Дневник самодельщика
Зачем двухтактному двигателю нужен резонатор выхлопа.
Рассмотрим их:
1-й такт:
Поршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре. Одновременно, движущийся вверх поршень создаёт разрежение в кривошипной камере. Под действием этого разрежения открывается клапан впускного коллектора и свежая порция топливовоздушной смеси (как правило, с добавкой масла) засасывается в кривошипную камеру. Когда поршень доходит до ВМТ первый такт заканчивается, и начинается второй.
2-й такт:
После сжатия топливной смеси свеча, установленная в головке цилиндра, производит электрический разряд, то есть попросту искру, при этом сжатая топливо-воздушная смесь воспламеняется, сгоревшее топливо становится горячим газом, который стремится увеличится в объёме и давит на поршень вниз. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджог, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырёхтактном двигателе. Однако, при движении поршня вниз, примерно за 60° до НМТ открывается выпускное окно (в смысле, поршень перестаёт перекрывать выпускное окно). Выхлопные газы (имеющие ещё большое давление) устремляются через это окно в выпускной коллектор. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в рабочий объём цилиндра и окончательно вытесняет из него отработанные газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор.
Смотрим шикарную анимацию в начале поста.
Синим показан воздух который засасывается разрежением в Кривошипно-Шатунной камеры по пути насыщаясь топливом которое распыляется из топливной форсунки – инжектора (в карбюраторных двигателях этим занимается карбюратор) смесь воздуха и топлива в правильных пропорциях называют топливо-воздушной или рабочей смесью, она обозначена на анимации зелёным цветом, попадая в цилиндр и сжимаемая поршнем рабочая смесь нагревается, на схеме это обозначено изменением цвета с зелёного на красный, ну и серым обозначена сгоревшая смесь и видимо символизирует дым.
Так вот о «шикарности» этой анимации, на ней очень понятно показано зачем двухтактному двигателю резонатор (резонатор в данном случае это совокупность конусов которые вы видите в «выхлопной трубе»), как видно из-за конструкции резонатора часть ударной волны «выхлопа» отправляется в обратный путь, заталкивая своей энергией часть свежей рабочей смеси которая стремилась улизнуть, этим увеличивается мощность, потому что больше рабочей смеси сгорает и выделяется больше энергии, и этим улучшается экономичность – представьте если бы не было резонатора часть топлива, за которое вообще то уплочено, просто вылетало бы «в трубу» в буквальном смысле. Так-же стоит отметить что резонатор для каждого двигателя рассчитывается индивидуально.
Все выше сказанное замечательно, но….
В наших с вами мотоциклах используется двигатель, рассчитанный на некие условия эксплуатации, потому и возможности моторов, условно говоря, — по показателям экономичности, долговечности, токсичности отработавших газов. На получение таких показателей и приспособлена технология массового производства, а это те рамки, которые порой сковывают конструкторов по рукам и ногам. Поэтому прок от индивидуальной доводки будет. Остается правильно поставить задачи и правильно их решить.
Формулы для расчета глушителей двухтактников существуют, но они громоздки, трудно учесть все факторы. Хотя бы погодные. Не замечали, как меняется работа двигателя при изменении температуры воздуха или влажности? Или температура выхлопных газов: мало того, что в точке возле выпускного окна она не постоянна и сильно зависит от режима работы двигателя. Газы, двигаясь внутри резонатора, вначале расширяются, остывая при этом, а затем, сжимаясь в обратном конусе, вновь нагреваются и т. д. А ведь в основе расчета глушителя стоит скорость звука в выхлопных газах, которая напрямую зависит от температуры. Что же это за основа, если она постоянно меняется! Вот и остаются эти формулы на страницах диссертаций. Даже на заводах глушители рассчитывают упрощенным методом, потом доводят систему выпуска! на стенде, а затем, после дорожных испытаний, все равно что-то переделывают.
