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Contents
Chapter 1
Building an Engine . . . . . 1
What Is an Engine? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Internal Combustion Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Building an Engine on Paper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
What to Use for Fuel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
The Basic Force of an Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Trapping the Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
A Simple Engine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Name the Parts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Fastening the Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Lengthen the Piston . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Getting Fuel into the Engine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Removable Cylinder Head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Fuel Intake and Exhaust Passages . . . . . . . . . . . . . 7
Valves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Four-Stroke Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Vacuum Is the Clue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
You Already Have a Vacuum Pump . . . . . . . . . . . . . 9
Where Is Your Vacuum Pump?. . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Stroke No. 1—The Intake Stroke . . . . . . . . . . . . . . . 9
Stroke No. 2—The Compression Stroke. . . . . . . . . . 9
Stroke No. 3—The Power Stroke . . . . . . . . . . . . . . 10
Stroke No. 4—The Exhaust Stroke. . . . . . . . . . . . . 10
Completed Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Cycle Repeated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
What Opens and Closes the Valves? . . . . 11
Camshaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Valve Lifter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Camshaft Speed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Turning the Camshaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Timing the Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
The Flywheel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Engine Will Run Smoothly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Basic Engine Completed . . . . . . . . . . . . . . 16
Chapter 2
Design, Construction,
and Application of Engine
Components . . . . . . . . . 19
The Engine Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Cylinders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Cylinder Sleeves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Pistons. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Piston Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Piston Expansion Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Piston Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Piston Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Piston Head Shape. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Piston Rings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Types of Rings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Piston Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Connecting Rods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Connecting Rod Construction . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Connecting Rod Bearings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Crankshaft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Main Bearings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Crankshaft Throws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Crank Vibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Vibration Damper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Balance Shafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Drilled, Ground, and Polished. . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Timing Gear or Sprocket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Flywheel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Camshaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Valve Seats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Valve Guides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Valve Springs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Mechanical Valve Lifters . . . . . . . . . . . . . . 41
Hydraulic Valve Lifters . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Turning Reduces Valve Wear . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Valve Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Varying Valve Timing, Duration, and Lift. . . . . . . . . 43
Cylinder Head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Oil Pan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Timing Cover. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Gaskets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Sealants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Seals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46