Механизму ГРМ следует уделять особое значение. Это
''механический'' мозг ДВС, от точности и слаженности работы которого напрямую
зависит стабильность эффективной работы двигателя.
Механизм ГРМ
служит для впуска в камеру сгорания рабочей смеси и выпуска отработанных газов в
атмосферу. Распредвал приводится в действие через косозубые шестерни, от
коленвала. Передаточное отношение 1:2 (открытие каждого клапана происходит за
полный цикл работы ДВС — 2 оборота коленчатого вала).
 При разборке (сборке) двигателя необходимо
проверить при помощи индикатора с креплением или плоскими щупами, боковой зазор
в зацеплении зубчатых колес (фото 1), который должен быть в пределах 0,3-0,5 мм
(помним о тепловом зазоре).
Проверка зазоров производится на
собранном, непрогретом двигателе, при температуре 150-250 C, при снятом
генераторе.
При износе зубьев до толщины 3,8 мм или размера
посадочного места в шестерне под распредвал более значения 22,025 мм, она
подлежит замене. Торцевое биение также проверяется при помощи стрелочного
индикатора. Допустимое биение — 0,04 мм. В случае замены шестерен коленвала и
распредвала помните о том, что шестерни идут комплектные (пара), однако не
поленитесь проверить их зацепление путем установки и промеров, а то ведь это
могут быть первые попавшиеся под руку укладчика шестерни. В случае распаровки
шестерен потребуется еще более тщательная их проверка! Наличие забоин, заусенцев
и других механических повреждений поверхности зубьев недопустимо — необходима
доработка надфилем, в противном случае шумность работы шестерен и ускоренный их
износ гарантированы.
При сборке шестерни устанавливаются согласно
нанесенным на них меткам. Сознательное смещение шестерен относительно метки на
один зуб (вперед или назад) не даст ощутимых результатов в работе двигателя, так
как смещение фаз газораспределения будет ''однобоким''. Посадка шестерен на валы
должна осуществляться только ''на горячую''!
Немаловажно уметь определять на слух шум нормально работающего двигателя
воздушного охлаждения, что позволит своевременно реагировать на появление
дефектов в его работе. Нарастающий и исчезающий монотонный шум, в районе
шестеренчатого привода ГРМ, равно как и периодический стук клапанов или
толкателей не являются признаками неисправностей (только при условии исправности
всех узлов и соблюдения зазоров регулировок). Периодические щелчки,
прослушиваемые стетоскопом под передней крышкой двигателя, появляющиеся на
холостых оборотах и исчезающие при увеличении оборотов, указывают на
прослабление посадочного места шестерни на валу (валах). Но даже если все
сопряжения в норме, шумность работы шестеренчатого механизма остается.
Существует несколько вариантов решения этой проблемы.
 Первый способ описывался ранее в МД 3/2006, в
рубрике ''ТехЗона''. Это принудительный полив шестерен форсунками из
дополнительной масляной магистрали, а также полив клапанного механизма.
Магистраль подводится непосредственно в кожухи штанг привода клапанов, либо
через клапанные крышки (форсунками, непосредственно на рокеры). Следующий способ
более сложен — изготовление новой шестерни распредвала из текстолита или
высокопрочного дюралюминия, с применением его термообработки, что позволит не
только заглушить шум, но и снизить массу. При такой компоновке необходимо
использовать блок двигателя МТ 10-32 (с под- пружиненными грибковыми
толкателями). Это позволит снизить ударные нагрузки на шестерни (а также
уменьшит вероятность зависания клапанов на высоких оборотах и шумы при работе
толкателей). Наличие системы принудительного полива — не только дополнительное
снижение шумности, но и увеличение ресурса сопрягаемых деталей. 
Кардинальная замена
шестеренчатого привода ГРМ на цепной потребует больших моральных и материальных
затрат. Но, по сравнению с цепным приводом, разработанным для ''Урала'' Олегом
Вебером (мастерская ''Конструкции Вебера'', Россия), на ''Днепре'' проблема привода
решается без изменения направленности вращения распредвала — посредством монтажа
паразитной шестерни. Изменение направленности привода маслонасоса — не повод для
паники. Вносятся изменения в маслонасос — замена приема на подачу. С цепным
приводом автоматически решается проблема увеличения производительности
маслонасоса — уменьшением передаточного соотношения. В то время, как с
генератором происходит все наоборот — увеличиваем передаточное отношение, что
позволяет снизить рабочие обороты генератора и немного уменьшить потери мощности
двигателя на его привод.
