Данный материал является обобщением опыта реконструкции двигателей серийных дорожных мотоциклов М-63, М-66, М67-36, а также серийных спортивных двигателей М-63К (кроссовый) при подготовке к соревнованиям и пробегам спортсменами общества ДОСААФ.
ВНИМАНИЕ! Форсирование двигателя может быть целесообразно, только если он практически новый либо подвергнутый добросовестному капитальному ремонту. Если ваш силовой агрегат не отвечает поставленным требованиям, то есть риск потерять и то, что есть.
Для повышения мощности двигателя следует увеличить степень сжатия с 7-7,2 до 8,5. При такой ее величине можно использовать только бензины АИ- 93, А-95, А-98, "Экстра" и им подобные с октановым числом не ниже 85-95.
Повысить степень сжатия до таких пределов, используя стандартные поршни от "Урала", невозможно. Поэтому следует с учетом данных таблицы 1 подобрать поршни от двигателя МТ-8 (К-650 "Днепр") со сферической головкой. При этом, для предотвращения соударения поршня с головкой цилиндра, следует по месту снять фаску со ступеньки, образованной переходом сферической камеры сгорания в привалочную плоскость головки цилиндра, обеспечив зазор не менее 1-1,5 мм. Чтобы юбка поршня не задевала за цапфы кривошипа, на ней фрезеруют специальную выборку, а на днище поршня изменяют гнезда для клапанов, так как углы развала последних у двигателей МТ-8 и М-63 различны (рис. 1). Чтобы проверить, не задевают ли клапаны за днище поршня, на него наносят полоски пластилина толщиной 3-4 мм, затем полностью собирают головку цилиндра и проворачивают коленчатый вал. По отпечаткам на пластилине судят о наличии и величине зазора между клапанами и поршнем. Он должен быто неменее 2-3мм. Перед установкой на двигатель поршни взвешивают, причем разница в массе не должна превышать 2 г.
При форсировке двигателя от спортивного мотоцикла М-63К с торцованными на заводе головками цилиндров под цилиндры помещают металлические прокладки толщиной 2 мм. Между цилиндром и металлической прокладкой, а также между последней и картером располагают бумажные прокладки для герметизации. При использовании деталей дорожного мотоцикла прокладка под цилиндром может быть примерно вдвое тоньше. В любом случае толщина ее окончательно контролируется замерами по месту.Заканчивается этап форсировки уточнением степени сжатия в каждом из цилиндров. С этой целью поршень выводят в ВМТ при закрытых клапанах (конец такта сжатия). Двигатель наклоняют таким образом, чтобы площадка под свечу на головке цилиндра, в котором замеряется объем камеры сгорания, оказалась расположенной горизонтально. В таком положении в цилиндр заливают веретенное масло из мензурки с делениями. Следует добиться того, чтобы объемы камер сгорания в обоих цилиндрах (а следовательно, и степень сжатия) были одинаковыми. Этого можно достичь изменением толщины вышеописанных прокладок.
Для улучшения наполнения цилиндров необходимо уменьшить аэродинамическое сопротивление впускных и выпускных каналов. Для этого шаро ками тщательно зачищают погрешности литья в них, а затем производят полировку. Полируют также головки впускного и выпускного клапанов.
Чтобы обеспечить нормальный ресурс компрессионных поршневых колец и улучшить уплотнение поршня, при увеличенных оборотах форсированно двигателя следует применять стандартные компрессионные кольца с проточенной внутренней односторонней фаской (рис. 2, а). Это позволяет не снизить массу колец и уменьшить и вление на стенки цилиндра. Еще луч шие результаты дает применение L-образных колец торсионного типа (рис. 2, б). Для их изготовления серийное кольцо закрепляют в патроне токарного станка при помощи оправки (рис. 2, г) потом делают выточку.
Так как изготовить новый поршень канавками под два L-образных кольца далеко не всегда возможно, можно резать одну канавку под него выше верхней канавки, прямо у кромки днища поршня. Под L-образным кольцом ставится прямоугольное кольцо с проточенной фаской. Нижняя канавка при этом остается пустой (рис. 2, д).
Проводя форсировку по частоте вращения коленчатого вала под клапанные пружины устанавливают текстолитовые шайбы, облегчают толкатели. Штанги толкателей изготавливают из титановой или дюралевой трубки со стальными наконечниками (рис. 3).
