В 1989 году зеленоградский кооператив «Вираж» приступил к серийному выпуску двухтактного одноцилиндрового двигателя воздушного охлаждения с золотниковым газораспределением рабочим объемом 135 см3 для бескоробочных картов класса «К». В минувшем сезоне обладателем Кубка СССР в этом классе машин стал двукратный чемпион страны 35-летний гонщик Андрей Сисюкин — тренер одной из сильнейших в республике команды московской СДЮСТШ, подготовивший двух победителей и бронзового призера союзного первенства. Его мы и попросили поделиться секретами подготовки и доводки «чемпионского» двигателя.
— Полагаю, что опытным мастерам никаких секретов я и при желании не открою, — рассказывает Андрей Иванович. — Ну а тем, кто впервые знакомится с «Виражом», готов перечислить все, что было проделано перед стартом кубковых состязаний.
Прежде всего замечу, что двигатель «Вираж» зарегистрирован в Российской автомобильной федерации, поэтому все изменения, внесенные при его подготовке, соответствуют регистрационной карте.
Поначалу мотор был полностью разобран и промыт. На левой половине алюминиевого картера найдено место под установку бензонасоса от лодочного мотора, более легкого и компактного, чем автомобильный, приводимый эксцентриком задней оси карта. Под посадочное место на картере профрезерована плоскость, к которой насос крепится двумя винтами. Кроме того, в картере просверлено сквозное отверстие, соединяющее полость кривошипной камеры с насосом, так как работает он из-за пульсации давления.
Двигатели «Вираж» укомплектованы бесконтактной системой зажигания. Но так как под рукой было аналогичное по конструкции и неоднократно проверенное зажигание испанской фирмы «Мотоплат», оно и было установлено. Картер на токарном станке пришлось расточить под нехитрую переходную шайбу и, вдобавок, ввернуть в него резьбовую втулку для одного из трех винтов крепления «Мотоплата».
Коренные подшипники коленвала я заменил более надежными серии 36000-205 с неразборным пластиковым сепаратором вместо клепаного металлического. Судя по внешнему виду, не вызывали особого доверия и сальники коленвала. Пришлось подбирать другие, позаимствованные из авиационной промышленности. Кстати, многие проверяют герметичность сальников, заливая в картер бензин. Однако отсутствие течи гарантирует лишь их способность держать повышенное давление в кривошипной камере, тогда как зачастую правильно отладить мотор не позволяет подсос атмосферного воздуха в картер. При сборке двигателя следует тщательно осмотреть рабочие кромки сальников — они должны быть острыми. Натяг сальника по уплотняемому валу должен быть в пределах 0,3—0,5 мм (он регулируется подбором длины поджимной пружинки). Больший натяг вызывает быстрый износ рабочей кромки, меньший — не обеспечивает уплотнения.
Коленвал двигателя был распрессован. Шатун для повышения усталостной прочности отполирован (правда, после двух гонок на нижней головке появилась-таки трещина, и его пришлось заменить новым). Внутренняя поверхность нижней головки шатуна и палец требуют доводки при помощи притиров и алмазной пасты. В этом случае увеличение зазора в подшипнике можно компенсировать подбором более «полных» иголок, а зазор косвенно проконтролировать, измерив свободный ход верхней головки шатуна, покачивая его в плоскости, поперечной вращению вала. При сборке он должен составлять 0,9—1,1 мм. Однако я позаимствовал подшипник нижней головки шатуна и палец от двигателя «ЧеЗет-516». Впрочем, не стану утверждать, что «родной» подшипник мотора «Вираж» ненадежен. Попросту опыт подготовки чехословацких двигателей нами уже накоплен и был прямой смысл применить проверенное решение. По той же причине и поршень был взят из партии, изготовленной для картинговых моторов «ЧеЗет» в нашей производственной мастерской московской городской СДЮСТШ. Наружный диаметр поршня подбирался так, чтобы зазор между ним и стенками цилиндра составлял 0,07—0;09 мм, в зависимости от режима работы двигателя (т. е. конфигурации трассы).
Для улучшения наполнения картера доработан всасывающий канал. Его ширина по окружности вращения золотника увеличена и при измерении штангенциркулем стала равна 43 мм. Фаза всасывания до максимально разрешенной величины (200±3°) увеличена при помощи обработки золотника (открытие — 130° до ВМТ, закрытие — 70° после ВМТ).
Высота впускного окна увеличена до 26 мм. Однако следует помнить, что при этом на картере и крышке должны быть оставлены наружные рабочие кромки, на которые опирается золотник, шириной не менее 2,5—2,8 мм.
Обратите внимание — в сравнении с серийным, боковые края доработанного впускного окна округлены, дабы избежать его «мгновенного» закрытия и открытия золотником, а следовательно, нежелательной резкой пульсации потока горючей смеси. Впускной патрубок, взамен резинового с запрессованной металлической втулкой, изготовлен из алюминиевого сплава (у серийного мало проходное сечение). Карбюратор «Иков» с диаметром диффузора 34 мм соединен с патрубком традиционно при помощи отрезка армированного шланга и двух хомутов. Ко всему прочему такое решение надежнее.
Значительной доработки потребовал и серийный цилиндр. Она заключалась в устранении дефектов литья, увеличении проходных сечений, изменении формы и направления впускных, выпускных и перепускных каналов. Работа эта весьма тонкая. И при отсутствии необходимых знаний и навыков лучше обратиться к специалистам. Кстати, цилиндры к двигателю «Вираж» можно заказать на московском предприятии «Прома». Вместе с картингистами Новосибирска (там делают отливки рубашек) в столице налажены их выпуск и доводка по образцу того самого цилиндра, на котором я стартовал в прошлогоднем Кубке страны.
Применение качественного бензина «Экстра» позволило увеличить степень сжатия до 15,5 единицы (головка цилиндра была проточена на 0,8 мм). К сожалению, поперечная жесткость головки недостаточна, из-за чего происходил прорыв газов. Приливов под установку дополнительных шпилек крепления головки, как это сделано на двигателях «ЧеЗет-516», на цилиндрах «Виража» не предусмотрено, и перед каждым заездом головку буквально приходилось приклеивать к цилиндру специальным герметиком.
Вот, собственно, и все, что я успел сделать при подготовке двигателя к сезону. До его стендовых испытаний пока, увы, не дошли руки. Однако, судя по результатам соревнований, параметры мотора улучшились значительно.
Теперь несколько слов об эксплуатации. Передаточное отношение 9:70 не изменялось. Серийная цепь быстро износилась и была заменена более прочной, собранной из двух моторных цепей дорожного мотоцикла «Минск» (подходит от моделей серии 101—105). Между ведущей шестерней двигателя и картером установлено фетровое уплотнение, предохраняющее сальник.
Свеча зажигания PAL-X-15 обеспечивала гарантированный старт — не «забрасывалась» на малых оборотах. Правда, на максимальном режиме она перегревалась, но этот перегрев выдерживала. Опережение зажигания: 2,2—2,4 мм до ВМТ.
В качестве смазки применялась аптечная касторка в пропорции с бензином 1:25 (800 мл касторки плюс 400 мл ацетона, чтобы ее растворить в бензине, на 20-литровую канистру). Впрочем, если финансовые возможности позволяют, можно использовать и двухтактные импортные гоночные масла. Однако, как показала практика, при переходе с касторки на масло или с одного сорта масла на другой (в особенности с синтетического на минеральное и наоборот) мотор следует «прикатать», не давая ему поначалу полной нагрузки.
Результат предстоящей гонки во многом определяется умением оперативно отрегулировать, настроить двигатель перед стартом.
Однако вопросы регулировки двигателей и машины в целом — тема отдельного и весьма основательного разговора.
Один из основных недостатков высокофорсированного мотора — узкий рабочий диапазон оборотов. Постоянно поддерживать его оптимальный скоростной режим спортсмену помогает коробка передач. Однако двигатели для картов формулы «К», где применение коробки передач и сцепления запрещено, — особое дело. Эти моторы должны обладать весьма широким диапазоном эффективной работы.