Резонатор на кроссовый мотоцикл
Приветствую всех! Ещё год назад я хотел заказать новый резонатор для своего мотовела. И дело было не только в массе, что мой «чугуниевый» резонатор имел явные проблемы с весом (его вес был около 5кг), но и то, что я сомневался, что моя труба работает нужным образом. Несмотря на то, что основная часть моей самопальной трубы из водопроводных отводов вроде бы соответствовала прототипу в виде китайского резонатора, часть от цилиндра до этого основного объёма, а также обратный конус — соответствовали в целом НЕ ОЧЕНЬ. И по этой причине я так и не смог добиться от движка нормальных оборотов, которые для него соответствовали бы 14 тысячам. Да, эти движки очень «злые», высокооборотные, способны выдавать более 12 лошадей легко, но только на огромных оборотах, что вкупе с одной лишь фиксированной передачей делает его использование весьма трудным. Особенно, когда мотор этот стоит на таком могучем, тяжёлом шасси как у меня, да и мой собственный вес, составляющий более чем 80кг, добавлял трудностей со стартом с места даже при огромном передаточном отношении.
Но пока речь не шла об этом. Я и не понимал, что мне придётся изменить в настройках мотора, чтобы оно «поехало». Новый резонатор воспринимался «волшебной таблеткой», способной мигом оживить мой довольно «мёртвый» (для такой то потенциальной мощности двигателя) байк и привести его в чувства, даровать проекту вторую жизнь. Новый резонатор был сделан Николаем Груздовым из г. Пятигорска, известным в определённых кругах как способным сделать любой резонатор на 2т технику, в т.ч. по индивидуальному заказу, т.е. это был явно мой случай. Сказано — сделано. Николаем, по моим образцам в виде «чугуниевого» резонатора и останкам китайского был изготовлен новый, из 1мм нержавеющей стали, полностью повторяющий по конфигурации китайский, а по крепёжным элементам и изгибам — мой самодельный. Спустя 5 дней после изготовления он уже был у меня и я приступил к сборке.
Установка трубы на своё место в целом не заняла много времени. Да, где-то отверстия не прям миллиметр в миллиметр совпадали с моими, но в целом, это не вызвало затруднений. И как только выдалась нормальная погода, я выкатил байк на улицу на испытания. Испытания, которые затянутся на целую неделю, но начало было впечатляющим! Я запустил двигатель, и прогазовавшись, совсем немного прогрев его, выкрутил ручку газа. Байк полетел как бешенный, переднее колесо почти оторвалось от асфальта и я сбросил газ. Это было ИМЕННО ОНО! Именно то, чего я ждал с самого начала, с самого старта проекта. Это было то, что я хотел изначально. Маленькое чудовище, монстр, мотоцикл в образе велосипеда! Который правда за время своей сборки весьма заметно набрал вес и оброс совсем уж не велосипедной ходовой… Но в тот момент я понял, насколько же для этого двигателя критичен резонатор. Я могу сказать точно, что даже на лучшей версии самодельного резонатора мотовелосипед НЕ ЕХАЛ ВООБЩЕ по сравнению с новой трубой! А уж если вспомнить то, что было во время самого первого испытания в конце апреля 2018 года… Там пациент был скорее мёртв, чем жив…
Впрочем, настройка только начиналась. Первое, с чем я столкнулся — после прогрева двигатель безбожно «тупил». Тупизм заключался в том, что после пробега по асфальту на расстояние в 300-400м на полном газу мопед более уже не реагировал так остро на открытие газа, а далее не мог разогнаться до резонансных оборотов вовсе! При этом двигатель как бы «лаял» «гавкал», т.е. совершал некие колебания оборотов. И почему это происходило, я поначалу не мог понять. Если точнее, я неправильно интерпретировал эти симптомы как «обогащение смеси с прогревом». Поэтому я стал судорожно перебирать различные жиклёры, делать свои жиклёры на разную пропускную способность, впаивая в рассверленные жиклёры проволочки разного размера и проливая жиклёры на импровизированном стенде. И это поначалу вроде бы имело результат, но лишь в том виде, что «гавканье» начиналось чуть позже. Но оно всё равно наступало, и мопед просто ехал 20 км/ч, производя странные звуки и пугая людей.