На каждом цилиндре при помощи градуировочного диска, установленного на ось коленчатого вала, проверяют фазы газораспределения по данным таблицы 2. Начало открытия клапана лучше регистрировать по индикатору. Подгонка фаз газораспределения может быть произведена на снятом кулачковом валу поливанием кулачков вручную мелкозернистыми абразивными брусочками или при помощи резинового шлифовального круга и электродрели. При этом важно снять минимально необходимое количество металла, чтобы сохранить верхний цементированный слой и как можно меньше исказить общую форму кулачков. Поверхность их должна быть отполированна до зеркального блеска.Не помешает заменить штатную систему зажигания на бесконтактную электронную, устанавливаемую на "Урал-Соло".
Свечи можно рекомендовать А 20 ДВ, А 17 ДВ от автомобиля "Жигули", однако из-за большой длины резьбы под них следует подложить латунные шайбы высотой 8 мм.
Если производится форсирование двигателя старого выпуска, оборудованного карбюраторами К-301 (К-302), их следует заменить на К-63У (К-65Т) с диаметром диффузора 28 мм и пропускной способностью главного жиклера 170 куб. см/мин. Карбюраторы придется крепить к цилиндрам через переходные шайбы, так как шпильки крепления К-301 (К-302) расположены в вертикальной плоскости, а отверстия крепежного фланца К-63У (К-65Т) - в горизонтальной.
Контактно-масляный воздухоочиститель совершенно не годится для форсированного двигателя. Лучшим решением является самодельный фильтр с бумажным элементом от "Жигулей". В крайнем случае можно использовать воздушный фильтр с бумажным элементом от мотоцикла "Днепр".
Двигатель М-63, форсированный по описанной технологии, должен развивать мощность не менее 30 кВт (40 л.с.).
По данным ВНИИМотопрома при степени сжатия 8,5:1 и 5900 об/мин мощность двигателя может составить до 33,6 кВт (45 л.с.).
ТАБЛИЦА#1 Размерные данные цилиндро-поршневых групп
ПРИМЕЧАНИЕ: Индекс группы цилиндра МТ-8 выбивается на торце его фланца со стороны кожухов штанг; индекс цилиндра М-63 выбивается на его верхнем торце возле сливной трубки. Зазор при сопряжении поршня и цилиндра 0,08-0,10.ТАБЛИЦА#2 Фазы газораспределения мотоциклетных двигателей
xn----ctbjaolrjhaxdmh.xn--p1ai
У двигателей тяжелых мотоциклов М-72, М-61, М-62 есть некоторые недостатки, от которых невозможно избавиться даже усовершенствованием отдельных узлов или деталей. Неразрывно связанные с конструктивной схемой двигателя, они, фигурально выражаясь, являются «врожденными пороками» и препятствуют улучшению его качеств. К таким недостаткам относятся: громоздкость и конструктивная сложность привода масляного насоса; ухудшение работы цилиндрического сапуна при длительной эксплуатации двигателя вследствие износа соприкасающихся поверхностей; слишком большой диаметр корпуса заднего подшипника кривошипа, что приводит к течи из картера в полость сцепления; ограниченная возможность создания различных модификаций двигателей (например, с принудительным охлаждением, с расположением генератора на переднем конце кривошипа и т. д.) из-за того, что кривошип устанавливается в картер сзади.
Модернизация отдельных узлов ничего не могла дать — необходимо было создать новый двигатель. Непосредственным толчком к его проектированию явилось решение специальной комиссии об унификации мотоциклов Ирбитского и Киевского мотозаводов. О конструктивных различиях этих машин, порой небольших, но делающих невозможной взаимозаменяемость отдельных узлов и деталей, говорилось в статье А. Абросимова «Унификация в мотоциклостроении», помещенной во втором номере журнала.
Выполняя это решение, наш конструкторский коллектив спроектировал мотоцикл М-63. Основные узлы и агрегаты его взаимозаменяемы с узлами и агрегатами мотоцикла К-650, выпуск которого должен быть освоен в Киеве. Двигатель М-63 во многом отличен от М-61 и М-62, имеет принципиальные конструктивные особенности, но в сборе он взаимозаменяем со своими предшественниками. Кривошип установлен в картер не сзади, как у двигателя М-62, а спереди, поэтому корпус переднего подшипника (он изготовлен из алюминиевого сплава с залитым в него стальным кольцом) имеет посадочный диаметр 142 мм, а корпус заднего — всего 78 мм.
