Ряд причин, по которым происходит потеря мощности

Знакомясь с новым мотоциклом, мы, кроме максимальной скорости, расхода топлива, веса, рабочего объема двигателя, всегда интересуемся числом лошадиных сил. Часто даже прежде всего. По этой цифре можно представить себе, насколько хорошо разгоняется машина, как она преодолевает подъем или тянет боковой прицеп. Ведь мощность двигателя — это его способность проделать определенную работу в единицу времени, а разгон, движение в гору или эксплуатация с коляской требуют большей работы, чем равномерное движение по горизонтальной дороге одиночного мотоцикла. Конечно, одна лишь мощность двигателя не может полностью охарактеризовать эти качества машины, но из всех специальных характеристик она является наиболее существенной. Поэтому понятны огорчения мотоциклиста, когда его ИЖ или "Восход" начинает со временем становиться слабее и разгоняется или въезжает в гору не так резво, как бывало раньше.

Давайте разберем по порядку, что, как и почему влияет на мощность двигателя в процессе эксплуатации. Для этого проследим весь путь, который проделывают воздух и топливо через двигатель и его системы до выхода из глушителя в виде отработавших газов. Тут мы выделим несколько важных моментов.

Воздух поступает в двигатель через воздухоочиститель. Любое изменение его состояния влечет за собой изменения в формировании топливной смеси. Чрезмерное загрязнение фильтрующего устройства, деформация воздуховодов создают дополнительное сопротивление прохождению воздуха. Из-за этого количество его, поступающее в карбюратор, уменьшается» и происходит переобогащение топливной смеси. Богатая смесь сгорает в цилиндре медленнее нормальной, а очень богатая продолжает гореть даже в выпускной системе, о чем свидетельствуют хлопки в глушителе. Разумеется, такая смесь производит меньше полезной работы, чем нормальная.

Топливная смесь обедняется:

1) вследствие уменьшения количества топлива из-за засорения: 1 — отверстия в крышке бака; 2 — сетчатого фильтра; 3 — бензокраника; 4 — бензошланга; 5 — топливных каналов и жиклеров карбюратора;

Наиболее часто воздухоочиститель загрязняется у старых моделей (К—125, К—125М, К—55, М1А, ИЖ— 350, «Паннония») с сетчатым фильтром малой пылеемкости. У более современных мотоциклов пылеемкость фильтров больше, но и их необходимо регулярно очищать в соответствии с рекомендациями инструкции. Быстрому загрязнению бумажного фильтра способствует и обратный выброс топливной смеси из двигателя в систему впуска. При этом нефтепродукты, оседая на его элементе, склеивают частицы грязи, что уменьшает пропускную способность фильтра. Здесь уместно напомнить старую истину, что несвоевременная очистка фильтрующего элемента может привести к заметному падению мощности двигателя и значительному росту расхода топлива.

Дополнительное сопротивление во впускной системе может возникнуть также из-за невнимательности водителя. Вот некоторые причины: деформация резиновой насадки фильтра при неаккуратном опускании капота на мотороллере «Турист»; сдавливание заборного резинового патрубка воздухоочистителя шторками на всех моделях мотоциклов «ИЖ—Юпитер» и «ИЖ — Планета»; перекрытие неаккуратно положенной тряпкой, запасной камерой и т. п. воздухозаборников на мотоциклах Ява, ЧЗ, «Ковровец», «Восход», «ИЖ—Планета-спорт».

2) вследствие поступления лишнего («постороннего») воздуха через соединения карбюратора с патрубком, если повреждена прокладка;

Воздух из очистителя через соединительные патрубки поступает в карбюратор. Неправильно поставленный или поврежденный патрубок может открыть доступ воздуху в обход очисти теля. При этом из-за малого сопротивления образуется избыток воздуха, который обедняет топливную смесь, причем наиболее значительно у перечисленных выше старых моделей, чьи сетчатые фильтры создают наибольшее сопротивление на выходе.

3) через соединения: 1 — цилиндра с картером: 2 — сальника с коленчатым валом; 3 — половин картера.

Обеднение также замедляет процесс сгорания, а очень бедная смесь может догорать и при впуске свежей, вызывая вспышки во впускной системе (двигатель «чихает»).

В карбюраторе воздух смешивается с топливом. Для нормального сгорания теоретическое соотношение их в смеси должно быть 15 : 1 (по весу). В конкретных конструкциях оно колеблется в незначительных пределах из-за особенностей и назначения двигателя, характера топлива и т. п. Нужный состав смеси обеспечивается карбюратором, дозирующие системы которого тщательно подбирают на заводе. В процессе эксплуатации состав смеси, выходящей из карбюратора, иногда отклоняется от нормального, вызывая падение мощности двигателя.

