Идей, поисков и проработок было не мало. Я буду рассказывать по памяти о том, что вспомню. Лет прошло много, но изюминка, содержавшаяся во многих идеях, не потеряла актуальности, на мой взгляд, и в настоящее время. В целях систематизации материалы разделю на статьи по системам и устройствам мотоциклов.
1. СИСТЕМА ВЫПУСКА 2-ТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В студенческие годы, занимаясь мотоциклетным спортом, большую часть информации мы черпали из уст более опытных гонщиков. Даже в родном Автомеханическом институте не у кого было проконсультироваться: ректорат и преподаватели не проявляли интереса к мотоциклам и мотосекции. В книгах о мотоциклах информация была довольно скудной и не учила заглядывать вперед. Наиболее продвинутой была информация журнала «За рулем», но она появлялась от случая к случаю.
Попав в ЦКЭБ МС, я впервые узнал о возможности существенного улучшения характеристик двигателя за счет «обратной волны», т.е. возврата в цилиндр свежего заряда топливной смеси, проникшего в выпускную систему вслед или вместе с отработанными газами. Для этого необходимо выполнить геометрические характеристики конструкции, обеспечивающие ее резонансную настройку, соответствующую частотам срабатывания рабочих процессов. Святослав Юрьевич Иваницкий – наш непререкаемый авторитет во всем советском инженерном мотоциклетном мире разъяснил мне, что выхлопные газы, пройдя выпускную трубу, затормаживаются на впускном конфузоре глушителя, накапливаются в глушителе, будучи задержаны выпускным диффузором глушителя. Накопившись в глушителе, газы создают противодавление – источник «обратной волны» для возврата в цилиндр из выпускной трубы попавшей в нее свежей топливной смеси. Иваницкий не готов был к каким-либо конкретным рекомендациям, но думал, что рациональная длина выпускной системы может превышать 2 метра.
Перейдя в министерство, я познакомился с ковровскими проработками в этой области. Во-первых они опробовали варианты выпуска с короткой выпускной трубой, заканчивающейся мегафоном (конфузором) у подножки. Это, конечно, было удобно для спортивных кроссовых мотоциклов, но увеличивало расход топлива и не позволяло поднять мощность в классе 250 куб. см выше 22-24 л.с. Классическая же конструкция позволила на том же двигателе поднять мощность до 28 л.с. Во-вторых для облечения веса они попробовали выпускную систему выполнить из алюминия. Как не странно, характеристики двигателя ухудшились. По их мнению сталь срабатывала как мембрана, выгибаясь и накапливая энергию, способствующую усилению «обратной волны».
Поняв, что невозможно иметь всережимную резонансную настройку выпускной системы и следует ее выбирать применительно к назначению мотоцикла, я в начале 70-х годов включил в план новой техники для ГКБ-36 Ижмаша тему НИР по созданию двухрежимной системы выпуска. Предполагалось, что при езде по шоссе используется один контур выпуска, при езде по проселку – другой. Первоначально уважаемые мною специалисты ГКБ-36 восприняли это ехидно скептически, но тема утверждена приказом министра и следует работу выполнить. В процессе работы они увлеклись идеей. Оказалось, что чем выше литровая мощность двигателя, тем больше эффект от наличия двух контуров. Имевшаяся в то время мощность не только «Планет», но и «Юпитеров» была недостаточной для эффективного использования 2-х контуров.
Где-то в 70-е годы в Японии была сделана попытка создания автоматической системы с резонансной перенастройки выпускной системы. Насколько помню, появились кроссовые «Сузуки» и «Ямаха» с регулируемыми фазами выпуска. Для этого в одном случае применили качающуюся заслонку, в другом – скользящую вдоль цилиндра. Управление ими осуществлялось за счет механического привода с центробежными грузиками. Это впечатляло, но судя по дальнейшему развитию техники, перспективы не нашло.
Следующей интересной идеей было использование эффекта сопла Лаваля на выпуске. Смысл этого эффекта в свое время мне разъяснил профессор кафедры гидравлики МАМИ Ильский Владимир Лонгинович. Он рассказал, как во время войны ему была поставлена задача решить вопрос быстрой разгрузки в мороз цистерн от мазута. Был сделан деревянный конус с углом расширения как у сопла Лаваля. Его приставили к сливному отверстию цистерны, прикрыв конус снизу дощечкой. После заполнения конуса мазутом дощечку убрали и мазут стал со свистом извергаться из цистерны. В конце 80-х у нас появилась мысль встроить сопло Лаваля на выходе из цилиндра. Таким образом предполагалось снизить энергетические потери на очистке цилиндра и укоротить выпускную систему. Кроме того можно было предположить более широкий диапазон ее влияния на улучшение характеристик двигателя и т.п. Но наступили голодные горбачевские времена и идея осталась идеей. Однако, в самом конце 90-х годов мне пришлось познакомиться с итальянским детским кроссовым мотоциклом (не помню какой фирмы) с соплом Лаваля на выпуске. Эффект превзошел все ожидания. 80-кубовый двигатель обеспечивал невероятную приемистость и тягу.
Последней неисследованной и нереализованной новационной идеей было осуществить впрыск воды в выпускную трубу. Идея родилась у Александра Кутузова – инженера-исследователя Ижмаша. Он начинал эти работы в конце 80-х, но в то время стало не до этого. А идея-то очень интересна. Мало того, что вода сильный окислитель и, вероятно, ее впрыск на выпуске позволил бы снизить токсичность отработавших газов, но за счет испарения и расширения она могла бы влиять на газодинамическую настройку системы выпуска. Причем найти способ управления режимами впрыска воды не так уж и сложно.
В следующий раз я остановлюсь на системах впуска.
