Форсирование двигателя мотоцикла ИЖ ПЛАНЕТА 5

Форсирование Иж Планета 5 или вообще любой планеты достаточно подробно освещено на нашем сайте. Не хочется заново перечислять все способы этой самой форсировки заново. Хотелось бы остановится на еще одном способе, как может быть осуществлена форсировка двигателя Иж Планета 5 .

Турбонаддув для ИЖа и ресурс двигателя.
Вопрос о возможности турбонаддува для двухтактных двигателей неоднократно поднимался в форумах. Однако всегда ответом были слова типа «невозможно», «бред», и т.п.

Тем не менее, не так давно я прочитал про наддув у двухтактных довоенных (!) спортивных мотоциклов. Это и заставило меня задуматься еще раз над вопросами наддува, и связанными с ними проблемами ресурса двигателя. Итак, начнем.

Для начала посчитаем производительность насоса, который бы производил наддув. Он должен быть как минимум в 1,2-1,5 производительнее поршневой системы самого двигателя, производительность которого несложно подсчитать. Для простоты подсчета возьмем рабочий объем равным 350 см3 ровно и к.п.д. равным 1 (на самом деле, эти величины несколько ниже), а число оборотов в минуту равным 5000. Итак, имеем 5000*350=1750000 см3/мин. Величина крайне нестандартная и неудобная для обращения. Переведем это в литры в минуту — 1см3=1000дм3, получаем 1750 л/мин. Весьма солидная цифра! Кстати, кому не лень, тот может подсчитать скорость движения воздуха в диффузоре карбюратора — она тоже впечатляет! Отсюда ясно, что о всякого рода электрических вентиляторах стоит забыть — чтобы получить подобную производительность (и не забывайте о давлении!) необходим двигатель не меньше киловатта, что потребует и генератора такой же мощности. Я, правда, не считал, а взял данные с… пылесосов. Если несколько и ошибся, то, по крайней мере, порядок цифр такой же.

Единственно приемлемым решением является механический наддув, причем осуществить собственно турбонаддув представляется мне невозможным. Дело в том, что при турбонаддуве наддув производится турбиной, вращаемой выхлопными газами. Выпуск же двухтактного двигателя — вещь настолько тонкая, что лезть туда с турбинами имхо абсолютно не стОит! Остается наддув с приводом от коленвала. Частота вращения крыльчатки наддувного насоса (на самом деле это вентилятор, т.к. давление его невелико, но лучше называть его насосом) должна быть не менее 10000 об/мин (по аналогии с автомобильными). Достичь ее несложно при помощи всего лишь двух шкивов — передаточное отношение невелико. Так что проблема насоса сложна, но решаема. 

Теперь рассмотрим возможность наддува именно на двухтактном двигателе с точки зрения работы системы впуска. Вопрос настолько деликатный, что большинство сразу же отметало его, даже не рассматривая всерьез. Однако давайте рассуждать логически. Что мы имеем «потактно»? Я несколько вольно взял такты работы двигателя, чтобы нагляднее показать процесс.
1. Сжатие. Разряжение в камере КШМ будет точно такое же, однако давление горючей смеси со стороны впускного окна будет выше за счет наддува, что приведет к помещению большего количества (в молях) смеси в камеру КШМ. Вроде как хорошо.
2. Рабочий ход. Поскольку в рабочей камере больше горючей смеси, это вызовет увеличение давления и, следовательно, увеличит момент двигателя. Гуд.
3. Выпуск. Без изменений. Почти…
4. Продувка и впуск. А вот тут беда. Находящаяся под большим давлением горючая смесь будет активно стремиться в выпускное окно, и без изменений в конструкции выпуска просто вылетит наружу. Не вся, конечно, но та «добавочная доза» — большей частью.

Так что, правы были те, кто утверждали невозможность наддува в двухтактном двигателе? А как же тогда те довоенные мотоциклы? Ведь 5-я Планета их далекий потомок. И значит такой тюнинг двигателя Иж Планета 5 тоже возможен? Выход есть, причем не такой уж сложный. Точнее, выходов несколько. Во-первых, выпускной клапан — конструкция порядком подзабытая, но применявшаяся в свое время на спортивных мотоциклах. Во-вторых, выпускной резонатор с острой характеристикой. В данном случае он очень даже может помочь, создавая «подпор» горючей смеси в виде резонансной волны. В-третьих, золотниковый клапан. С помощью него можно создать несимметричные фазы работы двигателя, что позволит избежать прямого выброса. В-четвертых, инжекторный впрыск. Но о нем позже.

Однако есть одна хитрость, о которой я не упомянул. Это карбюратор. Дело в том, что бензин в него в большинстве мотоциклов течет самотеком. Что будет, если подаваемый в него воздух будет иметь давление выше атмосферного? Не нарушится ли его работа? Нарушится, и почти наверняка настолько, что о нормальной работе двигателя говорить не придется. Опять тупик? Отнюдь, если использовать другие карбюраторы, куда бензин закачивается под насосом под давлением. Такие карбюраторы есть, и применяются в спортивных мотоциклах очень широко.