Обеднение ее имеет разные причины:

— недостаточное поступление топлива из бака; может засориться дренажное отверстие в его пробке, топливозаборник и его сетка у бензокраника, отстойник бензокраника; случается, что уплотняющая резиновая прокладка бензоотстойника перекрывает топливо-подающее отверстие бензокраника; возможен также перегиб шланга, соединяющего бензокраник с поплавковой камерой карбюратора;

—недостаточное количество топлива в баке на мотороллере «Турист», из-за чего уровень слишком мало превышает уровень в поплавковой камере, проявляется обычно при движении на крутом или затяжном подъеме;

—снижение уровня топлива в поплавковой камере из-за опускания поплавка на запорной игле;

—засорение топливных жиклеров карбюратора;

—выпадение дозирующей иглы из дроссельного золотника в распылитель.

Обогащение смеси вызывают обычно следующие причины:

—увеличение уровня топлива в поплавковой камере карбюратора из-за повреждения поплавка и попадания в него топлива или смещения его вверх на запорной игле;

—самовыворачивание главного жиклера;

—увеличение отверстия главного жиклера в результате чистки его проволокой.

Топливная смесь обогащается

4) вследствие уменьшения количества воздуха, поступающего в карбюратор: а — неисправен воздухоочиститель; б — засорен пылью фильтр; в — в воздухоочиститель попали посторонние предметы; г — деформирован соединительный патрубок воздухоочистителя:

Из карбюратора топливная смесь поступает во впускной патрубок. Если длина его невелика, между ним и карбюратором, как правило, ставят теплоизолирующую прокладку, которая предупреждает перегрев узла. В противном случае нарушаются условия испарения топлива, изменяется его удельный вес, что приводит к переобогащению смеси.

Повреждение прокладок и неполная затяжка элементов крепления выпускного патрубка к карбюратору и двигателю открывают воздуху путь мимо карбюратора, что приводит к обеднению смеси.

5) вследствие увеличения количества топлива: а — поврежден и затонул поплавок; б, в — запорная игла поплавка неплотно закрывает впускной канал; г — вывернулся главный жиклер.

У двухтактных двигателей топливная смесь из впускного патрубка поступает в кривошипную камеру. По-вреясдение сальника коленчатого вала со стороны генератора влечет за собой обеднение смеси, а со стороны силовой передачи — может вызвать и обеднение смеси и засасывание масла из картера сцепления. Признаки: обильное дымление и «хлопки» в глушителе.

Разгерметизация картера и обеднение смеси случаются также из-за повреждения прокладки, установленной между его половинами. На мотоциклах «ИЖ—Юпитер» быстрое повреждение сальников коленчатого вала может произойти при отсутствии масла в картере соединительного маховика.

У четырехтактных двигателей топливная смесь из впускного патрубка поступает непосредственно в цилиндр двигателя через впускной клапан. При неправильной регулировке зазоров в приводе он либо не полностью закрывает впускной канал (мал зазор), либо на меньшее время открывает доступ топливной смеси в цилиндр (зазор велик). Отсутствие зазора может сопровождаться «выстрелами» в карбюратор и вызывать появление нагара на седле клапана или даже подгорание его и эрозионный износ.

При увеличенном зазоре слышны характерные звуки в приводе («клапаны стучат») и уменьшается количество смеси, поступающей в цилиндр.

Из кривошипной камеры двухтактного двигателя через перепускной канал, а у четырехтактного — через впускной клапан топливная смесь поступает в цилиндры.

Кроме уже названных причин на количество поступившей и полезно используемой топливной смеси может влиять состояние деталей двигателя. Износ, закоксовыванпе в канавках поршня, потеря упругости поршневых колец влекут неполное прилегание их к зеркалу цилиндра. Из-за этого больше газов прорывается из цилиндров в картер — в результате в них падает разрежение в период всасывания и ока зывается меньше смеси.

Заводы-изготовители рекомендуют определять максимально допустимый износ поршневого кольца по зазору в стыке его замка. Зазор измеряют щупом при установке кольца в цилиндр без перекоса на высоте 10—15 мм от его верхнего торца. Если зазор у мотоцикла ИЖ—Планета превышает 3 мм, у ИЖ—Юпитера, Ковровца, Восхода, мотороллера «Турист» больше 2,5 мм, у мотоцикла Ява — 0,8 мм, то кольца подлежат замене.

