Двигатель К-750 на 824 см.куб. Результат.
Года три назад решил в порядке эксперимента увеличить объём двигателя моего К-750. После изучения различных вариантов остановился на поршнях от ГАЗ-51 - диаметр 82мм, палец 22.
Днище поршня было сточено на 3мм, верхняя головка шатуна расточена под втулку с внутренним диаметром 22.
После расточки цилиндра на 82мм нижняя его часть , где ходит юбка, была бы срезана практически полностью, меня это не устроило. Решил попробовать сделать выступающую часть отдельной деталью, с запрессовкой и расточкой за одно целое. В качестве заготовок были взяты фланцы чугунной задвижки, посадочное место в теле цилиндра проточил на 5мм вглубь, натяг около 5 соток. 
Канал для смазки левого цилиндра приказал долго жить и я решил обойтись без него. Через 300км маслосъемное кольцо почему-то стёрлось.... Решил просверлить отверстия в верхней части моего "фланца", что бы туда масло попадало самотёком со стенок. В принципе решение не самое плохое, как оказалось, только вот я немного промахнулся с расположением, да и диаметр можно было бы сделать больше, пришлось немного помудрить. В итоге вполне работоспособно.
Посадочное место в блоке пришлось расточить.
Под цилиндр установил текстолитовую толстую проставку и 2 прокладки из паронита, общей толщиной 8мм.
В головках цилиндров срезал внутренние выступы и поставил прокладки из алюминия 1.5мм. При таких параметрах детонация на слух не проявлялась, но на будущее я планирую всё же 2мм.
Штатных регулировочных винтов хватило только-только.
Общий итог - всё это вполне работоспособно. Двигатель эксплуатировался 2 сезона, пробег не сильно большой, примерно 1.5...2 тыс., в основном по грунтовкам, бывало и бездорожье, но без фанатизма.
Потом умер коленвал, но он изначально был так себе, с люфтами.
В начале эксплуатации была очень сильная детонация, вылечил толщиной прокладок и установлением максимально богатой смеси. При расточке цилиндра заказал зазор 0.08, этого оказалось маловато, цилиндры и поршни с задирами. Наборное маслосъемное кольцо уже натерло ступеньку, в дальнейшем планирую поставить целиковые из чугуна, такие тоже на 51-м были.
Вставные фланцы ничем о себе не напомнили, их не покоробило, они не сместились, перекосились и т.д.
Толщина стенки цилиндра в самом тонком месте около 3.5мм, всё ждал, когда отвалится. Не отвалилось, даже когда на горячем моторе проезжал глубокие лужи и цилиндры были в воде.
Смазку левого цилиндра надо доработать. В идеале всё же подвести туда масляный канал, как вариант отдельной трубочкой и, возможно, с фильтром на ней.
И напоследок - это был всего лишь эксперимент, без фанатизма, без попыток сделать всё идеально. Сильно карданами не кидайтесь :)
По ходовым качествам что-то изменилось?
Т.е. торец поршня в ВМТ заподлицо с плоскостью цилиндра? Степень сжатия какая получилась?
Очень интересно.
Как изменился тепловой режим двигателя?
Свечи пришлось ставить более холодные?
Какое используете зажигание и насколько оно смещено относительно стока?
По ходовым качествам улучшения были хорошо заметны, крутящий момент возрос. На максимальную скорость не проверял, делал не для этого.
Поршень в ВМТ не доходит до кромки цилиндра около 3...4мм, сейчас уже не померить.
Свечи специально не подбирал. Зажигание родное, кулачковое, с ручной регулировкой манеткой. Сильно грелся поначалу на бедной смеси, потом нормально стало после настройки карбов.
Степень сжатия не измерял.
При увеличении степени сжатия карбы начинают сильно беднить. Нигде про то в литературе не находил, но это уже 6й мотор с такими приколами
Иглы в карбюраторах поднимал на самый максимум, для моих целей было приемлемо.