Однако все эти проблемы, которые могли бы возникнуть при форсировании двигателя Иж Планета 5, очень просто решаются внедрением инжекторного впуска топлива. В самом деле, тогда можно смело изменять фазы выпуска, не боясь того, что это как-то скажется на впуске. Соответственно, уменьшаем фазу продувки настолько, чтобы туда только лишь попало необходимое количество воздуха, а дальше — дело впрыска. Не скажу, что это просто. Более того, это весьма и весьма сложно. Однако в последние несколько лет двухтактные впрысковые двигатели довольно активно продвигаются в автомобилестроении. Причем они имеют параметры, значительно превосходящие четырехтактные моторы! И по энергонасыщенности, и по токсичности. Хотя последнее мне не совсем ясно, но производители особенно напирают именно на высокую экологичность подобных двигателей по сравнению с четырехтактными и дизелями.

Итак, выяснили, что наддув на двухтактном мотоциклетном двигателе Планеты 5 сложен, но возможен. А теперь рассмотрим смежную проблему… Что будет с ресурсом двигателя когда произойдет такая форсировка Иж Планета 5.

Посмотрим же, к чему приведет форсировка двигателя. Ресурс будем измерять в моточасах и пройденных мотоциклом километрах — это разные вещи, т.к. более оборотистый двигатель пройдет большее количество километров при тех же моточасах (при правильной форсировке, разумеется). Во-первых, увеличение мощности неизбежно приведет к повышенному нагреву цилиндра и поршня. В принципе, ничего особенно страшного в этом нет, если учесть, что поршневая группа хорошего качества. Если избегать перегрева, то на ресурсе двигателя (в моточасах) это практически не скажется. Во-вторых, большие обороты приведут и к большему износу поршневой группы. Это скажется на ресурсе в моточасах, и незначительно — на ресурсе в километрах пробега.

В-третьих, более высокие обороты и момент вызовут большую нагрузку на КШМ. Это самое неприятное, так как значительно уменьшит ресурс и в моточасах, и в километрах пробега. Методы борьбы с этим злом известны — качественное масло, отсутствие люфтов в подшипниках шатуна, хорошее техническое состояние самих этих подшипников. В данном случае очень даже не повредит и твердая смазка поршня, т.к. усилится трение боковой стенки поршня о зеркало цилиндра в середине и конце рабочего хода, (газы давят на дно поршня вниз, но шатун расположен невертикально и прижимает поршень вбок). Не помешают и подшипники с посеребренными сепараторами (у них ниже трение), а в верхнем подшипнике шатуна можно использовать втулку из специальных бронз. Нагрузка на верхний роликовый подшипник шатуна может оказаться выше критической, и его следует признать наиболее нагруженным и наименее надежным элементом. Причем — всего двигателя. Работающий в условиях недостаточной смазки, высоких усилий со стороны поршня и некруговой (в отличие от нижнего подшипника шатуна) работой, он явно выйдет из строя быстрее при малейших дефектах производства или сборки. Единственный выход — улучшить его смазку за счет стекающего по поршню масла. 

В-четвертых, коленвал и моторная цепь. Нагрузки здесь не следует считать более высокими, чем при движении по пересеченной местности с нагруженной коляской. Более высокие обороты здесь практически не скажутся при правильной балансировке коленвала. Опасны лишь рывки при провисании моторной цепи. Значит, надо внимательнее к ней относиться и вовремя менять. То же самое относится и к коробке передач, и к колесной цепи. Вряд ли даже есть необходимость в специальном масле для коробки передач — поднять обороты двигателя, а, следовательно, и валов КПП даже вдвое — просто нереально! Стало быть, ресурс этих узлов можно считать независящим от форсировки двигателя. Я даже не советую покупать дорогую колесную цепь (типа o-ring или x-ring). При ценах на порядок выше простой цепи имеет смысл ее простая ежегодная замена. Исключение — открытая цепь и песчаная местность. И то — при больших пробегах. А уж при работе в кожухе, да еще со смазкой…

И в-пятых, сцепление. Вот ему, в самом деле, приходится тяжко. Хотя в нормальных условиях ижевское сцепление работает очень даже хорошо (все жалобы о его плохой работе можно отнести разве что к низкому мастерству ремонтников), но при повышенных оборотах и нагрузке ему придется непросто. Риск «сжечь» диски значительно увеличивается, к тому же ведь форсируют двигатель не просто так — более агрессивный стиль вождения при этом подразумевается сам собой! Вывод — больное место. Выход — более качественные контроль целостности текстолитовых дисков и отсутствие коробления металлических (последнее — вечная беда «гонщиков» и горе-ремонтников). Я бы даже посоветовал уменьшить количество дисков на один за счет утолщения металлических дисков. При более сильном закручивании пружин проскальзывания не будет (хотя и выжимать сцепление будет сложнее), а вот коробление от перегрева уменьшится. Ставить пробковые диски не рекомендуется! При лучшем, чем текстолитовые, сцеплении с металлом, они значительно легче поддаются сжиганию. А после этого их только менять… Да и стоят они недешево. Я пробовал их ставить на «ПС». Первоначальные восторги сменились огорчением от зря потраченных денег.

Есть довольно трудоемкий, но очень неплохой выход. Ведущие диски изготавливаются из двухмиллиметрового железа. Затем по окружности в них сверлятся отверстия нужного диаметра. Такого же диаметра вытачиваются маленькие цилиндрики высотой с «родной» диск сцепления, и вставляются в эти отверстия. Диски проще всего обрабатывать пачкой, стянув ее болтами или шпильками, а текстолит точить на токарном станке из текстолитовых палочек (применяются в электротехнике). Диаметральный размер лучше оставить такой, какой он есть, а резцом только отрезать их нужной высоты.