmotor eller semidiesel er en stempelmotorer med innvendig forbrenning, med direkteinnsprøyting av drivstoffet og overflatetenning. Denne motortypen er ikke lenger i bruk, men var tidligere i bruk både som båtmotor og stasjonær motor, men også i traktorer. Fordelen med glødehodemotorer var at den kan benytte billig råolje som drivstoff. Det er derfor en råoljemotor.

Arbeidsprinsipp

Sylindertoppen på motoren fungerte best ved et bestemt turtall, så turtallet ble ofte holdt mer eller mindre konstant, regulert av en sentrifugalregulator. Men tenningstidspunktet kunne likevel variere når belastningen og dermed temperaturen på glødehodet varierte. Om belastningen var for stor kunne motorene stanse og den startet igjen i feil rotasjonsretning. Dette hendte av og til om en kvelte motoren i en oppoverbakke. Om en hadde tilhenger på slep kunne dette bevirke problemer om føreren ikke reagerte raskt nok, eller om bremsene var dårlige.
Glødehodemotorer arbeider etter Seiliger-Sabathé-syklusen og har etter måten lavt kompresjonsforhold (fra 3:1 til 7:1 var vanlig), så den termodynamiske virkningsgraden var ikke bedre enn på forgassermotorer. Høyere kompresjon kunne ikke benyttes, ettersom dette bevirket motorbank. Ufullstendig forbrenning førte ofte til lav virkningsgrad.
De aller første glødehodemotorene  var firetaktsmotorer, men senere ble de fleste totaktsmotorer.
Glødehodemotorerer kunne rotere i begge retninger og denne egenskapen ble av og til benyttet for å spare reversgir. Lanz sine traktorer, for eksempel hadde ikke reversgir, så for å reversere måtte en stoppe motoren og starte den i motsatt rotasjonsretning. Dette var også vanlig på båtmotorer. Det var også tilfellet for mange Lanz-etterlikninger.

Drivstoff

Glødehodemotorene kunne benytte mange ulike typer drivstoff og ble ofte kjørte på billig råolje. Men de gikk også på drivstoff som parafin, lampeolje, tran og ulike typer planteolje. Til og med smøreolje og tjære (om den ble varmet opp til den ble flytende) kunne benyttes. Bolinder-Munktell, som produserte traktorer med glødehodemotorer til tidlig på 1950-tallet leverte under andre verdenskrig  vedgassaggregat til traktorene sine. Ettersom motorene deres var totaktsmotorer var dette mer komplisert enn for firetaktsmotorer.

Startprosedyre

For å starte motoren er det nødvendig å varme opp glødehodet eller «glødekula» med en blåselampe. Det kunne ta en 10 til 15 min før toppen var varm nok til at motoren startet, noe avhengig av hvor kraftig blåselampe en benyttet. Det er denne operasjonen som ligger til grunn for navnet '«opptenningsmotor». Noen produsenter, som for eksempel Bolinder-Munktell utstyrte motorene sine med «hurtigglamper» som benyttet trykkluft.
Det var ikke uvanlig at glødehodemotorer startet i feil rotasjonsretning. Dette kunne skje på grunn av at kammret var fylt med oksygenrik friskluft, slik at luft-olje-blandingen ble tent for tidlig. Da måtte en stanse motoren og starte den på nytt.
På grunn av den omstendelige startprosedyre ble det ofte til at en lar motoren gå når en selv tok en pause. Motorbåter med glødehodemotorer lå ofte ved kai med motoren i gang og traktor- og stasjonære motorer ble ikke stoppet når en tok en matpause. Men når motorene gikk lenge på tomgang ble sylindertoppen avkjølt slik at motoren stoppet. Eventuelt kunne en ettervarme glødekula.

Historie

Glødehodemotoren ble oppfunnet av Herbert Akroyd Stuart. Han fikk det første ideen i 1885 da han sølte parafin i et beger med smeltet tinn og parafinet tok fyr. Han begynte da å tenke på at det kanskje kunne la seg gjøre å benytte en varm overflate til å tenne tungolje i en forbrenningsmotor. I 1890 tok han, sammen med Charles Richard Binney (som finansierte eksperimentene), ut et patent som beskrev en glødehodemotor hvor oljen blir sprutet inn i et glødende kammer med en trang passasje til hoveddelen av forbrenningskammret  . Flere prototyper ble laget i Bletchley, men kvaliteten viste seg å ikke holde mål, så fire nye prototyper ble laget av George Wailes & Co. i London. Dette var firetaktsmotorer.
Akroyd Stuart hadde ikke midler til å produsere motorene selv og i 1891 inngikk han en avtale med Richard Hornsby & Sønn i Grantham, som startet produksjon av motorene. I 1896 installerte Hornsby en av disse råoljemotorene i et lokomotiv. Det ble i alt produsert 32 417 Hornsby-Akroyd-motorer.

