Лепестковые клапаны и золотники.

На подавляющем большинстве двухтактных мото­циклетных двигателей впуском смеси в картер управляет  поршень. Он обычно открывает окно не доходя 60-—65 градусов до верхней мертвой точки (ВМТ),а закрывает спустя те же 60—65 градусов после нее. Про­должительность фазы впуска относительно ВМТ сим­метрична, и тут уж ничего не поделаешь — взаимное положение кромок окна и поршня как при ходе послед­него вверх, так и при ходе вниз одинаково Хотелось бы (в интересах улучшения наполне­ния цилиндра смесью), чтобы впуск начинался за 130—140 градусов до ВМТ, а закапчивался спустя 40—50 градусов после ВМТ. Но для этого надо, чтобы откры­тием и закрытием впускного  окна управлял не пор­шень, а какое-то другое устройство, которое позволяло бы получать наивыгоднейшие фазы. 

Такие устройства — дисковый золотник и лепестко­вый клапан. Оба получили распространение лишь; в последнее время, хотя известны были давно. Первый Применялся еще - в 1920 г. на мотоциклах «Цпро» и«Сан», второй увидел свет пятью годами позже на машинах «Титан». Но по-настоящему оценил возможности дисковых золотников инженер Д. Циммерман из Германии, с помощью которого на заводе, называемом ныне МЦ, в 1953 г. были построены первые гоночные мотоциклы с таким распределением. Их успехи в последующие годы на соревнованиях заставили приглядеться ко вновь родившейся новинке многих конструкторов. Опробовав ее на своих гоночных машинах, они вскоре начали при­менять ее и на серийных дорожных мотоциклах. В результате сегодня распределение с помощью вращающе­гося дискового золотника применяется на отдельных  моделях «Бриджстон», «Майко», «Сузуки», «Кавасаки», ЯВА, «Ямаха», у которых удельная мощность состав­ляет 110—130 л. с. с литра рабочего объема двигателя. Дисковый золотник представляет собой изготовленный из пружинной стали толщиной 0,4—> 0,6 мм диск с вырезом. Насаженный на шейку коленча­того вала, он вращается в узкой полости, которая об­разована между картером двигателя и круглой боковой крышкой картера В крышке и картере сделаны впуск­ные отверстия, а к фланцу крышки крепится карбю­ратор. При вращении золотник своим вырезом открывает доступ смеси из карбюратора в картер. Продол­жительность впуска, которая определяется шириной выреза в диске, может быть сделана очень большой и на гоночных моторах она составляет 200—210 граду­сов против 140—160, возможных при управления впу­ска поршнем. Одновременно дисковый золотник позво­ляет ' получить несимметричные фазы газораспределе­ния.

Дисковый золотник

Этой же цели служит лепестковый клапан, который завод «Ямаха» широко применял сначала на гоночных моделях, а теперь и на дорожных. Корпус клапана установлен между фланцем карбюратора и впускным окном так, чтобы его лепестки, сделанные из пружинной стали и одним концом приклепанные к кор­пусу, были обращены к цилиндру. На двигателе, оснащенном лепестковым клапаном, начало фазы впуска задается почти таким же, как при золотниковом распределении. При ходе поршня вверх он открывает своей нижней кромкой впускное окно, и под действием разрежения в картере лепестки откры­вают отверстия в корпусе клапана — смесь поступает в картер. При ходе поршня вниз когда надо сравни­тельно рано закрыть впускное окно, лепестки под действием давления в картере прижимаются к своим сед­лам, прекращая доступ смеси в картер. Таким обра­зом, это нехитрое устройство позволяет получить не­симметричные фазы газораспределения. Его примене­ние на серийных мотоциклах «Ямаха» позволило до­стичь удельной мощности 110—120 л. с. с литра. Со­вершенно неверным было бы считать, что, установив на мотор, скажем, только лишь лепестковый клапан, можно получить высокие показатели. Совсем нет. Ведь невозможно благодаря лишь одному прекрасному музыканту преобразить весь оркестр. Даже заменив всех оркестрантов на людей более способных, чем их пред­шественники, не удастся добиться желаемого резуль­тата. Нужно потратить немало времени и труда, чтобы, как говорят, «заставить их сыграться», образовать еди­ное целое. Двухтактный двигатель тоже представляет собой систему, подобную  оркестру, в которой фазы газораспре­деления, форма; камеры: сгорания, размеры окон, глу­шителя, впускной и выпускной труб, параметры уст­ройств, регулирующих впуск, должны быть гармонично подобраны, чтобы получить нужное совместное «звуча­ние», Лейтмотивом может быть достижение либо наи­большей мощности, либо максимальной экономичности, либо наивысшей «тяговитости» двигателя, либо опре­деленной комбинации этих характеристик. Естественно, что такая сложная и вместе с тем топ­кая работа не может быть совершена «кустарем-одиночкой», она по силам лишь искушенным специалистам конструкторско-экспериментальных бюро на мотоцик­летных заводах.    