Добавляла проблем и свеча зажигания. По мануалу к двигателю, на него должна была ставиться свеча NGK BR9ECM. Таковой я в своё время не нашёл, и купил сразу две свечи — BR9ES и BR8ES. Последняя и стояла до последнего времени в моём движке. Но с новым резонатором на всех свечах появились необъяснимые пропуски зажигания, порой доходящие до полной «строчки» и также невозможности нормально ехать. Это было очень странно, я не мог понять, почему это происходит. Лишь после того, как я вспомнил, как работает правильная резонансная труба на двухтактных двигателях, была сделана гипотеза, что из-за возросшего давления в цилиндре искре тяжелее пробиться, и нужно уменьшать зазор. Что и было сделано, и да, это отчасти решило проблему, но лишь отчасти. «Гавканье» не делось никуда. Мопед по прежнему не мог нормально ехать. А там ещё и карбюратор внезапно начал «парить мозг» — его запорная игла подклинивала и бензин в поплавковой камере кончался, после чего запустить двигатель было невозможно. У меня попросту опускались руки…
Вот так оно НЕ ЕХАЛО:
Свеча при этом была вот такая: 
И я понял окончательно, что вероятно, делаю что-то не так. «Победа» была так близка! Мотовел находился в состоянии суперпозиции — холодный он едет просто прекрасно, но стоит ему хоть чуть прогреться — и он не едет вовсе. Это заставило меня приступить к поиску похожих проблем на англоязычном сегменте Интернета. Множество тем о ktm sx 50 на мотофорумах было исследовано на предмет нужной мне информации. И я нашёл нужные мне данные. Сцепление. Именно центробежное сцепление двигателей ktm sx 50 похоже было ответственно за мою проблему. И ведь я в процессе поиска решения даже пробовал «жестить» своё сцепление! Ну т.е. увеличивать обороты зацепления. И именно в этом варианте я впервые увидел, как из черноты моих вечно чёрных свечей начинал проявляться кирпичный цвет изолятора. А значит, двигатель впервые работал в оптимальном режиме! И я нашёл текст, описывающий настройку сцепления на моём двигателе. Если дословно, в нём были следующие строки:
A worn or not properly maintained clutch will cause problems that sometimes are misdiagnosed as carburetion or even ignition problems and really may be due to a clutch that is engaging far too early or low in the working RPM range
И перевод на русский:
Изношенное или неправильно обслуживаемое сцепление вызовет проблемы, которые иногда неправильно диагностируются как карбюратор или даже проблемы с зажиганием, и на самом деле это может быть связано с сцеплением, которое слишком рано включается или работает на низких оборотах.
Ключевыми словами тут были «неправильно диагностируются как карбюратор или даже проблемы с зажиганием», что собственно, и было у меня. Я был уверен, что не могу настроить карбюратор, а ещё эти свечи парили мозг не хуже. Впрочем, свечи оказались не при чём.
В общем, зона моих поисков сразу же сузилась, и я начал искать уже подходящую настройку пружинных шайб для нормальной работы сцепления. Можно было бы поставить просто ещё одну, 15ю шайбу, но в какой же последовательности? Пружина, собранная из пружинных шайб, должна была быть не только более жёсткой, чем до этого, но при этом и не быть чрезмерно жёсткой, ведь тогда мопед наоборот, станет очень вялым на разгон, хоть и проблема с оборотами двигателя и не будет больше актуальной. Было выяснено, что общая высота набора шайб варьировалась от 0,635 дюйма для очень мягких вариантов для начинающих райдеров (двигатель от детского кроссача, не забываем!) и до 0,67-0,69 дюйма для «профи». Отличались сетапы оборотами срабатывания. Вообще, судя по мануалу, обороты срабатывания центробежного сцепления данного мотора должны составлять 8500-9000 оборотов а минуту. В моём же случае эти обороты составляли 4900 оборотов. Всё прояснялось. Также порывшись на форумах, был найден следующий сетап:
(())(())(()(()(||
При этом, мой текущий сетап был таким:
(())(())(())((||
Что характерно, именно такая настройка шайб в мануале соответствовала «паспортным» 8500-9000 оборотам. Это было крайне странно. Однако, новая конфигурация была на целый миллиметр выше, что внушало мне надежду, что она будет работать как нужно. Я начал пересборку сцепления под новую конфигурацию шайб.