Такая «универсальная» мощностная характеристика двигателя- определяется многими элементами, большинство из которых (например, конструкция кривошипно-шатунного механизма, цилиндра, тип газораспределения и т. д.) оперативно изменены быть не могут. Тем не менее резерв улучшения все-таки существует. Подобрав оптимальное сочетание длины выпускной трубы, высоты установки цилиндра и диаметра диффузора карбюратора, в определенных пределах можно относительно быстро откорректировать характеристику в зависимости от конфигурации трассы и уровня подготовки гонщика.
Удлиненная выпускная труба, цилиндр в нижнем положении (то есть минимальная фаза выпуска), минимальный диаметр диффузора карбюратора снижают обороты, на которых двигатель развивает максимальную мощность, улучшая эффективность работы в области низких частот вращения.
Укорачивая трубу, увеличивая высоту установки цилиндра и диаметр диффузора, можно добиться повышения числа оборотов мотора и, как правило, его максимальной мощности. К сожалению, при этом ухудшается характеристика двигателя (сужается рабочий диапазон). Поэтому при настройке есть смысл увеличивать мощность лишь до тех пор, пока мотор обеспечивает уверенное прохождение самого крутого поворота на трассе.
При опробовании разных вариантов на тренировке гонщику не следует полагаться на субъективные ощущения. Главный критерий — время прохождения круга. Причем, прежде чем приступить к регулировке двигателя, следует добиться того, чтобы это время стало стабильным. Для уверенности в выбранном варианте всегда следует вернуться к первоначальному и сопоставить результаты тренировки.
Надо иметь в виду, что путем простого последовательного подбора сначала, скажем, фазы выпуска (высоты установки цилиндра), а затем длины выпускной трубы или наоборот, прийти к оптимальному варианту настройки не всегда удается, так как оба эти параметра взаимозависимы.
Обычно порядок работы с новым мотором (или цилиндром) таков, что сначала пробуют два исходных варианта: 1 — цилиндр в крайнем нижнем положении и короткая выпускная груба, 2 — цилиндр в верхнем положении и удлиненная выпускная труба. Если лучшее время круга показано в первом случае — следует удлинить трубу, если же во втором — укоротить ее.
В процессе настройки могут возникнуть следующие ситуации. Время улучшается, когда цилиндр в нижнем положении в сочетании с удлиненной трубой (развитие варианта 1), — это говорит о том, что, возможно, завышена высота выпускного окна. Значит, можно попробовать установить цилиндр без прокладки, уплотнив соединение герметиком или даже проторцевать его на 0,5 мм.
В том случае, когда лучшее время прохождения круга получено в варианте с короткой трубой и цилиндром в верхнем положении (развитие варианта 2), есть смысл еще приподнять цилиндр. Если при этом время прохождения круга сохранилось или улучшилось — пробуем удлинять трубу.
Разумеется, пределы изменения длины выпускной трубы и положения цилиндра, на которые охотно «откликается» мотор при настройке, индивидуальны для каждого двигателя и определяются экспериментально. Выход за эти пределы приводит к снижению мощностных показателей.
В прошлом сезоне настройка «Виража» под разные варианты трасс производилась при неизменном передаточном отношении (9:70) и диаметре диффузора (34 мм) только путем подбора высоты установки цилиндра и длины серийной выхлопной трубы.
Труба была укорочена на 20 мм, а для установки между ней и выпускным патрубком цилиндра изготовлена стальная проставка (см. чертеж). Таким образом, появилось два варианта трубы: длинная — с проставкой и короткая, когда проставка отсутствует. Высота установки цилиндра регулировалась подбором толщины дополнительных медных прокладок между цилиндром и картером (естественно, речь идет о доработанном цилиндре, высота выпускного окна на котором увеличена до максимально разрешенного размера, указанного в регистрационной карте). Диапазон этой регулировки составил 0,8 мм от крайнего нижнего положения цилиндра. Для сохранения нужной степени сжатия пришлось изготовить набор прокладок головки цилиндра разной толщины (кстати, применять алюминиевые прокладки толщиной менее 0,5 мм либо медные тоньше 0,3 мм не рекомендуется). И конечно же, все работы по настройке мотора проводились после тщательной регулировки системы зажигания и карбюратора.
Записал С. Осокин. Фото В. Крючкова
Источник: Журнал «АМС», №3, 1992