Звезды и цепи применяются двухрядные
(автомобильные аналоги, желательно импортного производства, подверженные
необходимым конструктивным доработкам). При имплантации новой схемы необходимо
уделить особое внимание соблюдению идентичной высоты расположения звезд, наличию
зазоров в зацеплении звезд и цепи привода, а также возможность дальнейшей
регулировки ее натяжения. Натяжение цепи привода
осу- ществляется посредством
эксцентричного смещения планшайбы генератора.
 Дополнительно может использоваться регулируемый
натяжитель (''башмак''), зафиксированный на внутренней стороне передней крышки
двигателя, который, в свою очередь сыграет роль успокоителя цепи. Как следствие
— отличное снижение шумности работы данного механизма, по сравнению с
шестеренчатым. Использовать необходимо только новые детали, имеющие
номинальные размеры, во избежание проблем в процессе эксплуатации и дальнейшего
обслуживания.
Существующий спор о целесообразности
использования вышеуказанных механизмов — философский. Так как шестеренчатый
привод отличается более высокой надежностью, но при этом имеет характерный шум.
Поломки (выкрашивание зубьев) менее проблематично сказываются на целостности
остальных узлов и деталей двигателя по сравнению с последствиями поломок цепного
привода. Но, в свою очередь, шестерни требуют больших затрат мощности двигателя.
Цепной привод требует меньших затрат на привод механизма ГРМ и он более
эластичен при ударных нагрузках. Но то, что он обладает большой возможностью
регулировки зазоров зацепления (читай — более тщательный контроль
состояния механизма) — относительная компенсация долговечности эксплуатации (не
в пример посредственному контролю за шестернями). Использование одного или
другого типа механизмов зависит, в конечном итоге, только от ваших целей и
возможностей.
Стандартный распредвал КМЗ — стальной (сталь
15,20 Х или сталь 45), кованый (твердость кулачков вала 44-49 HRC, фото 2).
Вращается на двух опорных шарикоподшипниках (передний — 205-й, задний — 204-й).
Шарикоподшипники не должны иметь ни радиального, ни осевого люфта и свободно
проворачиваться. Хорошо себя зарекомендовали чешские подшипники ''ZKL''. При
наличии прослабленных посадочных мест под подшипники или шестерню, и
невозможности замены вала на новый, производится либо хромирование, либо
наплавление металла на валу аргонно-дуговой сваркой. Затем на шлифовальном или
токарном станке производится проточка посадочных мест, с выдержкой чистоты
поверхности, до номинальных размеров (под шестерню — не менее 22,035 мм, под
сальник — не менее 15,8 мм, под подшипники диаметр не менее 24,98 мм). Состояние
посадочных размеров определяется при помощи механического или электронного
микрометра!
Кулачки распредвала должны иметь идеальную чистоту
поверхности и контур профиля. Для улучшения работы ГРМ кулачки распредвала и
торцы толкателей подлежат тщательной полировке. Незначительные царапины и налет
удаляются при помощи наждачной бумаги Р600-1500, закрепленной на деревянном
брусочке — ''на мокрую'', после чего следует полировка войлоком и пастой ''гоя''.
Самое главное при выполнении этой операции — не нарушить профиль кулачков.
Ориентиром может послужить лекало, вырезанное в жестком картоне, идеально
повторяющее стандартный профиль кулачков.
 Если же все-таки вести речь об увеличении
мощности двигателя КМЗ, то параметры стандартного распредвала могут не
соответствовать новым требованиям работы двигателя. При увеличении рабочих
оборотов высота и длительность открытия клапана при использовании старого
распредвала останется той же, что не позволит в полной мере обеспечить
необходимое качество наполнения и продувки камеры сгорания. В таком случае
действуем путем замены распредвала на ''горбатый'' (с более острым профилем
кулачков). Наиболее простой способ подобного вмешательства — установка
заводского распредвала КМЗ, применявшегося на эскортных ''Днепрах''. Это валы
(фото 3), высота кулачков которых на 1,5 мм выше серийных. Вал конструктивно
прочнее из-за увеличенного диаметра самого вала, а рабочая площадь кулачков
значительно шире. Также имеется небольшое смещение фаз газораспределения. По
остальным параметрам он соответствует размерам любого блока КМЗ (фото 4).
Использование данных валов позволяет получить значительное
улучшение характеристик в диапазоне средних и высоких
оборотов.**
Но с учетом того, что ''самый простой'' способ и есть
''самый сложный'', то найти эти валы в продаже практически невозможно, так что
рассмотрим варианты самостоятельной доработки.