Собрав всё вместе, я начал финальные испытания. Жиклёр 85 Малосси, свеча BR8ES. Первый же старт порадовал — сцепление стало срабатывать сильно позже. Похоже, это было то, что нужно. Но тут я решил посмотреть на цвет свечи. Она была сухая и уже не чёрная. Зачем-то я решил заменить её на Denso W24ESR-U, которая была точно не поддельная (насчёт NGK я сомневался). И началось! Перебои с зажиганием вплоть до строчки и невозможности ехать! Я остановился и сделал на свече зазор даже меньше 0,4мм. Вкрутил свечу в цилиндр. И мопед «попёр»! Я был в шоке. Сделав круг вокруг квартала, а затем ещё один, я выкрутил её и был поражён не меньше! Такой цвет на этом двигателе я видел впервые.
А вот и видео, как оно ехало на тот момент:
Однако, на видео заметно, что при резком открытии газа ещё есть небольшой провал, который всё-таки снижает общую динамику разгона. Сейчас я чуть увеличил жиклёр, что позволило полностью избавиться от него при сохранении той же максимальной скорости и значительно улучшив динамику мотовелосипеда. Можно сказать, что теперь всё едет так, как и планировалось.
МОЙ МОТОЦИКЛ
Нередко можно встретить мотоциклы с одной лишь выхлопной трубой, без каких-либо изменений сечения внутри. Чаще всего так делают либо самые невежественные владельцы, либо желающие повысить проходимость любой ценой. Но наиболее совершенной на сегодняшний день является выпускная система, состоящая из мощностной заслонки, регулирующей высоту выпускных окон в зависимости от оборотов или нагрузки двигателя, и идущих за ней резонатора и глушителя.
Теперь обо всем по порядку.
Многочисленные исследования работы двухтактных двигателей внутреннего сгорания показывают, что с ненастроенной выпускной системой или совсем без нее у двигателя происходит потеря значительной части топливовоздушной смеси через выпускные окна, с которых, собственно, выпускная система и начинается. От их формы и размеров во многом зависит мощность и быстроходность мотора.
Тем же, кому подобный характер мотора по душе, можно посоветовать попробовать настроить систему выпуска своего мотоцикла, используя некоторые приведенные ниже зависимости и соотношения размеров по рисунку:
Изменяя длину L3 цилиндрической части и положение обратного конуса, можно смещать характеристику двигателя в необходимом направлении. Выбирая длину L3 можно повысить максимальную эффективную мощность в определенном диапазоне частот вращения благодаря дозарядке цилиндра. Однако на других частотах происходит ухудшение показателей. С увеличением длины L3 уменьшается максимальная мощность но значительно возрастают ее значения в диапазоне средних оборотов. Длина L4 обратного конуса влияет на показатели двигателя следующим образом. Если конус участка L4 невелик (большая длина L4 ), то мощность двигателя при оборотах выше номинальных снижается медленно. При малой длине L4 мощность падает быстро. Рекомендуемая длина L4:=(1—2.5)D1 Концевой участок трубы длиной L5 также оказывает некоторое влияние на показатели двигателя, При росте L5 и уменьшении диаметра максимальная мощность двигателя смещается в область высоких частот вращения. Уменьшение длины L5 способствует повышению мощности на малых оборотах. Уменьшение диаметра D3 вызывает перегрев днища поршня. Глушащая часть выпускной системы положительного влияния на мощность не оказывает, зато благоприятно сказывается на состоянии органов слуха. Огромные, сигаровидные глушители отечественных мотоциклов включают в себя сразу мощностную и глушащую части, а выхлопная труба является отдельным элементом. Нередко она входит в прямой конус настолько глубоко, что нарушается безотрывный характер истечения газов. В таком случае идеальным был бы вариант отказа от соединения трубы и конуса с помощью накидной гайки или хомута в пользу сварки. По крайней мере, следует укоротить выступающую внутрь конуса часть. Здесь же кроется самый простой способ частичной настройки выпускной системы. Можно пододвинуть глушитель вперед, укоротив выхлопную трубу. При этом следует ожидать улучшения работы мотора на высоких оборотах, либо наоборот, для получения большей тяговитости на низких оборотах отодвинуть глушитель подальше и удлинить первую трубу. Удлинение или сокращение цилиндрического участка также не вызовет сложностей. Глушитель распиливается, и из него удаляется либо вваривается кусок необходимой длины.
