Оптимальная толщина поршневых колец 0,6—1,2 мм для кроссовых мотоциклов.
Установка двух колец вполне достаточна для хорошего уплотнения пары цилиндр —
поршень.
L-образные кольца — легкие, эластичные и хорошо уплотняют зазор между поршнем и цилиндром.
L-образные кольца можно изготовить из обыкновенных cерийных колец.
Кольцо устанавливается в оправку, торцуется до необходимой толщины, потом делается выточка. Можно использовать и простые плоские кольца, уменьшив по высоте стандартные до 1,5—2 мм и сделав на поршне под их размер канавки. Главный выигрыш от этого — уменьшение силы трения и давления на поверхность гильзы, легкость, эластичность.
В последнее время оправдала себя установка одного L-образного кольца (конечно, при хорошем, плотном поршне). Высота L-образного кольца 2—3 мм. Лучше, если оно будет стальное и обязательно хромированное.
Технология изготовления хромированных стальных поршневых колец.
Стальные L-образные хромированные кольца должны обеспечивать специальную эпюру давлений на зеркало цилиндра, что достигается переменным сечением кольца, обеспечиваемым специальным копиром. Копиры изготовляются для каждого размера поршневого кольца.
Технология изготовления стальных хромированных колец следующая:
1. Изготовление заготовки (рис. 39).
Материал заготовки сталь 40X.
2. Точение по копиру. Наибольший размер 65,6 +0.1 –0.5 мм.
3. Расточка по копиру, выдержав радиальную толщину 2,9 – 0,1 мм
4. На токарном станке нарезать заготовки высотой 3,4— 0,1 мм.
5. Произвести закалку и отпуск до НRс = 43—11 в термофиксаторе.
6. Плоское шлифование размер 3-0.05 мм каждого кольца.
7. Вырезка замка на отрезном круге. Припилить замок под стопор до размера 2+0,1 –0,15мм в стакане Ø62,25.
8. В специальных приспособлениях (оправках):
а) расточить кольца до 0 57+0,05
б) обточить до Ø61,б-0,02
в) снять острые кромки с углов R=0.3мм
9. Набор колец надеть на оправку под хромирование. Замки зачеканить свинцом. Биение по диаметру допускается не более 0,05 мм.
10. На оправке под хромирование шлифовать до Ø61,45-0,02 мм
11. Хромировать. Толщина хрома не менее 0,17 мм на сторону.
12. Снова шлифовать на этой же оправке до Ø61,75+0,03
13. Готовые кольца расточить под L-образное сечение (рис. 40) в специальном стакане с гайкой, удерживающей кольцо.
14. Обезводородить кольца. Кольца готовы. Дальнейшее обращение с кольцами должно быть аккуратным. Их помещают в коробку или специальный стакан, лишний раз не берут в руки до установки на поршень.
Поршневой палец.
Для уменьшения веса поршневой палец нужно облегчить, сделав выборку металла на его металонагруженных концах (рис. 41)
КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ
При имеющихся в настоящее время хороших маслах мазка из бензина с маслом является вполне удовлетворительной для соревнований по мотокроссу. Но важно помнить, что подшипнику нижней головки шатуна не хватает смазки, поэтому надо его смазывать как можно больше. С этой целью диаметр внутренних дисков маховика должен быть на уровне наружного диаметра нижней головки шатуна (рис. 42), т. е. максимально малый диаметр щек коленчатого вала.
Другой важной особенностью конструкции кроссовых двигателей является сравнительно короткий шатун. Изменение диаметра маховиков н длины шатуна влечет за собой изменение некоторых других факторов (фаз газораспределения, скорости поршня, давления в картере и пр.).
Следует учесть эти моменты при подготовке двигателя к серьезным соревнованиям.
Шатун.
Для лучшей смазки нижней головки шатуна и уменьшения сопротивления впуска желательно, чтобы сечение шатуна было овальным (рис.43,а).
Толщина шатуна 4—5 мм вполне достаточна для двигателей классов 125—175 см3 и 5—6 мм для самых мощных двигателей классов 250—500 см3
Шатун двутаврового сечения можно модернизировать путем опиловки (рис. 43,6) со стороны впускного окна и последующей полировки.