Для этого потребуется идеально точно
изготовить из плотного картона ''калибр'' — лекало кулачка увеличенного профиля, у
которого низ повторяет форму оригинала, а от середины его высоты плавно
увеличивается на 1,5 мм. Аргонно-дуговой сваркой наплавляется слой металла, или
наплавляется сормайт N1 или N2 в водяной ванне, на верхнюю часть кулачков, с
сохранением заданной твердости (44-49 HRC/э). После чего начинается самое
сложное — подгонка профиля вручную. Работа для ''минеров'': ошибка при
профилировании повлечет повторное наплавление! Подобное вмешательство потребует
большого терпения и высокой точности выполнения работ! Существует более простой
в исполнении способ изменения высоты кулачков. Он пропорционально противоположен
предшествующему методу — необходимо ''затыловать'' (уменьшить высоту) нижней части
кулачка!
Работа может быть выполнена самостоятельно, как и
вышеуказанный способ, но только при условии, что нет ни малейшей (мягко говоря —
никакой!!!) возможности выполнить данные работы с использованием высокоточного
оборудования в условиях заводских РМЦ.
 Изменение высоты кулачков и повышение оборотов
повлечет замену клапанных пружин (вследствие увеличения ускорений) на более
жесткие (см. МД 11/2005, ''ТехЗона''), при этом поджав их дополнительной 1,5-2-х
миллиметровой термоизоляционной (текстолитовой) шайбой. Далее — изменение длины
штанг привода клапанов. Стальные сферические наконечники штанг подлежат
полировке и должны иметь радиус наконечника 3,6 мм ( диаметром 7,2 мм).
Нарушение прямолинейности штанги и другие дефекты недопустимы (фото 4).
Толкатели не должны иметь повреждений на рабочем торце. Обязательна проверка
зазора направляющих толкателей в блоке. Норма — 0,10 мм. При наличии выработки
блок протачивается на координатно-расточном станке, под ремонтные бронзовые
втулки, которые прессуются ''на горячую'', а затем на том же координатном станке
протачиваются под номинальный размер толкателей. Торец толкателя и углубление
упора штанги выполировываются. Производится тщательная проверка зазора
''поршень-клапан'' в положении ВМТ, иначе, как говорят немцы: Вас ждет ''полный
Сталинград''!. Зазор колеблется от 2-х до 3-х мм. Не менее!!! (см. МД
12/2005, ''ТехЗона'').
Теперь о негативных факторах. Увеличение
высоты кулачков свыше 1,5-3 мм прямо пропорционально усложнению конструкции и
возникновению соответствующих проблем. Высота подъема клапана* будет ограничена
конструкцией коромысел.
Для форсированного двигателя ''повседневного
пользования'' большая величина подъема клапанов попросту не имеет смысла.
Добиться гораздо большей отдачи можно следующими способами (в идеале это их
комбинация): а) незначительное увеличение профиля эллиптических кулачков в
пределах 0,7-1,5 мм; б) улучшение наполнения и продувки камеры сгорания за счет
увеличения сечения каналов и диаметра клапанов; в) улучшение наполнения и
продувки путем доработки или замены штатной системы питания и
выпуска.
Изменения в системе питания следует начать с
рассверливания каналов бензокраника до диаметра 4,5-4,7 мм. Применение импортных
вакуумных бензокранов этого не требует, каналы достаточно велики. Использование
''явовских'' одновыводных краников ''Jikov'', с малым сечением канала, допустимо
только при наличии в системе питания бензонасоса (с применением автомобильного
двухкамерного карбюратора). Без принудительной подачи топлива, при самотеке,
бензиновые бумажные фильтры могут создавать ощутимое сопротивление. Выход —
применение дизельных топливных фильтров (фото 5).
 Стандартные карбюраторы переменного разрежения (К
301, 302, К63, К65 и К68 (фото 6)), ввиду специфики их конструкции и принципа
работы, не позволят в полной мере получить отдачу даже от серийного двигателя
КМЗ. О качестве изготовления и применяемых материалах ''верха инженерной мысли'' —
К68, как Харьковского, так и ПеКаровского производства, говорить, вообще не
станем! Их хватает максимум на два сезона. В то время как использование схожих
по конструкции карбюраторов переменного разряжения, например ''Jikov'' от СZ-500
или ''Mikuni'' (фото 7), значительно поправит ситуацию и с реакцией на ''ручку
газа'', и с продолжительностью срока службы. Использование карбюраторов
постоянного разряжения (CV) позволяет максимально использовать потенциал
двигателя (фото 8). Реакция незамедлительна в любом диапазоне оборотов —
независимо от скорости открытия дроссельной заслонки. О необходимости их
подкачки при каждом запуске, как и о провалах при резких наборах оборотов, можно
забыть. Установка производится через переходную планшайбу. Снизить нагрев
планшайбы от головки цилиндров необходимо при помощи термоизоляционной
(текстолитовой) прокладки, толщиной 6-10 мм. Соединение карбюратора и планшайбы
(фланца) производится посредством резинового переходника, что способствует
гашению вибраций и, опять же, снижению нагрева карбюратора (фото 9). Также
используются отменные по своим качествам пробковые прокладки (под термопрокладку
и переходной фланец). Привод карбюраторов придется либо доработать, либо
изготовить заново. При их изготовлении и монтаже важна синхронность привода.
Следующий этап — изготовление и установка винтов регулировки холостого хода и
привода обогатителя.
Регулировка карбюраторов в целях достижения
наилучших динамических показателей является сугубо индивидуальной, поэтому можно
дать только общие рекомендации. Для получения хорошей приемистости и работы на
переменных режимах выбираем карбюраторы с диаметром диффузора 30-32 мм. Для
отличной работы при максимальных оборотах размер диффузора должен быть в
пределах 32-37 мм. При покупке удосужьтесь проверить состояние мембран, колодца
и цилиндра, а также размеры резьбы и состояние жиклеров.
У
большинства карбюраторов ''Mikuni'' и ''Keihin'' жиклеры взаимозаменяемы, как с
''Днепровскими'', так и с ''Жигулевскими'', что позволяет упростить их подбор и
добиться наилучших показателей. Регулировка карбюраторов начинается с установки
холостых оборотов, затем необходимо добиться синхронизации в работе цилиндров,
при помощи вакуумметров, и только потом производится подбор главного жиклера и
выставляется положение иглы. Эта операция проводится только путем замера СО
газоанализатором, для определения качества работы системы питания. Они есть в
МРЭО, на станциях диагностики. Расход топлива определяется только опытным путем.
В том случае, если скоростные режимы маловажны, а основной упор сделан на
снижение расхода топлива, возможно, придется остановить свой выбор на
''Карпатовском'' главном жиклере, с мизерной пропускной способностью. Если же
происходит выращивание настоящего бодибилдера — не может идти и речи о кормлении
его только пресными салатиками.
В любом случае подбор диаметра
жиклера сводится к нормальной работе двигателя при максимальных оборотах. При
обогащенной смеси из выхлопных труб будет валить черный дым и раздаваться желтые
выстрелы. Обедненная смесь даст о себе знать при резком сбросе ''ручки газа''
выстрелами фиолетово-синего цвета. Это признак обеднения смеси в режимах малых и
средних оборотов. Устраняется регулировкой холостого хода и смещением дозирующей
иглы.
Вакуумные карбюраторы более громоздки, чем ''переменники'',
поэтому будут создавать некоторое неудобство при эксплуатации. Поэтому,
возможно, придется переходные флянцы изготовить с небольшим загибом во
внутреннюю сторону (для большей компактности).
Если речь идет о
чоппере, у которого рычаги управления вынесены в переднюю часть рамы, проблема
отпадает сама собой.
Либо используются карбюраторы от V-образных
двигателей, имеющие наклонную конструкцию. Что позволяет сместить их вверх и
вернуть свободу доступа к подножкам и рычагам (фото 10) При отсутствии в
конструкции мотоцикла стартера, или в случае установки его сбоку КПП,
используются спаренные карбюраторы. При этом упрощается схема их привода — через
один трос.
Впускной коллектор изготавливается либо из
тонкостенных металлических труб соответствующего диаметра, которые свариваются с
переходными флянцами, либо из дюралевых или латунных патрубков (фото 11). Длина
коллекторов должна быть идентичной, изгибы коллекторов — максимально сглажены,
для предотвращения сопротивления течению смеси. Внутренняя поверхность
коллекторов должна иметь мелкую шероховатость, как после обработки наждачной
бумагой Р100-180, для наилучшего дробления смеси. С этой же целью перед входом
коллектора (или фланца), в канал головки продольно устанавливается мелкая
сеточка, которая также способствует дроблению смеси (фото 13). Плюс этой схемы с
длинным впускным коллектором, так же как и в случае с автомобильным
карбюратором, в том, что смесь при попадании в камеру сгорания более холодная,
чем из карбюраторов, установленных прямо на головках цилиндров, вследствие чего
увеличивается ее плотность. Но при низких температурах плюс превращается в
большой минус — возникает сложность запуска. Проблема решается при помощи
системы электроподогрева коллектора. Оптимальным вариантом использования
автомобильных двухкамерных карбюраторов является карбюратор от малолитражки
''Ока''.
