KMZ – nowy silnik

Główną różnicą dnieprowskiego silnika od uralowskiego jest konstrukcja wału korbowego. W Dnieprze zastosowano korbowody łożyskowane na cienkościennych panewkach; tarcie podczas pracy jest tam minimalne i dlatego też (teoretycznie) są one długowieczne. Jednak panewki potrzebują też wydajnych filtrów oleju,…

… a on sam z kolei musi być podawany pod o wiele wyższym ciśnieniem, niż w przypadku łożysk rolkowych w Uralu. Dlatego też system smarowania w Dnieprze jest znacznie bardziej złożony, niż w Uralu. Na rysunku 1. przedstawiono fragment systemu smarowania silnika typu MT801, w skład którego wchodzą pompa olejowa, zawór redukcyjny (na rysunku nie pokazany), położony na końcu wału korbowego tzw filtr odśrodkowy oleju i kanały olejowe wydrążone w wale korbowym i karterze. Oczyszczanie oleju zachodzi dwustopniowo: w filtrze oraz w wykorbieniach wału korbowego, dzięki czemu najbardziej obciążona tylna panewka dostaje najczystszy olej.  System ten wydaje się być prosty i niezawodny dzięki maksymalnie skróconej drodze oleju od pompy do panewek i podparciu wału na łożyskach tocznych. Ma on jednak wiele wad, a do najpoważniejszych zaliczyć należy niską efektywność systemu i pracochłonność podczas eksploatacji. Filtrowanie oleju przy niskich i zmiennych obrotach wału korbowego jest niewystarczające. Dodatkowo w procesie eksploatacji silnika występuje konieczność regularnego czyszczenia filtra odśrodkowego – czynność  niemożliwa bez rozebrania silnika. Ponieważ zawór redukcyjny położony jest w pompie olejowej powyżej poziomu oleju w misce, każde jego zabrudzenie i związane z tym niewłaściwe przyleganie kulki zaworu do gniazda powoduje niemożność samonapełnienia pompy olejem, a oczyszczenie zaworu wymaga odkręcenia miski olejowej. Poza tym w czasie obrotów wału korbowego pojawia się siła odśrodkowa, przeciwdziałająca olejowi płynącemu radialnymi kanałami tak w wale korbowym, jak i w przypadku tylnej panewki.  Zapobiec temu można wyłącznie zwiększając ciśnienie oleju w systemie, co spowoduje straty mocy oraz możliwość rozhermetyzowania układu.  Wszystkie te niedoskonałości znane były inzynierom KMZ od dawna. I dlatego też już w 1980 r w fabryce w Kijowie powstał silnik z systemem smarowania różnym od omawianego wcześniej. Gdyby wszedł wtedy do produkcji, odniósłby druzgocące zwycięstwo nad głównym konkurentem – zakładami URAL-IMZ w Irbicie. Niestety, gospodarka planowa tych lat spowodowała, że seryjny egzemplarz ujrzał światło dzienne dopiero 15 lat później – w 1995 r.  Czym charakteryzuje się nowy typ silnika i jakie są jego osobliowści konstrukcyjne?  Analizując słabe punkty starego typu silnika konstruktorzy doszli do wniosku, że należy stworzyć system nie powodujący utraty ciśnienia na panewkach wału przy podwyższonych obrotach silnika oraz którego obsługa nie wymagałaby rzobiórki silnika.  W nowym systemie smarowania magistrala olejowa łącząca filtr z wałem korbowym wydrążona jest w pokrywie systemu odpowietrzania skrzyni korbowej. W niej zamontowany jest również zawór redukcyjny. Zmieniono konstrukcję samego wału korbowego, co szczególnie daje się zauważyć w przekroju łączenia pomiędzy wykorbieniami obydwa wykorbienia połaczone są osiowym i radialnym kanałem (Rys. 2). Sam filtr, składający się z wmontowanych w niego elementów zgrubnego i dokładnego filtrowania oraz zaworów wpustowego i zwrotnego, pochodzi od samochodu WAZ-2105 i jest zamontowany na dodatkowym dokręcanym do pokrywy systemu odpowietrzania aluminiowym elemencie. Smarowanie panewek w tym układzie przebiega następująco: olej pompą 1 doprowadzony zostaje do podstawy filtra 2 zamontowanego na pokrywie systemu odpowietrzania 3 , otwiera zawór zwrotny 4 wpływa do filtra 5. Jeśli olej jest gęsty (np przy zimnym silniku), to w filtrze 5 przepływa przez element zgrubnej filtracji 6 i wpływa do magistrali głównej 7. Jeśli silnik jest zagrzany, to przed wpłynięciem w magistralę 7 olej przepływa jeszcze przez filtrujący element 8 dokładnego oczyszczania.  