Пробовал рассверлить родные жиклеры, диаметр сверла уже не узнать, так работал лучше, мне совсем нравилось, но бензин жрал с большим аппетитом, не стесняясь. Вернул все как было, сезон докатал, а потом колено сильно застучало и на этом все.
В следующей версии этого мотора карбюраторами планирую заняться более серьёзно.
В общем весной подобный агрегат в ремонт приехал. Человек купил целиком мотоцикл и, по утверждениям продавана, это был лучший в Мире двигатель. В кратце: цилиндры со спиленными юбками, торцы поршней заподлицо с плоскостями цилиндров, вытеснители на головках спилены, под головками проставки толщиной 2,5 мм. Камеры сгорания я не проливал, но можем примерно прикинуть, что поучилось.
Объём камеры сгорания стокового двигателя К-750 примем 72 см.куб.( При всём стандартном и 79-ых поршнях в таком варианте получается степень сжатия 6,3. Это наилучший показатель объёма камер сгораний и степени сжатия, которые мне удавалась получить из стандартного, практически, двигателя. 3.95×3.95×3.14×7.8=382. (382+72)÷72=6.3).
Диаметр цилиндра 8.2 см. Соответственно радиус - 4.1 см.
Ход поршня 7.8 см.
Рабочий объём цилиндра:
4.1×4.1×3.14×7.8=411.71 см.куб.
Высота вытеснителя головки К-750М 0.5 см.
Объём, занимаемый вытеснителем:
4.1×4.1×3.14×0.5÷2=13.2 см.куб.( Здесь 2 - это половина, в реальности площадь вытеснителя немного больше. Примем полвину для упрощения.)
"Недоход" в ВМТ торца поршня до торца цилиндра примем 6 мм=0.6 см.
Объём, занимаемый поршнем в таком случае:
4.1×4.1×3.14×0.6=31.67 см.куб.
Объём, занимаемый стандартной прокладкой толщиной 0.5 мм( 0.05 см):
4.1×4.1×3.14×0.05×2=5.28 см.куб ( 2, опять же для упрощения расчётов, примем условно, так как есть ещё объём над "цилиндрической частью" прокладки)
Объём занимаемый "кустомной" прокладкой толщиной 2,5 мм( 0.25 см):
4.1×4.1×3.14×0.25×2=26.39 см.куб.
Объём камеры сгорания "кустомный"=объём камеры сгорания стандартный+объём, занимаемый вытеснителем-объём, занимаемый поршнем-объём, занимаемый стандартной прокладкой+объём, занимаемый "кустомной" прокладкой:
72+13.2-31.67-5.28+26.39=74.64 см.куб.
Теперь степень сжатия такого цилиндра:
(411.71+74.64)÷74.64=6.5159
Дальше комментарии нужны?
Т.е. при низкой степни сжатия в таком цилиндре будет присутствовать детонация. Именно свидетельства о наличии детона в разобранном мной двигателе я и увидел - характерные кольцевые следы, или "натёртости", на стенках цилиндра. А на одном из поршней была сломанная перегородка между кольцами!
Также были задиры как на цилиндрах, так и на жаровых поясах поршней, особенно на выступающих из цилиндра их частях.
Почему же такой вариант форсирования нижнеклапанных моторов не приемлем?
Т.е. когда поршень выступает за пределы кромки цилиндра теряется всё прелесть камеры сгорания типа Рикардо, наилучшей для смесеобразования в нижнеклапанных двигателях. Что также подтверждает эта иллюстрация.
Если бы торец поршня был, как и задумывалось инженерами, заподлицо с кромкой цилиндра, то и, степень сжатия в этом случае была бы:
(411.71+72)÷72=6.7182
А в случае подрезки плоскостей головок ещё больше( как это и советует литература о подготовке мотоциклов М-72 к соревнованиям).
И вот вместо этих поршней ГАЗ-51 разве нельзя подыскать, что-то более подходящее? Не такие архаичные и с меньшим весом?
Да, в Вашем случае, с большой долей вероятности можно утверждать, что коленвал убил именно детон.
