Золотник или лепестковый клапан (6 видео)

На подавляющем большинстве двухтактных мотоциклетных двигателей впуском смеси в картер управляет поршень. Он обычно открывает окно не доходя 60-—65 градусов до верхней мертвой точки (ВМТ),а закрывает спустя те же 60—65 градусов после нее. Продолжительность фазы впуска относительно ВМТ симметрична, и тут уж ничего не поделаешь — взаимное положение кромок окна и поршня как при ходе последнего вверх, так и при ходе вниз одинаково Хотелось бы (в интересах улучшения наполнения цилиндра смесью), чтобы впуск начинался за 130—140 градусов до ВМТ, а закапчивался спустя 40—50 градусов после ВМТ. Но для этого надо, чтобы открытием и закрытием впускного окна управлял не поршень, а какое-то другое устройство, которое позволяло бы получать наивыгоднейшие фазы.

Такие устройства — дисковый золотник и лепестковый клапан. Оба получили распространение лишь; в последнее время, хотя известны были давно. Первый Применялся еще — в 1920 г. на мотоциклах «Цпро» и«Сан», второй увидел свет пятью годами позже на машинах «Титан». Но по-настоящему оценил возможности дисковых золотников инженер Д. Циммерман из Германии, с помощью которого на заводе, называемом ныне МЦ, в 1953 г. были построены первые гоночные мотоциклы с таким распределением. Их успехи в последующие годы на соревнованиях заставили приглядеться ко вновь родившейся новинке многих конструкторов. Опробовав ее на своих гоночных машинах, они вскоре начали применять ее и на серийных дорожных мотоциклах. В результате сегодня распределение с помощью вращающегося дискового золотника применяется на отдельных моделях «Бриджстон», «Майко», «Сузуки», «Кавасаки», ЯВА, «Ямаха», у которых удельная мощность составляет 110—130 л. с. с литра рабочего объема двигателя. Дисковый золотник представляет собой изготовленный из пружинной стали толщиной 0,4—> 0,6 мм диск с вырезом. Насаженный на шейку коленчатого вала, он вращается в узкой полости, которая образована между картером двигателя и круглой боковой крышкой картера В крышке и картере сделаны впускные отверстия, а к фланцу крышки крепится карбюратор. При вращении золотник своим вырезом открывает доступ смеси из карбюратора в картер. Продолжительность впуска, которая определяется шириной выреза в диске, может быть сделана очень большой и на гоночных моторах она составляет 200—210 градусов против 140—160, возможных при управления впуска поршнем. Одновременно дисковый золотник позволяет ‘ получить несимметричные фазы газораспределения.

Видео:обзор лепестковова клапана VFORSE 3Скачать

Дисковый золотник

Этой же цели служит лепестковый клапан, который завод «Ямаха» широко применял сначала на гоночных моделях, а теперь и на дорожных. Корпус клапана установлен между фланцем карбюратора и впускным окном так, чтобы его лепестки, сделанные из пружинной стали и одним концом приклепанные к корпусу, были обращены к цилиндру. На двигателе, оснащенном лепестковым клапаном, начало фазы впуска задается почти таким же, как при золотниковом распределении. При ходе поршня вверх он открывает своей нижней кромкой впускное окно, и под действием разрежения в картере лепестки открывают отверстия в корпусе клапана — смесь поступает в картер. При ходе поршня вниз когда надо сравнительно рано закрыть впускное окно, лепестки под действием давления в картере прижимаются к своим седлам, прекращая доступ смеси в картер. Таким образом, это нехитрое устройство позволяет получить несимметричные фазы газораспределения. Его применение на серийных мотоциклах «Ямаха» позволило достичь удельной мощности 110—120 л. с. с литра. Совершенно неверным было бы считать, что, установив на мотор, скажем, только лишь лепестковый клапан, можно получить высокие показатели. Совсем нет. Ведь невозможно благодаря лишь одному прекрасному музыканту преобразить весь оркестр. Даже заменив всех оркестрантов на людей более способных, чем их предшественники, не удастся добиться желаемого результата. Нужно потратить немало времени и труда, чтобы, как говорят, «заставить их сыграться», образовать единое целое. Двухтактный двигатель тоже представляет собой систему, подобную оркестру, в которой фазы газораспределения, форма; камеры: сгорания, размеры окон, глушителя, впускной и выпускной труб, параметры устройств, регулирующих впуск, должны быть гармонично подобраны, чтобы получить нужное совместное «звучание», Лейтмотивом может быть достижение либо наибольшей мощности, либо максимальной экономичности, либо наивысшей «тяговитости» двигателя, либо определенной комбинации этих характеристик. Естественно, что такая сложная и вместе с тем топкая работа не может быть совершена «кустарем-одиночкой», она по силам лишь искушенным специалистам конструкторско-экспериментальных бюро на мотоциклетных заводах.

