Мощностной клапан в системе выпуска 2-тактных двигателей.

       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.	Мощностной клапан Suzuki (SAEC): 1 - выпускной канал; 2 - резонансная камера; 3 - золотник. Резонансная камера закрывается (внизу) при превышении оборотов коленвала свыше 7000 об/мин.

       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.

Мощностной клапан Honda (АТАС): 1 - окно резонансной камеры; 2 - клапан АТАС; 3 - рычаг; 4 - пружина; 5 - управляющий вал; 6 - ролик; 7 - вал системы АТАС; 8 - коленчатый вал; 9 - центробежный автомат, одновременно управляющий АТАС и углом опережения зажигания.

       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.

Раздел сайта «Cтатьи»

Источник материала : журнал "МОТО"