Лепестковый клапан мотор вихрь

Усовершенствование узла газораспределения на лодочном моторе «Вихрь»

Хочу предложить свой вариант усовершенствования узла газораспределения мотора «Вихрь»: он не сложен, у него высокое КПД, он опробован в течение пяти лет и доведен при испытаниях многих «Вихрей-25» и «Вихрей-30».

Суть его в следующем. При сжатии поршнем, находящимся в НМТ, бензино-воздушной смеси в картере создается повышенное давление. Это повышенное давление способствует перекачиванию смеси по каналам из картера в цилиндр (где в это время создается разрежение) через открытые впускные окна.

Время создания повышенного давления в картере совпадает с движением золотника над впускным отверстием картера. Золотник закрывает его, создавая герметичную полость в картере, чем и способствует росту давления. Новая хитрость конструкции «Вихрей» в том, что эта герметичность не создается вовсе! Из-за этого моторы имели ухудшенную продувку картера и выброс части топлива в полость карбюратора. Многие знают, как «пылят» диффузоры карбюраторов. Подставив ладонь к диффузору, сразу чувствуешь холодок, рука становится мокрой.

Все рекомендации «спецов» по настройке карбюраторов и регулировке зажигания вызывали смех. Причина кроется в непродуманной конструкции золотника. Дело в том, что в момент перекрытия впускного окна картера своей плоскостью золотник проходит над впускным отверстием своим отверстием большого диаметра (18 мм). Хотя в отверстии и находится ведущий палец золотника, он не обеспечивает герметичности. Ведь золотник по этому пальцу (а также и по малому ведущему) должен, согласно конструкции, передвигаться свободно, без заеданий, иначе пружины не смогут прижать золотник к плоскости картера. А ведь это впускной клапан «Вихрей»! Сравните: есть ли в автомобильных клапанах щели? Их нет и не должно быть. А вот в «Вихрях» они заложены конструктивно. Между пальцами золотника и отверстиями, в которых они находятся, существуют щели! Вот в эту щель большого диаметра (18 мм) и устремляется сжатая смесь. И никакая настройка карбюраторов и зажигания не сможет ее загнать назад, поскольку давление смеси в картере в этот момент выше атмосферного.

Вот так и пылили десятилетиями наши «Вихри», заливая смесью поддоны и капоты, создавая постоянную взрывоопасную ситуацию. После двух пожаров, сопровождавшихся взрывами под капотом закрытого двигателя (спасали отверстия большого диаметра, зарешеченные в старых металлических капотах, а также отверстия в поддоне), я перестал эксплуатировать мотор с капотом. Этим я создавал естественный обдув воздухом околомоторного пространства. И задумался: чем это вызвано? Ведь второй случай произошел после установки закрытого карбюратора, исключающего течь. Проведенная разборка двигателя и настоящая исследовательская работа позволили найти это несоответствие. Были найдены и пути устранения, сделавшие этот узел «нормальным».

Итак, из текстолита (кругляка) вытачиваются две пластинки-заглушки: одна диаметром 17,7 мм, другая 7,7 мм. Толщина их 1,5 мм. Если нет станка, эту операцию можно произвести вручную, вырезав пластинки лобзиком из листового материала. На качество переделки это не влияет.

Затем берется рабочий золотник (уже отработавший некоторое время на моторе или совершенно новый — значения не имеет). Ацетоном обезжириваются отверстия золотника и обе пластинки. Пластинки промазываются эпоксидной смолой по периметру, а отверстия золотника лишь на 1,5-2,0 мм от рабочей поверхности трения золотника; иначе лишний клей будет неудобно устранять, а если этого не сделать, клей будет служить помехой для ведущего пальца. Для этих целей на заглушающих пластинках (заглушках) и уменьшен диаметр: образовавшуюся полость заполнит клей. При вклеивании заглушек их необходимо немного — на 0,1-0,5 мм — выпускать вниз, «на выпуск» в сторону рабочей плоскости золотника (на схеме показано пунктиром).

Читайте также:  Обкатка лодочных моторах марлин

Эскиз золотника с вклеенными заглушками 1 и 2.

Затем на токарном станке необходимо проточить всю поцарапанную, в надирах, рабочую поверхность золотника, а также срезать выступающие части заглушек. Золотник приобретет новую, гладкую восстановленную поверхность без сквозных отверстий. Толщина заглушек, вклеенных в отверстия, составит 1,0-1,3 мм в зависимости от качества вклейки. Ведущие пальцы свободно входят в отверстия, не касаясь этих заглушек, но благодаря им смесь уже не прорвется в карбюратор!

Если нет токарного станка, можно притереть золотники на новой абразивной шайбе, проверяя качество притирки металлической линейкой. Эту операцию советую сделать и с новыми золотниками. Не доверяйте их красивому новому виду! Большое их количество имеют либо прогибание плоскости, либо выпуклость. Это неоднократно проверено.

Ни в коем случае не притирайте золотники на наждачной шкурке. Она уступает по прочности шайбе, в которой абразивные частички плотно спрессованы. Осыпавшиеся абразивные частички «въедаются» в текстолит, а затем на моторе сделают свое черное дело, изувечив плоскость картера.

На своем «Вихре-30», имеющем два карбюратора (каждый работает на свой цилиндр), мне пришлось дважды проводить исследования, поскольку после установки второго карбюратора карбюраторы запылили параллельно. Выброс топлива достигал 50-60 мм! Установка золотников нового типа лишь частично укоротила выброс. Далее началась борьба с впускными отверстиями и с фазами впуска «Вихря-30». Но это уже другая история!

А. Лутицкий, г. Киев.

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

Источник

Что такое лепестковый клапан, зачем он нужен и как работает?

Лепестковый клапан представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса, лепестков и ограничителей хода этих самых лепестков. При установке лепестковых клапанов во впускной тракт двигателя возникает целый ряд положительных моментов в его работе..

Что такое лепестковый клапан и как он работает?

Установка лепестковых клапанов во впускном тракте двухтактных двигателей, значительно улучшает топливную экономичность на малых и средних оборотах, позволяет повысить его мощность и приемистость.

Лепестковый клапан представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса, лепестков и ограничителей хода этих самых лепестков.
Один из многочисленных вариантов практической реализации представлен на этом фото:

Лепестковый клапан. фото 1

Принцип работы лепесткового клапана прост, и наглядно представлен на этом рисунке:

Лепестковый клапан. фото 2

Лепестки выполнены из гибкого материала.
На фазе всасывания – сжатия (когда поршень идет вверх), из-за разности давлений они отгибаются и открывают отверстия в корпусе, через которые поступает топливная смесь.
При наступлении фазы рабочего хода – продувки (когда поршень движется вниз), разность давлений изменяется на противоположную, лепестки прижимаются к корпусу, перекрывают отверстия и тем самым не позволяют смеси двигаться в обратную сторону.
Получается «система ниппель».
Ограничители хода продлевают срок службы лепестков, не давая им отгибаться слишком сильно.
Собственно, это и есть весь принцип!

Что дает применение лепестковых клапанов?

При установке лепестковых клапанов во впускной тракт двигателя возникает целый ряд положительных моментов в его работе. Чтобы показать это наглядно, ниже представлены анимированные картинки, демонстрирующие принцип работы двухтактного двигателя с клапанами во впускном коллекторе и без:

Принцип работы двухтактного двигателя без лепесткового клапана

Принцип работы двухтактного двигателя с лепестковым клапаном

Клапана экономят топливо

При движении поршня вверх, в картерном пространстве возникает разрежение. Благодаря этому туда начинает всасываться атмосферный воздух, который проходит через карбюратор, смешивается там с бензином и образует топливную смесь. Смесь засасывается до того момента, пока поршень идет вверх. Но как только поршень начинает двигаться вниз, смесь еще некоторое время продолжает двигаться в картер по инерции, но потом изменяет свое направление. Она движется назад через впускной канал, карбюратор, воздушный фильтр и вылетает в атмосферу. Там она рассеивается и больше никогда не попадает в двигатель.
Это хорошо демонстрирует первая анимашка.

В действительности, любому владельцу двухтактного двигателя без лепестковых клапанов знакома картина, когда все пространство вокруг карбюратора и вся внутренняя поверхность кожуха карбюратора покрывается толстым слоем липкой грязи.
Это – масло, смешанное с пылью, семенами растений и прочим мусором.
Откуда оно там берется? Как раз благодаря описываемому явлению.
Из карбюратора вылетает топливная смесь, состоящая из воздуха, бензина и масла, воздух и бензин испаряются, а масло остается на всем, куда прилипнет. Ну, а дальше к маслу прилипает грязь.

Это явление можно ослабить, если применить глушитель шума впуска. Он, по сути, представляет собой пустую коробку, которая одной частью подключается к входу карбюратора, а другой частью сообщается с атмосферой. В результате топливо вылетает не в атмосферу, а в эту коробку, и на следующем такте снова засасывается в двигатель.
Таким образом удается сохранить большую часть вылетевшей смеси, но не всю. Некоторое количество все равно улетает наружу.

Если во впускном тракте установлены лепестковые клапана, то картина движения топливной смеси кардинально меняется.
И это отражено на втором анимированном изображении.
При движении поршня вверх, клапана открываются, и топливная смесь точно так же попадает в картерное пространство. Но, при движении поршня вниз, клапана закрываются, и почти вся смесь остается в картере. Выброса смеси в атмосферу практически не происходит и потерь не возникает.
Вокруг карбюратора чисто.

Естественно, описана идеальная картина.
На практике все происходит не совсем так, но основная суть остается неизменной.
На пример, любые лепестки имеют определенную массу, и они не могут открываться и закрываться мгновенно. Это приводит к тому, что на малых и средних оборотах все происходит действительно так, как показано в анимашках, но на больших оборотах клапана не закрываются полностью и остаются приоткрытыми.
Другой момент – у лепестков есть определенные резонансные свойства, которые изменяют поведение лепестков в зависимости от частоты вращения двигателя. Ну и так далее.
Гораздо интересней практические результаты, и один из таких результатов однозначно показывает – лепестковые клапана экономят топливо на малых и средних оборотах двигателя!
Это подтверждено практикой!

