Расскажите, пожалуйста, как работает мощностной клапан в системе выпуска 2-тактных двигателей - я хочу такой
изготовить и установить его на «Иж-П5».
Максим СУХАНОВ, Ростовская обл., г. Новочеркасск
Сейчас у мотоциклистов на руках полно кроссачей и эндуро прошлых лет с 2-тактными моторами. И у многих от старости не
работает мощностной клапан. Часто владельцы не только не понимают, как он устроен, но и зачем он нужен вообще - и эти
просто выбрасывают этот механизм. И очень зря - очень полезный узел.
Чтобы увеличить мощность 2-тактного двигателя, сохранив при этом большой крутящий момент в широком диапазоне оборотов,
конструкторы с помощью различных ухищрений избавляются от симметричности фаз его газораспределения.
В системе выпуска резонатор настраивают так, чтобы волна высокого давления, отраженная от его стен, возвращалась к выпускному
окну в момент, когда все отработавшие газы вышли из цилиндра в окно, и преграждала путь свежей бензовоздушной смеси. Так
настраивают мотор на режим максимальной мощности или максимальный крутящий момент двигателя. Но в остальных режимах двигатель
работает хуже, чем до настройки. Чтобы он стал «гибким», на рубеже 70-80-х годов в конструкциях спортивных моторов стали
применять мощностные клапаны. Существует несколько конструкций, но у всех одна задача - подстраивать выпускную систему под
различные режимы работы двигателя.
Мощностной клапан Yamaha (YPVS) плавно открывается в диапазоне оборотов коленвала от 4000 (вверху) до 7000 об/мин (внизу):
1 - выпускной канал; 2 - золотник.
Конструкторы фирмы Konig не стали мудрствовать. На спортивные лодочные моторы установили резонаторы, длину средней части
которых можно изменять в пределах от 28 до 35 см. При минимальной длине мощность мотора составляет 82 л.с. при 9000 об/мин,
при максимальной - 67 л.с. при 7500 об/мин. Но при 7000 об/мин «удлинение» трубы поднимает мощность с 52 до 65 л.с! Именно
в этом режиме механизм и раздвигает резонатор... Все вроде бы просто. На деле же это устройство очень громоздкое и тяжелое,
а изготовить его так, чтобы детали не клинили и не пропускали наружу отработавшие газы, очень сложно.
Мощностной клапан YPVS от компании Yamaha - вращающийся цилиндрический золотник. Он расположен горизонтально, сразу за
выпускным окном. При уменьшении оборотов коленвала он частично перекрывает выпускной канал и создает эффект, будто бы окно
становится ниже. В результате двигатель работает так, будто угол открытия выпускного окна сокращается с 200° до 160°. По мере
закрытия золотника максимум крутящего момента смещается в сторону низких оборотов.
Спросите, каков эффект? Вот показатели одного из спортивных моторов Yamaha выпуска 1980 года. Со свободным выпускным каналом
он развил 120 л.с. при 11000 об/мин, достигая максимального крутящего момента при 9000 об/мин. Когда золотник закрыт, пик
мощности перемещается к 10000 об/мин, а максимальный крутящий момент - к 8000 об/мин. Но при этом на малых и средних оборотах
величина крутящего момента возрастает более чем на 30%! У менее форсированых «гражданских» двигателей золотник обычно начинает
плавно открываться после 4000 об/мин и полностью освобождает выпуск при 7000 об/мин. 500-кубовые
мотоциклы этой фирмы, оборудованные мощностными клапанами,
много раз побеждали в гонках Гран-при - именно благодаря отличной динамике разгона. «Гражданские» версии этого устройства
устанавливали на Yamaha 250 LC YPVS, 350 LC YPVS и 500 LC YPVS.
Конструкция YPVS предполагает два варианта управления золотником: механический TZ - когда на изменение частоты вращения
коленвала реагирует центробежный механизм с грузиками и поворачивает золотник тягой, а также RD, у которого электроника
определяет частоту импульсов системы зажигания и отдает команды шаговому электродвигателю, который передвигает золотник тросом.
В отличие от «плавного» YPVS, система АТАС фирмы Honda действует ступенчато. Ее клапан открывает проход из выпускного канала
в резонансную камеру, и величина, на которую он открыт, влияет на работу двигателя гораздо меньше, чем YPVS. С увеличением
частоты вращения коленва-ла шарики управляющего механизма на ко-ленвале поддействием центробежной силы перемещаются в канавках
и давят на диск, который через систему рычагов закрывает клапан. При этом изменяется настройка выхлопной системы и, как
следствие, максимумы мощности и крутящего момента сдвигаются в сторону высоких оборотов.
У системы Suzuki Automatic-Exhaust-Control-System (SAEC) спортивного мотоцикла RG500 (атакже ТХ250Х и т.п.) проход в резонансную
камеру перекрывает поворотный золотник. Он, как и клапан системы АТАС, влияет на работу мотора ступенчато. В ранних конструкциях
золотник поворачивал центробежный регулятор. Позже его заменил шаговый электродвигатель, которым управляет датчик на коленчатом
валу. Вместо громоздкой системы тяг конструкторы установили трос. Тот и другой варианты срабатывали при 7000 об/мин.
В системе Kawasaki-Integrated-Power-Valve-System (KIPS) отработавшими газами управляют два маленьких цилиндрических золотника,
расположенные вертикально в двух дополнительных выпускных каналах. Их вращает центробежный автомат, который заодно регулирует
момент опережения зажигания. На высоких оборотах золотники не мешают отработавшим газам поступать из цилиндра в глушитель.
При снижении оборотов они перекрывают боковые каналы и направляют часть отработавших газов из центрального канала в общую
резонансную камеру - и настройка выпускной системы изменяется.