Кривошипы двигателей М-63 и М-62 взаимозаменяемы, однако в новой модели ширина маслоуловителей увеличена до 9 мм, что улучшает очистку масла. Шестеренчатый масляный насос расположен под передней крышкой двигателя, а его корпус выполнен заодно с корпусом переднего подшипника. Привод масляного насоса осуществляется от ведущей шестерни газораспределения, закрепленной на переднем конце кривошипа. Конструкция картера двигателя отличается большой технологичностью и простотой; его вес гораздо меньше, чем у М-62 (даже вес опытного картера, изготовленного отливкой в землю, оказался на 700 граммов меньше по сравнению со старым серийным).
Как литье, так и механическая обработка значительно упрощены. При проектировании механизма газораспределения было обращено особое внимание на увеличение жесткости привода клапана и уменьшение контактных напряжений на кулачках. Это было достигнуто за счет увеличения диаметра шеек распределительного вала, замены подшипника скольжения подшипником качения, увеличения сечения трубчатой стальной штанги и расположения толкателя и штанги в линию (в двигателях М-61 и М-62 штанга наклонена по отношению к толкателю под углом 8—9 градусов).
Такие конструктивные меры в сочетании с особым профилем кулачка газораспределения обеспечили бесшумную работу клапанного механизма на протяжении всего гарантийного пробега. Новый профиль кулачка газораспределения, увеличение радиуса его затылка и ширины кулачков, применение вращающихся вокруг своей оси литых чугунных толкателей позволили значительно уменьшить износ как самих толкателей, так и распределительного вала. Сапун, имеющий форму диска и прижимаемый во время работы к передней крышке пружиной, обеспечивает большое разрежение в картере двигателя на всех режимах работы.
Износ рабочего торца сапуна и передней крышки, к которой он прижимается, компенсируется соответствующим перемещением сапуна под действием пружины. Сапун двигателя М-63 был испытан в 1962 году на штанговом гоночном двигателе и показал высокую надежность в работе, несмотря на то, что обороты достигали 9500 в минуту. На мотоцикле с этим двигателем спортсмены Ирбитского мотозавода Г. Вартаньян и В. Каржавин завоевали звание чемпионов СССР 1962 года по шоссейно-кольцевым гонкам. Мотоцикл с опытным двигателем М-63 совершил также пробег в 15 тысяч километров и показал высокую надежность.
Хочется подчеркнуть то огромное значение, которое имеет участие коллектива конструкторов и экспериментаторов нашего завода в работе над кроссовыми и гоночными мотоциклами. Это не только значительно расширяет их технический кругозор, но ведет к улучшению качества дорожных машин. Некоторые детали, уже внедренные в производство, были заимствованы из спортивно-гоночных моделей. К их числу можно отнести клапанные пружины М-62, которые впервые были испытаны на гоночном штанговом двигателе, и усиленный поршень.
Внедрение их на серийные машины не потребовало дополнительных экспериментов. Сейчас новые двигатели М-63 проходят всесторонние испытания. Мы надеемся, что эти двигатели будут избавлены от тех «врожденных пороков», которые присущи выпускаемым ныне моторам М-62. Созданием новых, обладающих улучшенными качествами машин, унификацией узлов и деталей, внедрением передовой технологии наш коллектив откликнулся на решения ноябрьского Пленума ЦК КПСС. В. СТЕЛИН, руководитель группы двигателей конструкторского бюро Ирбитского мотозавода. г. Ирбит
xn----ctbjaolrjhaxdmh.xn--p1ai
Литр для Урала
Об «ураловском» оппозите говорят: мало мощности и много шума. Меня больше всего донимал именно шум... Был случай, не со мной... Приехали парни-иностранцы, чтобы отправиться в мотопробег по России, все как один на иномарках. Прогревают мотоциклы, ждут, когда заведется «Урал» сопровождения. Наконец заработал - и заглушил своим шумом все «буржуйские» мотоциклы. То был не рокот выхлопа - грохот и лязг издавал двигатель. То-то подивились гости: много чего, говорят, видели-слышали в мире, но чтобы так!..