Его отличают относительная компактность, простота
регулировки, вакуумная регулировка холостого хода, неприхотливость в
обслуживании, наличие комплектующих. Диффузор и диаметры жиклеров отлично
подходят для эксплуатации без внесения изменений. Коллектор изготавливается
идентично с вышеуказанным. В качестве бензонасоса достаточно использовать
топливный насос 966-8101222 от автомобиля ЗАЗ 968, или другие аналоги. Расход
бензина на этом карбюраторе можно довести до 4,5-5 л на 100 км. Также он
способствует улучшению динамических характеристик при малых и средних оборотах.
На высоких оборотах прослеживается небольшое ''зависание'' в его работе. Здесь
следует скорее сделать акцент на малом расходе топлива, по сравнению с
мощностями, реализуемыми при питании каждого цилиндра отдельным карбюратором.
Хорошо себя зарекомендовали автомобильные спаренные (2 в 1) карбюраторы
''Делл*Орто'', использующиеся на оппозитных ''Альфа Ромео''. Характеристики их
работы очень сходны с ''горбатыми'' распредвалами: на малых оборотах они ведут
себя достаточно вяло. При очень плавном открытии дросселей даже может создаться
впечатление, что в системе питания неполадки. Принципиальная схема работы
карбюраторов этого типа такова, что он требует постоянного и активного контакта
с ручкой газа, диктуя агрессивный стиль езды! Но при этом отличается достаточно
умеренным расходом!
На двигателях, форсированных ''по объему'' и
качеству наполнения камеры сгорания, часто приходится прибегать к установке
второго бензонасоса, который обеспечивает подачу дополнительной порции бензина,
минуя коллектор, по отдельным топливным магистралям практически во впускной
канал головок цилиндров.
В процессе выбора системы питания
зачастую приходится апробировать несколько вариантов, пока будет достигнут
положительный результат. При правильной регулировке системы питания двигатель
легко набирает и сбрасывает обороты при резком открытии дроссельной заслонки,
без хлопков в карбюраторе и выстрелов в глушителях.
СНОСКИ:
* ''Подьем клапана'' — величина его
перемещения, передаваемого кулачком распредвала. В серийных двигателях высота
подъема клапана ограничивается конструкцией коромысла. Соотношение плечей
коромысла составляет 1.47:1 (КМЗ). Значительное увеличение профиля эллипсоидных
кулачков распредвала, свыше 2-3 мм, повлечет изменение плечевого соотношения
коромысел.
 Для таких изменений конструкции оптимально
использовать роликовые рокеры (''Ракеты''). Это еще одна из ряда проблем
использования ''горбатых'' распредвалов, которая в очередной раз ставит вопрос
ребром: А нужна ли подобная модернизация системы ГРМ, при условии таких огромных
затрат, в противовес улучшению характеристик в определенном диапазоне
работы?
** Владельцы Ирбитских оппозитов в качестве ''горбатого''
вала могут использовать распредвал от кроссовых двигателей М63К, Кросс 1000 или
Урал''Авиа'' (фото). Данные валы не имеют передней части вала под установку
автомата опережения зажигания, так как рассчитаны под привод двух- искрового
магнето М-90 и упрощенную, плоскую, переднюю крышку двигателя без системы
фильтрации масла. Для его имплантации в серийный двигатель ИМЗ, потребуется
изготовить недостающую часть вала, отталкиваясь от размеров стандартного
распредвала ,или использовать часть заводского вала. После чего необходимо
сварить их между собой аргонно-дуговой сваркой. Сварной шов обрабатывается на
токарном станке, с проверкой ''на биение''. Одно только ''НО'': поиски подобных
валов сродни поискам ''Экскортных'' распредвалов КМЗ.
Автор: Илья Марченко (при участии ПОРУЧИКА, г. Одесса,
ТРАЙКА, г. Ильичевск и РЫБЫ, г. Белгород-Днестровский).
Фото:
автора
Источник: http://www.motodrive.com.ua |