Применение неподходящих масел в двухтактных двигателях, а также длительная езда на переобогащенной смеси (в том числе при пользовании пусковым обогатителем) или с избытком масла в ней создают условия для повышенного образования нагара. Различают три вида его:

—кокс — хрупкий, легко крошащийся и измельчающийся материал; благодаря этим свойствам удаляется из цилиндра с выхлопными газами;

—смола оседает чаще всего на юбке поршня и ухудшает передачу тепла от нее к стенкам цилиндра; относительно легко растворяется бензином, находящимся в свежем заряде смеси; при многократном нагреве в двигателе она переходит в кокс, поэтому в чистом виде в ощутимых количествах ее в цилиндре не бывает;

—смесь смолы и кокса оседает на днище поршня, на поверхности камеры сгорания, на деталях запальной свечи, в канавках поршневых колец, в выпускном окне; известны случаи, когда такой нагар закрывал 2/3 площади выпускного окна, при этом затрудняется выход отработавших газов, и они препятствуют поступлению свежего заряда топливной смеси; оседание нагара на остальных поверхностях приводит к ухудшению отвода тепла от деталей двигателя и его перегреву, нарушает тепловые зазоры между трущимися деталями и повышает потери мощности на трение.

Ухудшается наполнение цилиндра

6) при отложении нагара: 1 — в выпускном окне; 2 — в выпускной трубе; 3 — в акустическом фильтре (вставке) глушителя; 4 — в канавках поршня (закоксовывание колец).

Частички нагара (в виде смеси смолы и кокса), перегреваясь, могут воспламенять топливную смесь и тем самым вызывать калильное зажигание. В результате несвоевременного воспламенения смеси значительно падает мощность. Калильное зажигание, в свою очередь, может сопровождаться детонационным сгоранием, при котором скорость распространения пламени возрастает в 60—100 раз. Детонация возникает также вследствие изменения степени сжатия, значительного отложения нагара на днище поршня и поверхности камеры сгорания, а также при пользовании бензином с октановым числом ниже рекомендуемого заводом.

А. ЮДИН, инженер

Продолжение

Поступивший в цилиндр двигателя свежий заряд смеси сжимается движущимся вверх поршнем и поджигается электрическим разрядом, возникающим между электродами свечи. Чтобы наиболее рационально использовать нарастание давления от сгорания смеси для полезной работы, необходимо воспламенить смесь в строго определенный момент. Его находят на заводе экспериментально и указывают в инструкции.

У двухтактных двигателей момент зажигания обычно устанавливают постоянным, у четырехтактных же используют различные корректирующие устройства, чаще всего автоматические — центробежные и вакуумные, изменяющие угол опережения зажигания в зависимости от величины нагрузки и скоростного режима работы двигателя.

Раннее зажигание вызывает преждевременное нарастание давления газов в цилиндре, что не только тормозит движение вращающихся деталей двигателя, но и создает значительные соударения и хорошо различимые стуки в его деталях. Последствия этого явления губительны для двигателя — возможны разрушение подшипников, местные перегревы с расплавлением и повреждением поршня.

При позднем зажигании смесь сгорает не полностью, поэтому уменьшается количество производимой ею работы. Позднее зажигание характеризуется снижением тяговых качеств двигателя и ухудшением приемистости. Он перегревается, значительно возрастает температура деталей системы выпуска. При очень позднем зажигании смесь может догорать даже в глушителе, что сопровождается характерными «выстрелами».

Кроме правильной установки зажигания необходимо соблюсти три важных условия.

Во-первых, обеспечить требуемый зазор между электродами свечи, обусловливающий достаточные температуру искрового разряда и длину пути для соприкосновения со свежим зарядом смеси. Увеличение зазора повышает расход энергии на образование искры и снижает температуру разряда. Уменьшение зазора сокращает путь, по которому проходит разряд через горючую смесь. В обоих случаях ухудшаются условия для образования очага воспламенения горючей смеси и снижается скорость образования и распространения фронта пламени.

Во-вторых, добиться правильной установки свечи в гнезде, чтобы ее корпус не выступал и не был утоплен относительно поверхности камеры сгорания. Иначе ухудшается доступ свежего заряда смеси к свече, она перегревается и вызывает калильное зажигание. Нарушения в установке свечи наиболее часто случаются из-за отсутствия уплотнительного кольца под ней.

В-третьих, применять рекомендуемые заводом свечи, тепловая характеристика которых соответствует типу двигателя.

У двухтактного двигателя отработавшие газы из цилиндра поступают в выпускную систему через выпускное окно (его влияние на мощность мы рассмотрели раньше, в предыдущем номере журнала).