Overgangen til totaktsprinsippet

I 1898 konstruerte den tyske USA-emigranten Carl W. Weiss  den første totakts glødehodemotor, som han satte i produksjon sammen med en annen tysk-amerikaner, August Mietz, som hadde en passende fabrikk. Den første versjonen hadde en effekt på 0,74 kW (1 HK) ved et turtall på 500 o/min, men etter hvert ble det utviklet større motorer og i 1915 produserte de en firesylindret rekkemotor på 147 kW (200 h/k). Totakts glødehodemotorer trengte ikke ventiler og var derfor enklere å produsere enn firetakts Hornsby-Akroyd-motorene og de fleste glødehodemotorene som ble konstruert etter dette var totaktsmotoer.

Flere produsenter

I 1900 tok Svensons Motorfabrik i Augustendal i Solna i Stockholms län til å produsere en totakts glødehodemotor som var svært like motoren til Weiss og Mietz . Den første Svenson-motoren hadde en effekt på 4,4 kW (6 h/k) og en masse på 1 350 kg. I 1902 konstruerte svensken Erik Rundlöf en totakts glødehodemotor og solgte rettigheitene til Bolinders Mekaniska Verkstads på Kungholmen i Stockholm. Den russiske bedriften Mamin tok til å produsere glødehodemotorer i 1903.

Glødehodemotorer som båtmotorer

Glødehodemotorer  ble tidlig tatt i bruk som båtmotorer. Bolinders Mekaniska Verkstads tok tidlig ledelsen og på 1920-tallet hadde de rundt 80% av verdesmarkedet. På 1930-tallet tok norske fiskebåtredere til å bytte ut dampmaskinene i båtene sine med forbrenningsmotorer og mange av disse var glødehodemotorer. Noen kjente norske produsenter av glødehodemotorer er Sabb, Wichmann, Finnøy, Volda, Brunvoll, Heimdal, Rapp, Union, Hjelset, Normo, Trygg og Tenfjord.

Glødehodemotorer som stasjonære motorer

På grunn av at de benyttet billig råolje var glødehodemotorer  populære som stasjonære motorer, både innen landbruk og industri. At motorene hadde stor masse spilte ikke så stor rolle når de sto på en fast plass. Mange mindre stasjonære motorer var utstyrt med hjul eller meier, slik at de kunne flyttes med hest. Samme motoren kunne da benyttes til å drive treskeverk, sag mv.

Skandinavia

På grunn av at de gikk på ulike typer billig drivstoff, som råolje, ble glødehodemotorene i Europa populære som  traktormotorer.
Den første traktoren med glødehodemotor ble produsert av Hornsby i 1896. I 1905 produserte Hornsby en beltetraktor med råoljemotor på 15 kW (20 HK).
I 1912 startet Svensons Motorfabrik produksjon av en motorplog med en esylindret  glødehodemotor på 14 kW (19 HK) . Dette var den første svenskproduserte traktoren. Den russiske bedriften Mamin tok også til å produsere traktorer med glødehodemotorer i 1912.
I 1913 tok Munktells Mekaniska Verkstads AB i Eskilstuna til med å produsere traktorer med tosylindrede glødehodemotorer med en effekt på 22 kW (30 HK). Bolinders Mekaniska Verkstads på Kungholmen i Stockholm utviklet en traktor med glødehodemotor mot slutten av 1920-tallet, med en effekt på 29 kW (40 h/k). Det er ikke kjent at det ble produsert mer enn en prototype av denne traktoren. I 1932 gikk Bolinders Mekaniska Verkstads og Munktells Mekaniska Verkstads sammen til Bolinder-Munktell og den nye bedriften vedvarte med å produsere traktorer med glødehodemotorer helt frem til 1953.
I 1922 startete Heinrch Lanz Manheim AG produksjon av en traktor med en ensylindret glødehodemotor på 9 kW (12 HK), konstruert av Fritz Huber. I 1926 kom en større modell, «Großbulldog», med en effekt på 16 kW (22 HK). På grunn av at de gikk på billig råolje ble disse traktorene svært populære
og Lanz vedvarer med å produsere stasjonærmotorar og traktorer med glødehodemotor helt frem  til 1950-tallet.

Europa

Mange europeiske fabrikker tok til å lage traktorer med ensylindrede glødehodemotorer som var tydelig inspirert av Lanz Bulldog. Blant disse var Ursus i Polen, HSCS i Ungarn, Société français de matérial agricole  Industriel Vierzon (SVF) i Frankrike, Breda, Bubba, Deganello, Gambino, Landini, Officine Meccaniche (OM), Oreglia og Orsi i Italia. Mange av disse produserte både hjul- og beltetraktorer.
Den danske båtmotorfabrikken Aabenraa Motorfabrik, i Åbenrå i Danmark, produserte rundt 1920 en traktor med en glødehodemotor på 18 kW (24 HK). Sovjetunionen produserte også på 1920-tallet en traktor kalt Krasnay Progress Zaporozhec som hadde en ensylindret glødehodemotor på 9 kW (12 HK).