Устройство и работа лепесткового клапана

Но вернемся к конструкции современных двухтактных двигателей. Для получения высокой мощности в их цилиндры вводят, как мы только что убедились, любыми возможными средствами как можно большее количество рабочей смеси. Сгорая, она совершает не только работу, оцениваемую цифрами «л. с.» в характеристике, но и выделяет большое количество тепла. Кстати говоря, отдельные детали именно двухтактного двигателя работают с очень высокими тепловыми нагрузками. А это приводит и к прогарам поршней, быстрому износу цилиндров и потере мощности при продолжительной работе на «максимуме». Словом, двухтактным двигателям нужны «жаропонижающие средства». . И действительно, на многих высокофорсированных моторах мы видим просто чудовищных размеров ребра охлаждения. Глядя, например, на двигатель «Ямаха yz125», трудно отделаться от мысли, что его рабочий объем не 250 см 3 , а в 2 раза меньше. Для того чтобы обеспечить отвод тепла от цилиндра и головки такого двигателя с удельной мощностью 110л. с. с литра, действительно нужны ребра с длиной, почтя равной диаметру цилиндра, У многих дорожных (именно дорожных!) ма шин ширина цилиндра по рёбрам в 3,5—-4,0 раза больше диаметра цилиндра, а на двигателе «YAMAHA KT 100 SC» даже в 4,5 раза. Столь развитые ребра обеспечивают хороший отвод тепла, но склонны к вибрации, которая способствует усилению шумности двигателя. Для борьбы с этим неприятным побочным эффектом в ребрах, недалеко от их наружного края сверлят отверстия, куда выставляют амортизирующие стержни из теплостойкой резины. Так, в частности, сделано на мотоциклах ЯВА. Основной поток тепла отводится через головку цилиндра. Применявшиеся прежде продольные вертикальные ребра не обеспечивали равномерного охлаждения. Переход на веерное расположение ребер позволил устранить этот недостаток. | Радикально решили проблему охлаждения двигателя для некоторых моделей заводы «Сузуки» и «Ямаха». Они применили водяную систему охлаждения— первый на машине класса 750 см 3 , а второй. — на 50- кубовом мокике. На «Сузуки-ГТ750» конструктивно она подобна автомобильной с радиатором, развитой водяной рубашкой вокруг цилиндров, насосом и термостатом. Ее емкость — 4,5 л. Водяное охлаждение обеспечивает двигателю постоянный температурный, режим независимо от дорожных и погодных условий и стабильность мощности. Так, оно дает возможность поддерживать зазор между поршнями и цилиндрами, равный 0,05 мм, в то время как при воздушном охлаждении зазор составляет 0,38 мм (во избежание заклинивания поршня при значительном нагреве двигателя).. При водяном охлаждении меньше и тепловые деформации цилиндров. Особенно они опасны для трехцилиндровых двигателей (каким оснащен «Сузуки-GT750»), где средний цилиндр работает в невыгодных (с точки зрения_; хорошего охлаждения) условиях, Само по себе водяное охлаждение — не такая уж новинка —- еще до первой мировой войны выпускались в Англии «водяные» мотоциклы «Скотт». В последние годы водяное охлаждение широко применялось на гоночных мотоциклах. В этой связи достаточна назвать такие всемирно известные заводы, «Кавасаки» «Ямаха» (Япония). Как видно из приведенных примеров, мотоциклетный снорт постоянно играл роль опытного полигона для проверки многих конструктивных новшеств, впоследствии нашедших применение на серийных моделях, особенно на снабженных двухтактными двигателями. Среди них важное место занимают так называемые Г-образ- ные поршневые кольца впервые появившиеся лет 45—-47 назад. Они обеспечивали значительно лучшее уплотнение стыка поршень-цилиндр, чем кольца обычного типа. Это достигалось в результате того, что давление газов на вертикальную часть кольца деформировало его, дополнительно прижимая кольцо к цилиндру.