А. Гарагашьян, Ленинградская обл., д. Нюрговичи
Выправка резонатора мотоцикла своими руками.
Коротко о том, как выправить резонатор кроссового мотоцикла или эндуро своими руками. Мотокросса это касается в меньшей степени, зато эндуристам будет полезно узнать об одном из самых проверенных дедовских методов выправления резонатора двухтактного мотоцикла.
Резонатор — это одно из больных мест любого двухтактного эндуро. Этот «желудок» торчит прямо за передним колесом, еще и выпирая по бокам, вследствие чего часто ловит большие бревна, когда не получается проскочить их до рамы, мнется при падениях на камни. Естественно, вмятины изменяют объем резонатора и его форму, резонатор теряет свои свойства, мотоцикл начинает ехать совсем не так, как раньше.
На фото вопиющий случай. Огромная вмятина, много небольших дырок, из которых некисло сочится непрогоревшее при езде по морозу двухтактное масло. Что делать с этим ржавым куском железа? Выбросить на помойку? Да, это правильный ответ! Но мы держимся — и поэтому будем выправлять!
Для того, чтобы выправить резонатор двухтактного мотоцикла, надо дождаться морозов, залить в него воды, замазав дырки кусками пластилина и кинуть на ночь на мороз. Все! 🙂
Потом поставить в таз к батарее…
…и сделать для себя несколько выводов на будущее:
Бывшая вмятина не резонаторе и сварка лопнувшего шва.
Логично было бы предположить, что, если и так приходится обращаться за сварочными работами (или, если есть такая возможность, варить самому, но только ПОЖАЛУЙСТА не электродом хотя бы!), то почему не закупить нержавейки и не сварить просто новый резонатор, кольцами. Были и такие мысли, благо, самый лучший механик в мире, варивший, в том числе и этот резонатор, дал добро на это. Но тут возникают сомнения, вызванные конструкцией абсолютного большинства стоковых и тюнинговых резонаторов, которые варятся не кольцами, а из хитроумной выкройки продольными швами. Видимо, производители стараются придать потокам выхлопного газа максимум ламинарности, и очевидно, что на то есть свои резоны. В любом случае, и кольцами сварить попробовать можно, но на это уже нужен совсем другой объем времени. Еще один альтернативный вариант — заказать новый резнатор — требует уже совсем другого объема денежных средств. Описанным же дедовским методом вполне можно продлить жизнь и старому резонатору на год-два, тем более, что, как и любой духовой инструмент 🙂 даже не мятый резонатор со временем теряет свои свойства, и его когда-нибудь придется менять.
Поделиться «Выправка резонатора мотоцикла своими руками.»
Изготовление защиты резонатора для мотоцикла эндуро. Наша версия.
Какое-то время назад я перевел статью об изготовлении резонатора для двухтактного мотоцикла эндуро. Статья в общем толковая, но результат оказался тяжеловат, да и неидеален с точки зрения крепления к мотоциклу. Сегодня расскажу о другом варианте, который изготавливал Олег на мой мотоцикл.