Клапана повышают приемистость.
Это является прямым следствием предыдущего пункта – увеличения мощности.

Клапана увеличивают мощность двигателя на малых и средних оборотах.
Думаю, совершенно очевидно, почему это происходит – благодаря клапанам, в картер, а за тем и в цилиндр попадает больше смеси. То есть, после установки клапанов, в цилиндр попадает и та смесь, которая попадала туда всегда, и та, которая раньше вылетала в атмосферу.

Клапана обеспечивают устойчивый холостой ход.
Режим холостого хода – это всегда самые низкие обороты, на которых работает двигатель. И именно на этих оборотах эффект выплевывания смеси, описанный в первом пункте, выражен наиболее ярко. При этом, с точки зрения газодинамики, на низких оборотах параметры смеси является наиболее нестабильными. В результате, при каждом движении поршня, в картер попадает разное количество смеси, и это приводит к неровной работе двигателя – он трясется, вибрирует, у него плавают обороты, и все это очень хорошо заметно на слух. С клапанами все становится значительно лучше, поскольку при каждом движении поршня в картер начинает попадать более точное и одинаковое количество смеси. На практике разница чувствуется сразу.

Клапана облегчают запуск двигателя.
Ну, тут тоже все просто: запуск двигателя всегда производится на самых низких оборотах, которые еще ниже чем холостой ход. Ну, а в этом случае эффективность клапанов максимальная!
Если в цилиндры поступает увеличенная и стабильная порция смеси, то, конечно же, такой двигатель заводится лучше! Или, как еще любят говорить – «с пол тыка». Думаю, что никто не станет спорить, что это хорошо!

Представленные пункты описывают основные преимущества применения лепестковых клапанов.
Возможно, есть и другие преимущества, но эти пять – основные.

Лепестковые клапана – хорошая вещь. А у любой хорошей вещи, помимо достоинств, всегда есть еще и недостатки.
Лично мне известно три основных недостатка, которые, впрочем, никак не омрачают описанных выше достоинств:

При установке лепестковых клапанов требуется перенастраивать карбюратор.
Если двигатель изначально не был рассчитан на работу с клапанами, то их установка приводит к изменениям газовоздушных характеристик впускного тракта, и это отражается на качестве топливной смеси.
Например, если просто поставить клапана и ничего не менять в карбюраторе, получим богатую смесь на холостом ходу и бедную на режимах средней и большой мощности. Но, эта проблема решается очень легко, просто нужно поставить «правильные» жиклеры (главный топливный и холостого хода), и подобрать положение иглы по цвету нагара на свечах.

Лепестки со временем могут разрушиться и попасть в цилиндры, наделав там «делов».
Да, теоретически они действительно могут разрушиться и попасть в цилиндры, но вот наделать там «делов» – не могут.
Говоря это, я имею в виду современные лепестки, изготовленные из современных и качественных материалов.
На заре двигателестроения в качестве материала лепестков использовались различные «пружинящие» металлические сплавы, в частности – фосфористая бронза. Срок службы таких лепестков был невелик, а твердость довольно высокая. Поэтому, при их обрыве и попадании в двигатель, действительно можно было получить все что хочешь – вплоть до задиров на стенках цилиндров.
Впоследствии, вместо металлов, начали использовать тонкий стеклотекстолит, который обладал большей гибкостью и меньшей твердостью, от чего проблем с попаданием лепестков внутрь стало значительно меньше. Сейчас, для изготовления лепестков используют различные материалы, начиная от специально созданного для этих целей стеклотекстолита и кончая полимерами и материалами на основе карбона.
Современные лепестки обладают очень низкой твердостью, и практически не могут повредить металлические элементы двигателя. К тому же они гибкие и легкие, что обеспечивает очень длительный срок их службы. Вероятность обрыва – крайне низка.

Лепестковые клапана повышают максимальное давление внутри картера и увеличивают нагрузку на сальники коленвала.
Да, действительно, давление возрастает, хотя и не сильно.
При этом увеличивается нагрузка на сальники коленчатого вала. Если эти сальники качественные и установлены правильно – проблем не возникнет. Если сальники старые и с трещинами, то трещины могут начать увеличиваться и в конце концов сальник может потерять свою герметичность. Если сальник нормальный, но плохо закреплен – он останется целым, но от повышенного давления его может выдавить. Но! Повторю еще раз! Если сальники качественные и установлены правильно – проблем не возникает! А если нет, то эти проблемы рано или поздно все равно возникнут, хоть с клапанами, хоть без них.

Это все, что я могу сказать про недостатки. Никаких других существенных недостатков применения лепестковых клапанов на двухтактных двигателях мне не известно.

Если вы можете добавить что-либо еще, и у вас есть желание об этом сказать – можете смело высказываться в комментариях к этой статье. Думаю, это будет интересно и полезно всем! Ну а я повторюсь еще раз – достоинств у лепестковых клапанов гораздо больше чем недостатков!

Источник

Поделиться с друзьями
Ответить Новая тема