Устройство и работа лепесткового клапана

Но вернемся к конструкции современных двухтакт­ных двигателей. Для получения высокой мощности в их цилиндры вводят, как мы только что убедились, лю­быми возможными средствами как можно большее ко­личество рабочей смеси. Сгорая, она совершает не толь­ко работу, оцениваемую цифрами «л. с.» в характери­стике, но и выделяет большое количество тепла. Кста­ти говоря, отдельные детали именно двухтактного дви­гателя работают с очень высокими тепловыми нагруз­ками. А это приводит и к прогарам поршней, быстрому износу цилиндров и потере мощности при продол­жительной работе на «максимуме». Словом, двухтакт­ным двигателям нужны «жаропонижающие средства». . И действительно, на многих высокофорсированных моторах мы видим просто чудовищных размеров ребра охлаждения. Глядя, например, на двигатель «Ямаха yz125», трудно отделаться от мысли, что его рабочий объем не 250 см³, а в 2 раза меньше. Для того чтобы обеспечить отвод тепла от цилиндра и го­ловки такого двигателя с удельной мощностью 110л. с. с литра, действительно нужны ребра с длиной, почтя равной диаметру цилиндра, У многих дорожных (именно дорожных!) ма шин ширина цилиндра по рёбрам в 3,5—-4,0 раза больше диаметра цилиндра, а на двига­теле «YAMAHA KT 100 SC» даже в 4,5 раза. Столь развитые ребра обеспечивают хороший отвод тепла, но склонны к виб­рации, которая способствует усилению шумности двига­теля. Для борьбы с этим неприятным побочным эффек­том в ребрах, недалеко от их наружного края сверлят отверстия, куда выставляют амортизирующие стержни из теплостойкой резины. Так, в частности, сделано на  мотоциклах ЯВА. Основной поток тепла отводится через головку ци­линдра. Применявшиеся прежде продольные верти­кальные ребра  не обеспечивали равномер­ного охлаждения. Переход на веерное расположение ребер позволил устранить этот недостаток. | Радикально решили проблему охлаждения двигате­ля для некоторых моделей заводы «Сузуки» и «Ямаха». Они применили водяную систему охлаждения— первый на машине класса 750 см³, а второй... — на 50- кубовом мокике. На «Сузуки-ГТ750» конструктивно она подобна автомобильной с радиатором, развитой водяной  рубашкой вокруг цилиндров, насосом и термо­статом. Ее емкость — 4,5 л. Водяное охлаждение обес­печивает двигателю постоянный температурный, режим независимо от дорожных и погодных условий и ста­бильность мощности. Так, оно дает возможность под­держивать зазор между поршнями и цилиндрами, рав­ный 0,05 мм, в то время как при воздушном охлажде­нии зазор составляет 0,38 мм (во избежание заклини­вания поршня при значительном нагреве двигателя).. При водяном охлаждении меньше и тепловые де­формации цилиндров. Особенно они опасны для трехцилиндровых дви­гателей (каким оснащен «Сузуки-GT750»), где средний цилиндр работа­ет в невыгодных (с точ­ки зрения_; хорошего ох­лаждения) условиях,  Само по себе водяное охлаждение — не такая уж новинка —- еще до первой мировой войны выпускались в Англии «водяные» мотоциклы «Скотт». В последние годы водяное охлаждение ши­роко применялось на гоночных мотоциклах. В этой свя­зи достаточна назвать такие всемирно известные заво­ды, «Кавасаки» «Ямаха» (Япония). Как видно из приведенных примеров, мотоциклет­ный снорт постоянно играл роль опытного полигона для проверки многих конструктивных новшеств, впоследст­вии нашедших применение на серийных моделях, осо­бенно на снабженных двухтактными двигателями. Среди них важное место занимают так называемые Г-образ- ные поршневые кольца впервые появившиеся лет 45—-47 назад. Они обеспечивали значительно лучшее уплотнение стыка поршень-цилиндр, чем кольца обыч­ного типа. Это достигалось в результате того, что дав­ление газов на вертикальную часть кольца деформиро­вало его, дополнительно прижимая кольцо к цилиндру.