Плюсы этой защиты, по сравнению с уже ставшими классическими «ковшами», следующие:
1. Меньше вес. В нашем случае не потребовалось делать монолитную защиту резонатора + картера, поскольку защита картера уже была. Вес нашей защитки составил всего 1622 грамма. 
2. Меньше расход материала, особенно если сравнивать с вариантом изготовления защиты резонатора, представленным в прошлой статье, когда перед тем, как сделать финальный вариант, варился какой-то страшный «паук».
4. Просто красивее выглядит. 
В моем случае еще и закрывает раздолбанный и ржавый резонатор, со следами многочисленных вмятин и несколькими заплатками.
Сама защита резонатора конечно уже не выглядит так гламурно, как на первых фотках. Но я не мог опубликовать статью до тех пор, пока мы не испытали ее в бою, а именно на гоночке в Редуте и во время нескольких покатушек, в том числе по трассе эндуро-кросса в Старьсьяново.
Выявились недостатки, о которых позже расскажу в этой статье. Также появилось несколько вмятинок.
Но все равно даже мятая защита выглядит лучше, чем ржавый и убитый резонатор без нее 🙂
Изготовление защиты резонатора для двухтактника.
1. Элементы крепления к раме.
По какой-то причине люди боятся вариться к раме, хотя если делать это грамотно, никаких проблем не будет. Приваривать уши для крепления защиты резонатора к раме надо на заплатки — и тогда при очень сильном ударе (если конечно после него вообще от мотоцикла что-то останется), будет отрывать заплатку, и раму никуда не поведет и не порвет.
2. Силовой каркас.
Вместо того, чтобы делать защиту из 5-миллиметрового листа чего-либо, с точки зрения экономии веса и жесткости, проще сделать силовой каркас из четырех алюминиевых труб, огибающих резонатор. А на толщине листа сэкономить, поскольку основные удары в резонатор мы получаем снизу, и чаще всего от крупных бревен. При падении мотоцикла на бок удары не настолько сильные, и там нет необходимости делать защиту толщиной 5 мм.
А при падении мотоцикла с горы в ущелье защита резонатора вообще больше никому не понадобится 🙂
3. Обшивка листами алюминия.
Для изготовления защиты резонатора Олег использовал алюминий толщиной 3 мм. Марка Амг3.
В отношении жесткости боковых лепестков защиты я могу сказать только, что жесткость достаточная, поскольку не в состоянии передать сопромат, которым руководствовался изготовитель.
Хотя конечно, небольшие вмятины иногда появляются, но быстро правятся молотком в гараже.
4. Хитрости.
Защита должна легко сниматься, поэтому надо не переборщить с длиной боковых лепестков.
Также защита резонатора не должна выступать далеко вперед, иначе она будет цеплять переднее колесо.
Смысл в том, что при приземлении с прыжков, особенно на плоскач или не на заднее колесо, подвеска сжимается, база мотоцикла укорачивается. Переднее колесо движется назад и вверх, и в этом положении может цеплять защиту резонатора.
Но главный прикол в том, что если замерить ход колеса какой-нибудь длинной палкой в гараже, при изготовлении защиты, все равно может цеплять. Это связано с тем, что на ходу колесо мотоцикла крутится… И увеличивается в профиле, особенно если это какая-нибудь мягкая Петрошинка, как у меня.
Так и получилось в нашем случае. Замеры в гараже показали, что колесо вроде не должно приходить в защиту. Но на кроссовой трассе оказалось, что вполне себе приходит.
Чтобы резина не приходила в негодность, пришлось переваривать верхнюю трубу силового каркаса. Она была гнутой, в угоду дизайнерской задумке 🙂 Стала просто прямой.
Еще раз покажу конечный результат — и закончим на этом.
Поделиться «Изготовление защиты резонатора для мотоцикла эндуро. Наша версия.»