Виновники этого безобразия - шестерни привода распредвала и генератора мотоцикла Урал. Причина не столько в плохом качестве изготовления самих шестерен (оно вполне приемлемое), сколько в том, что между ними есть зазоры. Сначала кулачок распредвала через толкатели, штанги и коромысла сжимает клапанную пружину - при этом нагружена одна сторона зубьев. А когда пройдена вершина кулачка, уже сила сжатой пружины пытается повернуть распредвал дальше, нагружая при этом другую сторону зубьев. В момент перехода через вершину кулачка происходит перекладка нагрузки с одной стороны зуба на другую. Этот звон мы и слышим.
От зазоров не избавишься: алюминиевый сплав, из которого отлит картер, нагреваясь при работе двигателя, довольно сильно расширяется, расстояния между осями коленвала, распредвала и генератора увеличиваются - вот и расширяются зазоры. Если попытаться их уменьшить, то на холодном двигателе шестерни упрутся зубьями друг в друга - тогда и до поломки недалеко. Единственное, что можно сделать, - попытаться уменьшить шум регулировкой положения генератора мотоцикла Урал. Но особых результатов не ждите.
Сделать привод распредвала ремнем, как у двигателей ВАЗ-2108? Это вообще бесшумный вариант, однако объем переделок напугал, и я от него отказался сразу. Да и где взять ремень подходящей длины! А если применить цепную передачу (кстати, по этому пути пошли и конструкторы BMW на своих оппозитах)? Ведь цепь несложно переклепать до нужного размера.
Использовал детали ГРМ и цепь от «Москвича». Сразу - вопрос: где раздобыть звездочку для привода генератора? Нужную нашел на натяжителе цепи все того же «Москвича». Ко всем звездочкам, чтобы они «сели» на «ирбитские» валы, приварены переходные втулки. Поскольку расстояния между валами невелики, то и «ветви» цепи получились короткими, а значит, натяжители и успокоители для нее не нужны.
Эта переделка повлекла довольно серьезные изменения всех узлов двигателя мотоцикла Урал - ведь распредвал теперь вращался в обратную сторону, а от него зависит не только работа клапанного механизма. Шестерня в его задней части приводит во вращение масляный насос, а на переднем конце распредвала расположен ротор системы зажигания и привод золотника сапуна. Больше всего возни с переделкой самого распредвала. Деталь разрезал посередине на токарном станке, а в разрез вставил стальную втулку. Одну пару кулачков повернул относительно другой на 120°, стык проварил аргоновой сваркой. После нагрева деталь, конечно же, «повело», но рихтовать каленую, а значит, хрупкую деталь молотком не рёшился - риск сломать ее слишком велик. Поступил хитро: в районе стыка сделал маленькую точку электросваркой - и деталь тут же немного изогнулась. И так до тех пор, пока биение вала практически исчезло. На первом варианте мотора высоту кулачка увеличил на 4 мм. В новом двигателе распредвал штатный. Как показал опыт, большие клапаны и коромысла с измененным соотношением плеч головок от мотоцикла Урал Волк (а на двигателе установлены именно они) обеспечивают вполне достаточные проходные сечения. К тому же, увеличенные кулачки могут работать только с «днепровскими» толкателями. В этом же двигателе сохранены «ирбитские».
Чтобы использовать «старооскольскую» систему зажигания при измененном направлении вращения ротора, сидящего на распредвале, провода отдатчика поменял местами. Пришлось только подкорректировать угол опережения зажигания. Для этого на роторе проделал новый пропил под штифт, а в процессе доводки перенес и отверстия под болты крепления пластины датчика.
Привод золотника сапуна тоже отделался минимальными переделками: в самом стакане сделал новый пропил для штифта шестерни распредвала.
Самая ответственная часть работы - модернизация системы смазки. В качестве коренных подшипников в этом моторе использованы подшипники скольжения (вместо «родных» шариковых), а им недостаточно простого разбрызгивания масла, на котором построена вся система смазки «Урала» - они требуют стабильного давления масла. У «днепровского» масляного насоса гораздо большая производительность - его и установил. Но после переделки привода распредвала шестерни насоса стали вращаться в другую сторону, то есть практически поменялись местами вход и выход. В результате штатный перепускной клапан масляного насоса я удалил, а на его место перенес маслозаборник. Масло же в двигатель поступает по трубке из отверстия с другой стороны насоса.