Pod wpływem obrotów wału korbowego pojawia się siła odśrodkowa działająca na olej w kanałach wału, dzięki czemu jest on zasysany przez rurkę 11 z magistrali 7 i pod ciśnieniem (proporcjonalnym do kwadratu częstotliwości obrotów wału) przez otwory 18 i 19 w wale korbowym wpływa do panewek wału korbowego. Ponieważ wtłaczanie oleju z głównej magistrali do wału korbowego przechodzi poprzez otwór 10 i kształtkę 11 wkręcaną w oś wału, a kanał 15 łączący wydrażenia w wykorbieniach wału  wykonany jest jako półokrągły wokół osi obrotu wału korbowego, to siły przeciwstawiające się wtłaczanemu olejowi są praktycznie równe zero. Przy dowolnych obrotach wału siły odśrodkowe w wydrążeniach w wykorbieniach będą zawsze jednakowe. Dzięki temu w swoim ruchu w kanale 15 olej nie musi pokonywać znaczących przeciwnych sił (0.45 MPa przy 8000 obr/min). Dlatego też straty energii na przemieszczanie oleju w kanale 15 są pomijalnie małe i równe siłom tarcia oleju o ścianki kanału. Aby panewki mogły pracować w normalnych warunkach, przy dowolnych obrotach wału korbowego wystarczającym pozostaje ciśnienie oleju równe 0.1 MPa. Przy tym wypływ oleju przez otwory 18 i 19 realizuje się pod wpływem sił odśrodkowych przy obracającym się wale jako proporcjonalny do częstotliwości jego obrotów. Dodać należy, że w silniku starego typu MT801 przy średnich obrotach wału korbowego ciśnienie oleju nie powinno być niższe, niż 0.35 MPa, a przy obrotach rzędu 8000 obr/min zawór redukcyjny powinien utrzymywac ciśnienie oleju nie mniejsze, niż 0.75 MPa. To było przyczyną montażu w motocyklach sportowych, a zatem i w motocyklach Dniepr ESKORT-78 filtra odśrodkowego. Wysokie ciśnienie oleju uniemożliwia stosowanie wymiennych filtrów olejowych z powodu ich małej trwałości.  Wbudowanie zaworu redukcyjnego w przednią pokrywę silnika (obudowę systemu odpowietrzenia) pozwala uzyskać wymagane ciśnienie oleju w łożyskach korbowych w przypadku ich zużycia, utraty jakości oleju i wzroście oporów filtra i nie powoduje utraty ciśnienia w głównej magistrali, co zdarza się, jeśli zawór redukcyjny zamontowany jest w korpusie pompy oleju. Taki wariant wyklucza też praktycznie możliwość zabrudzenia zaworu (w magistrali 7 znajduje sie przecież olej już filtrowany) i rozhermetyzowania układu. Nawet w takich przypadkach jest on łatwo dostępny dla obsługi.  Dodatkowo, w magistrali 7 występuje wysokie ciśnienie oleju podczas rozruchu zimnego silnika, co zmniejsza rozruchowe zużycie panewek.  Umieszczenie filtra na zewnątrz ułatwia jego demontaż i montaż, jak również polepsza chłodzenie oleju.  Podsumowując: stosunkowo niskie ciśnienie oleju wystepujące w głównej magistrali, maksymalnie uproszczona konstrukcja, zastosowanie samochodowego filtra, efekt samoregulacji sysytemu wskutek działania sił odśrodkowych powoduje, że układ jest prosty i niezawodny w eksploatacji.  Oczywiście Dniepr z nowym silnikiem pozostaje tym samym Dnieprem ze starymi osiągami i wyglądem. Jednak po raz pierwszy przy tej konstrukcji pojawia się słowo, które nigdy się nikomu z Dnieprem nie kojarzyło: NIEZAWODNOŚĆ.  Do masowej produkcji silnik ten nie wszedł; fabryka KMZ goni resztkami sił i tak naprawdę maszyny z takim silnikiem w większości idą na eksport. W chwili obecnej można kupić zarówno cały zmontowany silnik, jak i zestaw do przeróbki silnika starego typu na nowy.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *