Hовий двигун мотоцикла Дніпро
Головною відмінністю "дніпровського" мотора від "уральського", як відомо, є спосіб сполучення шатуна з колінчастим валом. У "Дніпра" воно виконано на підшипниках ковзання, тобто на вкладках; вони забезпечують мінімальне тертя при роботі і до того ж (теоретично) вельми довговічні. Але підшипники ковзання більш вимогливим до фільтрації масла і потребують подачі його під більш високим тиском, ніж роликові. Тому у двигунів "КМЗ" система мастила складніше, ніж у "ІМЗ". На рис. 1 наведено фрагмент системи змащення двигуна "МТ801", яка включає в себе масляний насос, редукційний клапан (на малюнку не показані), розташовану на передньому кінці колінчастого вала центрифугу для очищення масла і канали, виконані в картері і колінчастому валу. Підведення масла від центрифуги до підшипників шатунів здійснений через послідовно повідомлені канали та порожнини, наявні в його шатунних шийках. Порожнини ці є другим ступенем очищення олії, а послідовним їх повідомленням досягається те, що до більш навантаженому підшипника заднього шатуна надходить найбільш очищене масло. Також безперечною перевагою підведення масла від фільтра до шатунним підшипників через канали є практично абсолютна надійність цієї ділянки масляної магістралі: всі її елементи знаходяться в одній деталі, довжина мінімально можлива, що обусловліваетмалий нагрів масла. Нарешті, при такій системі змащення неполноопорний колінчастий вал встановлений в картері на підшипниках кочення - конструкція, що має найвищий механічний ККД і до того ж дуже надійна і найбільш проста.
Недоліками ж системи змащення двигуна "МТ801" в цілому є низька її надійність і велика трудомісткість обслуговування. Це пов'язано з тим, що масло погано фільтрується центрифугою, встановленої на колінчастому валу, через змінних і відносно невисоких частот її обертання при роботі двигуна.
В процесі експлуатації потрібно регулярно очищати і промивати центрифуги, чого не можна виконати без розбирання двигуна.
Оскільки редуктор тиску встановлений в насосі, розташованому вище рівня масла в картері двигуна, то при засміченні клапан нещільно прилягає до сідла і без очищення цього вузла самозаповнення насоса маслом не можливо. Очищення ж клапана трудомістка, оскільки вона також пов'язана з розбиранням двигуна.
Нарешті, треба врахувати, що при цій схемі змащення масло підводиться до колінчастого валу по радіусу, а від порожнини передньої шатунной шийки до задньої - по радіальному каналу. При обертанні колінчастого вала виникає відцентрова сила, що протидіє руху масла в радіальних каналах і надходженню його як до заднього шатунних підшипників, так і до коленвалу взагалі. На високих швидкісних режимах роботи двигуна подолати цю відцентрову силу і забезпечити мастило шатунних підшипників можна тільки підвищенням тиску масла в системі. А це пов'язано зі збільшенням витрат потужності на привід масляного насоса, зниженням механічного ККД і надійності двигуна, оскільки високий тиск в системі сприяє її розгерметизації.
Аналізуючи слабкі місця старого двигуна, конструктори прийшли до висновку, що бажано мати таку систему змащення шатунних підшипників, в якій би подача масла до них абсолютно не зменшувалася при підвищенні частоти обертання колінчастого вала і обслуговування якої не вимагало б розборки мотора. В кінцевому підсумку це дало б значне підвищення надійності і зниження трудомісткості обслуговування таких двигунів.
У новій схемі мета досягається тим, що масляна магістраль, що з'єднує фільтр з колінчастим валом, виконана виключно в кришці газорозподільного механізму. У ній встановлено редуктор тиску (зливний або диференційний), на передній осі коленвала співвісно осі його обертання встановлений порожнистий циліндричний патрубок і в кришці газорозподільного механізму виконано сполучаються з ним отвір головною олійною магістралі. Порожнини в шатунних шийках з'єднані послідовно з прийомним патрубком осьовим і радіальним каналами і між собою - обхідним каналом, виконаним по дузі кола, що проходить через ці порожнини з центром на осі обертання коленвала. Сам фільтр від автомобіля ВАЗ-2105 встановлений на кришці газорозподільного механізму. Він складається з вбудованих в його корпус перепускного і запірного клапанів, а також фільтруючих елементів грубої і тонкої очистки (див. Рис. 2).
Мастило кривошипних підшипників шатунів в запропонованій системі відбувається наступним чином. Масло насосом 1 подається в порожнину 2, в кришці газорозподільного механізму 3, віджимає запірний клапан 4 і надходить в масляний фільтр 5. Якщо масло густе (при холодному двигуні), то в фільтрі 5 воно проходить через фільтруючий елемент грубого очищення 6 і направляється в головну масляну магістраль 7 (канал з очищеним маслом). Якщо двигун прогрітий, то перед надходженням в магістраль 7 масло проходить ще й через фільтр 8 тонкого очищення; якщо ж фільтруючі елементи засмічені, то масло надходить в магістраль 7, віджимаючи перепускний клапан 9. З головної магістралі 7 масло направляється в розточення 10 і через патрубок 11 надходить в колінчастий вал 12, в якому воно послідовно через канали 13, 14, 15, порожнини 16 і 17, а також отвори 18 і 19 направляється до кривошипним підшипників шатунів. Надмірного підвищення тиску масла в системі перешкоджає клапан: зливний 20 (на спортивних двигунах) або диференційний 21 (для двигунів дорожніх мотоциклів). При диференціальному клапані порожнину управління клапаном з'єднана з головною масляною магістраллю, а рециркуляционний запас масла зливається в піддон з магістралі перед фільтром. Таким чином зменшується вимушена циркуляція всього потоку масла через фільтруючі елементи, що має підвищити термін їх служби і зменшити пропуск нефільтрованого масла до деталей, що труться в фільтрі, особливо при частково засмічених елементах і роботі двигуна зі зниженою температурою масла.
У порівнянні з відомими, запропонована система мастила володіє абсолютно новою якістю саморегулювання, що робить її надійною і простою в обслуговуванні і вимагає мінімальних витрат потужності двигуна на привід масляного насоса.
Дійсно, при обертанні колінчастого вала на масло, що знаходиться в його каналах, діє відцентрова сила, завдяки чому воно як би засмоктується через патрубок 11 з головною олійною магістралі 7 і під тиском (пропорційним квадрату частоти обертання коленвала) через отвори 18 і 19 в шатунних шийках направляється до підшипників шатунів. Оскільки введення масла з головної магістралі в колінчастий вал відбувається через отвір 10 - патрубок 11, що збігаються з віссю обертання валу, а канал 15 виконаний по дузі кола з центром на тій же осі, то опору в каналах подачі масла практично дорівнюють нулю. При будь-якій частоті обертання колінчастого вала відцентрові сили в зазначених порожнинах і каналі будуть завжди однакові. Завдяки цьому при своєму русі по обхідному каналу 15 маслу не доводиться долати значні за величиною відцентрові сили (0,45 МПа при частоті обертання коленвала 8000 об / хв). Тому витрати енергії на переміщення масла по каналу 15 нікчемні й рівні лише втрат на тертя його об стінки каналу. В результаті для нормального харчування шатунних підшипників при будь-яких частотах обертання коленвала досить тиску масла в головній магістралі 7 близько 0,1 МПа. При цьому витрата масла через отвори 18 і 19 в шатунних шийках мимовільно встановлюється (через дію відцентрових сил при обертанні колінчастого вала) пропорційним частоті його обертання.
Для порівняння зазначимо, що при середніх частотах обертання колінчастого вала згаданого двигуна МТ801 тиск масла в системі має бути не менше 0,35 МПа, а для нормального постачання маслом шатунних підшипників цього двигуна при частоті обертання коленвала 8000 об / хв редукційний клапан повинен підтримувати тиск в системі не менше 0,75 МПа. До речі, це стало причиною установки на двигунах спортивних мотоциклів, а потім і мотоциклів "Ескорт-78" центрифуги для очищення масла. Настільки високий тиск не допускає застосування досить зручних змінних масляних фільтрів через їх обмеженою міцності.
Установка зливного клапана 20 після фільтра в кришці газорозподільного механізму дозволяє забезпечити високу стабільність умов змащення шатунних підшипників при їх зносі, при збільшенні в'язкості масла і підвищенні гідравлічного опору фільтра, оскільки в цьому випадку тиск у головній магістралі не падає, як це має місце, якщо редукційний клапан розташований у насоса. Такий варіант установки зливного клапана практично виключає його засмічення (адже в магістралі 7 відфільтроване масло) і розгерметизацію системи. Але навіть якщо це станеться, клапан легко доступний для огляду, регулювання та очищення.
Крім того, прискорює досягнення високого тиску в магістралі 7 при пуску холодного двигуна, що знижує пускові знос шатунних підшипників. Цьому сприяє також вказане явище відцентрового саморегулювання системи і велике гідравлічний опір клапана холодного (і грузлому) маслу.
Виконання масляного фільтра у вигляді окремого агрегату, встановленого на кришці механізму газорозподілу, забезпечує його просту заміну. Крім того, охолодження масла при фільтрі з автономним корпусом краще, ніж з системою змащення двигуна "ІМЗ".
Нарешті, таке низький тиск у головній масляній магістралі, проста конфігурація останньої, наявність всього одного рухомого сполучення в каналах з очищеним маслом, застосування вельми прогресивного масляного фільтра автомобільних двигунів ВАЗ, а також обумовлений ефект саморегулювання, обумовлений дією відцентрових сил на масло, робить запропоновану систему мастила простий і виключно надійної в експлуатації.
Звичайно, "Дніпро" з новим мотором залишився все ще тим же старим добрим "Дніпром": ні потужність, ні динаміка, ні економічність його не змінилися. Дивувало лише те, що при експлуатації двигун не вимагав уваги до своєї персони ніколи, будь то непрохідні ліси вепского височини або піски Мангишлака. За весь час життя, з дня випуску і до повного зносу, з ним не трапилося жодного ремонту, ні великого, ні маленького, крім заміни масла і періодичного регулювання клапанів. Іншими словами, він придбав якість, яке відносно "дніпровських" моторів звучить так незвично: надійність.
В основну серію цей двигун так і не пішов. У агонізуючого заводу немає ні сил, ні коштів для переозброєння виробництва. Двигуни зі зміненою системою мастила збираються в дуже невеликій кількості і йдуть в основному на експорт, тому купити такий мотор досить складно.
Але якщо вам пощастить.