Каналы, идущие к масляному фильтру, заглушил. Теперь масло через врезанный штуцер, по шлангу, поступает в радиатор (сделанный из трети масляного радиатора ГАЗ-51), затем через штуцер перетекает к перепускному клапану, расположенному в крышке масляного фильтра, а после фильтра - в масляные каналы двигателя. В разрыв шланга перед радиатором я врезал манометр. Испытания показали, что после всех переделок давление на холостом ходу не падает ниже 1,5 кГ/см2.
Немалую долю шума создают шариковые подшипники - их полно в двигателе мотоцикла Урал. Значит, нужно от них избавляться в пользу подшипников скольжения.
С шатунными «расстаться» довольно сложно: в штатном колен вале нет места для масляных каналов. Поэтому решил пока ограничиться переделкой коренных. В первом варианте пространство, занимаемое подшипником в картере, было залито бронзографитом, в котором и вращались коренные шейки коленвала. Этот вариант оказался вполне работоспособным, но все же решил использовать традиционные детали - шатунные вкладыши от «Волги». На коренные шейки напрессовал втулки из закаленной стали и прошлифовал до «волговского» размера. В отверстие под подшипник запрессовал втулки с внутренним размером под установку вкладышей, а для их усиков сделал пазы. Вкладыши в них вставляются сбоку. От осевых перемещений коленвал удерживает пластина, закрепленная у передней шейки. Для большей износостойкости на плоскость, которой коленвал трется об эту пластину при выжиме муфты сцепления, наплавлен бронзографит. С другой же, менее нагруженной стороны, коленвал удерживает звездочка. Шариковый подшипник на передней шейке распредвала тоже уступил место втулке - она из дюралюминия. Для смазки вкладышей просверлил масляные каналы, а к втулке распредвала смазку пришлось подвести по отдельной пластиковой трубке - по-другому не получилось.
В первом варианте двигателя рабочий объем после установки поршней от 2-литрового «Москвича» 0 88 мм возрос до 828 см3. А что если его еще увеличить? И я установил коленвал от «Волка». С его радиусом кривошипа 78 мм образовался объем 948 см3. Эти дополнительные 10 мм хода поршня потянули за собой цепь переделок.
При установке «москвичовских» поршней, которые больше штатных на 10 мм, одной расточкой цилиндра не обойдешься. Из «волчьих» цилиндров вырезал гильзы (их нельзя выпрессовать - они «залиты»). Новые гильзы с наружным диаметром 95 мм изготовил из «москвичовских» и запрессовал с натягом 0,05 мм. После установки коленвала с «длинным» ходом под цилиндры пришлось подсунуть про-ставки. Их толщина вместе с прокладками составила около 9,5 мм. Чтобы «днепровские» штанги дотянулись до удалившихся коромысел, к каждой из них приварил по 15-миллиметровому кусочку «ураловских» штанг. Под кожухи направляющих вставил резиновые втулки из «жигулевских» сай-лент-блоков. Как выяснилось, они обладают отменной стойкостью к маслу.
Непорядок: рабочий объем двигателя возрос, а объем камеры сгорания в головке остался прежним. Мало того, часть этого объема «съели» выпуклые головки «москвичовских» поршней. Чтобы степень сжатия осталась в разумных пределах, устроил так, что поршни не доходят до верхней кромки цилиндра на 8 мм. Но и теперь двигатель временами детонирует, даже на 95-м бензине. Придется сделать про-ставки под цилиндрами еще толще.
Карбюратор я использовал «оковский», но в нем пришлось увеличить отверстия обеих форсунок ускорительного насоса до 0,8 мм. А к тому месту, куда попадают выходящие из них струи бензина, подвел стальные трубки. Вторые концы трубок подвел к месту соединения коллектора с цилиндрами.
Только после этого мотоцикл Урал поехал по-настоящему. После установки «волчьего» коленвала карбюратор развернул первичной камерой к трубам коллектора. То ли этот поворот повлиял, то ли все произошло за счет увеличившегося рабочего объема, но двигатель «высасывает» из карбюратора все, что он приготовил, до капельки, и дополнительные трубки теперь, выходит, не нужны.
О провалах в работе двигателя я забыл как о кошмарном сне. Но мучит вопрос: а не заменить ли «оковский» карбюратор другим -побольше - ведь мотор уже давно перерос по объему двигатель «Оки»... Или замахнуться на впрыск топлива?..
А ведь всего лишь хотел отремонтировать старый «Урал».
По материалу журнала "МОТО" от 02.2004 г. 102-104 стр.
motoizhtuning.ucoz.ru