Для улучшения смазки пальца можно снять часть металла. Это помогает маслу просачиваться к пальцу, кроме того, несколько снижает вес. Для длительных высоких оборотов двигателя нужно заменить обычную простую втулку игольчато-роликовым подшипником (рис. 44). Это улучшает (гарантирует от заеданий) работу поршневого пальца.
Если такой возможности нет, то следует сделать зазор между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна для диаметра пальца 14 мм — на 0,02—0,03 мм больше, а для Ø15—16 мм — на 0,03—0,04 мм. Не надо бояться стуков, на две гонки втулки хватит. При плотной втулке потеря мощности до 0,6 л. с. и возможен задир втулки, ее проворачивание. Шатун изготовляется обычно из стали 12ХНЗА, 18ХНВА или
других сталей, обладающих нужными качествами (возможностью термообработки до НRс =59 — 63 ед.).
Верхнюю b нижнюю головки шатуна калят и цементируют на глубину 0,8—1 мм с последующей шлифовкой и доводкой до нужной чистоты и размера.
Остальная часть шатуна не калится, но обрабатывается до зеркального блеска (рис. 45).
Палец нижней головки шатуна делается полым с одной стороны (отверстие Ø6мм), и по центру беговой дорожки роликов сверлится одно отверстие Ø1,2 -1,5 мм для улучшения смазки подшипника шалуна (рис. 46). Материал пальца сталь 18ХНЗА. Твердость его НRс = 64—63 ед.
Сборка коленчатого вала.
При сборке коленчатого вала надо следить, чтобы отверстие под смазку пальца нижней головки шатуна было обращено наружу, и масло имело возможность под действием центробежной силы попадать в подшипник.
Подшипник нижней головки шатуна — роликовый, со стальным, посеребренным сепаратором. Можно изготовить сепаратор из алюминиевого сплава Д 16Т или В 95Т.
В настоящее время для двигателей класса 125—175 cм3 диаметр роликов 3 мм, длина 11,75 мм (т. е. отношение диаметра ролика к 3,94—4 является лучшим), диаметр пальца нижней головки шатуна 20 мм.
Для двигателей классов 250—350—500 см3 обычно диаметр роликов 3—4 мм, диаметр пальца 20—25 мм. В верхней головке шатуна устанавливают ролики диаметром 1,5—2 мм в сепараторе или без него, с обязательной фиксацией с двух сторон стальными калеными шайбами, ограничивающими сдвиги головки шатуна в бобышках поршня. Длина роликов равна ширине верхней головки шатуна, если они устанавливаются насыпью, и на 3—3,5 мм меньше ширины верхней головки, если они устанавливаются в сепараторе. Условия монтажа и демонтажа подшипника в сепараторе лучше.
Щеки коленчатого вала.
Щеки коленчатого вала изготовляются заодно с полуосями. Материал щек: стали 40Х, ЗОХГС или 45. Наружная поверхность отверстия под запрессовку пальца нижней головки шатуна подкаливается на установке ТВЧ до 35—40 ед. и шлифуется до нужного
размера.
Прессовая посадка пальца нижней головки шатуна является достаточной для сохранения жесткости коленчатого вала.
Во избежание разрушения отверстий в щеках во время сборки лучше всего скруглить концы пальца, а не снимать фаску в отверстиях на щеках маховиков.
Все острые кромки на щеках скругляются, а щеки полируются. Всякий перекос пальца и отверстия нижней головки шатуна смещает шатун в одну сторону и на высоких оборотах ведет к разрушению подшипника нижней головки шатуна. С целью улучшения работы подшипника нижней головки шатуна шатун центруется в бобышках поршня, а на пальце нижней головки шатуна преднамеренно делается зазор между щеками и шатуном
до 1.5—2.5 мм с тем, чтобы не было задевания шатуна о щеки коленчатого вала (рис. 47).
Небольшие сдвиги сепаратора и роликов не вызовут серьезных осложнении и не дадут
сильного нагрева подшипника.
Биение шеек щёк коленчатого вала допускается до 0.01 мм.
Следует предусмотреть радиальные и торцевые зазоры между щеками коленчатого вала и стенками кривошипной камеры, чтобы при возможных смещениях, биениях коленчатого вала и нагреве кривошипной камеры не происходило касания и затирания щек о стенки, так как это снижает обороты и мощность двигателя. При малых боковых зазорах между коленчатым валом и стенками кривошипной камеры имеют место большие гидравлические потери, а это нежелательно.