У четырехтактного двигателя отработавшие газы из цилиндра выходят через выпускной клапан. При неправильной регулировке зазора в приводе он либо не полностью закрывает выпускной канал (мал или отсутствует зазор), либо открывает выход ^отработавшим газам на меньшее время (зазор велик). Отсутствие зазора обычно сопровождается «выстрелами» в глушителе и вызывает появление нагара на седле клапана или даже подгорание седла и его эрозионный износ. Увеличение зазора сопровождается характерными звуками в приводе клапанов («клапаны стучат»).

Далее отработавшие газы поступают в выпускные трубы и глушители. Их «геометрию» тщательно подбирают на заводе не только из расчета лучшей очистки цилиндра от газов и низкого уровня шума, но и таким образом, чтобы увеличить количество свежей смеси, поступающей за каждый такт в цилиндр (об этом подробно рассказывалось в январском номере журнала).

Повреждения труб и глушителей, появляющиеся обычно при неаккуратном вождении мотоцикла, затрудняют выход газов, а следовательно, и очистку цилиндра для поступления свежего заряда. То же происходит при чрезмерном загрязнении узлов выпускной системы продуктами сгорания, особенно у двухтактных двигателей. Так, у «ИЖ—Планеты» после 30 тысяч километров пробега замена старого глушителя новым и чистым дала прирост скорости более чем на 15%. Чтобы облегчить очистку глушителя, большинство заводов, выпускающих мотоциклы с двухтактными двигателями, делает глушители разборными.

Нередко молодые мотоциклисты в погоне за лучшей приемистостью и большей скоростью вынимают из глушителей часть «начинки». Из-за этого как раз и нарушается их «настройка», а эффект получается только кажущийся: мотоциклисты воспринимают резкое нарастание шумов за свидетельство «повысившихся» динамических качеств. Ошибочность такого представления точно подтверждена специалистами, которые проверяли результаты подобных "экспериментов". Скорость и приемистость увеличивались лишь у тех машин, где переделке подвергались забитые нагаром глушители. Шум и расход топлива во всех случаях были значительно выше нормы.

Отрицательный результат дает и применение глушителей от чужих моделей мотоциклов.

В двухцилиндровых двигателях для достижения наибольшей мощности необходимо обеспечить нормальную и согласованную работу обоих цилиндров (так называемую синхронность).

В четырехтактных двигателях мотоциклов «Днепр» и «Урал» синхронность работы регулируют после проверки зазоров в клапанном механизме, в прерывателе и между электродами свечей, угла опережения зажигания, системы холостого хода обоих карбюраторов.

Сначала обеспечивают одинаковый подъем дроссельных золотников в карбюраторах. Этого, однако, в большинстве случаев недостаточно, так как практически невозможно изготовить два совершенно одинаковых цилиндра, поршня, карбюратора и т. п., и тем более нельзя добиться, чтобы одинаковые детали встретились в одном двигателе. Поэтому синхронность проверяют на работающем двигателе, отключая поочередно свечи каждого цилиндра и сопоставляя частоту вспышек в цилиндрах. Опытные механики выполняют эту операцию на слух. Самой же доступной и наглядной является проверка при помощи спидометра. Мотоцикл ставят на центральную подставку, чтобы заднее колесо не касалось земли. Пускают и прогревают двигатель, включают передачу, снимают колпачок свечи любого цилиндра и регулируют карбюратор так, чтобы обороты двигателя соответствовали скорости 30—40 км/час, по спидометру. Чтобы не «пробило» катушку зажигания, когда сняты колпачки свечей, провода высокого напряжения следует замыкать на «массу». После этого надевают на свечу колпачок, снимают колпачок свечи другого цилиндра и, регулируя упор троса, приводящего дроссель, доводят обороты до того же показания спидометра. При этом необходимо обеспечить зазор 2— 3 мм между оболочками тросов и упорами, когда дроссели полностью опущены. Это гарантирует сохранение регулировки холостого хода.

В двухтактных двигателях мотоциклов «ИЖ—Юпитер-2» и «ИЖ—Юпитер-3», снабженных карбюраторами типа К—36, применен регулятор распределения смеси по цилиндрам. Он выполнен в виде шайбы с язычком, установленной между карбюратором и впускным патрубком. При повороте рычажка регулятора вправо (по ходу мотоцикла) обогащается смесь для правого цилиндра, влево — для левого.

Синхронность работы цилиндров проверяют в движении на первой и второй передачах на каждом из цилиндров (с отключением поочередно колпачков свечей). Свидетельство синхронности — одно и то же показание спидометра в обоих случаях при одинаковом повороте ручки «газа».

Мы рассмотрели практически все причины падения мощности. Чтобы быстрее найти и устранить их, следует учитывать признаки, характерные для той или иной неисправности.

А. ЮДИН, инженер

1976N05P22-23, 1976N06P26