А как называется книга, страницу которой вы привели? Там есть еще рекомендации по доработке нижнеклапанных двигателей?
И по поводу выступания поршней прошу уточнить. Если щель А не сужается, то выступание поршня не ухудшает параметры двигателя?
К. Ярош "Высшая школа мотоциклетного спорта".
В случае выступания поршня, сам поршень сужает "щель" и, таким образом, препятствует потоку.
Вот что пишется по поводу камеры сгорания М-72 в другом учебнике: "Для четырёхтактных двигателей дорожных и тяжёлых мотоциклов применяется вихревая камера сжатия. Она расположена в стороне от цилиндра, над клапанами. Гнёзда и направляющие втулки клапанов выполнены в теле цилиндра сбоку. При таком расположении клапанов горючая смесь, поступающая из карбюратора через клапан в камеру сжатия снизу вверх, после входа туда резко меняет своё направление и идёт из камеры сжатия в цилиндр уже сверху вниз. При такой форме камеры увеличивается сопротивление горючей смеси на входе в цилиндр двигателя и, следовательно, уменьшается наполнение цилиндра. Достоинство этой камеры заключается в том, что пути распространения пламени удлиняются, сгорание рабочей смеси несколько замедляется и двигатель работает более мягко. Кроме того, при небольшом зазоре (2-3 мм) между днищем поршня и стенкой камеры сжатия обеспечивается охлаждение тонкого слоя рабочей смеси, находящейся в этом зазоре и наиболее удалённой от свечи. Это уменьшает способность рабочей смеси к детонационному сгоранию, так как охлаждённая в зазоре рабочая смесь к моменту сгорания не успевает образовать с кислородом воздуха нестойкие соединения, сгорающие со взрывной скоростью."
То о чём я и говорил - выступание поршня и "растянутая" камера сгорания не улучшает смесеобразвание, чем сводит на нет саму идею камеры сгорания Рикардо. Вот и получается, что вроде увеличили рабочий объём цилиндра, но степень сжатия не увеличивается практически и детонация в цилиндре при низкой степени сжатия...
Познавательно, спасибо.
В моем случае я хотел именно поршни с длинной юбкой и испытать цилиндры со вставками. Да и ещё надёжность самих цилиндров, так как стенка в нижней части тонкая, 3.5мм.
Лично мне результат понравился даже в таком ещё сыром виде, в дальнейшем планирую некоторые доработки. Мотоцикл - приводной колясыч, быстро не гоняю, вес поршней для меня не принципиален.
Коленвал умер просто от старости, он был и не новый, и уже перепрессованый в какие-то далёкие времена, люфты присутствовали изначально.
От детонации я избавился ещё в самом начале, регулировкой смеси и прокладкой и под головку. На мой взгляд, обогащение дало больший эффект. Эксплуатировал два сезона. Если бы не застучал, даже не полез бы в него.
Детонацию можно не услышать. Смотрите на наличие кольцевых натёртостей в цилиндре.
В том и парадокс, что при низкой степени сжатия получаем детонационное горение. При этом Вы обогащаете смесь, но в цилиндре всё равно есть детон. Следовательно и увеличение расхода - несгоревшую в камере сгорания смесь просто выплёвывает в глушитель. Опять же использование высокооктановых - "быстрых" сортов бензина.
А вот увеличением хода поршня можно достичь лучших результатов!
При диаметре цилиндра 79 мм и ходе поршня 88 мм объём цилиндра:
3.95×3.95×3.14×8.8=431 см.куб.
Степень сжатия при этом:
(431+72)÷72=6.99
При этом поднимется крутящий момент и будет более полное сгорание.
Кстати на Х-Д использовали именно длинноходные двигатели. Например на ВЛА диаметр×ход 69,85 мм × 96,84 мм.
выход поршня за плоскость в которой установлены седла клапанов не желательна примерно 5.5 мм до плоскости прилегания головки, так как сгорающая смесь будет бить в край поршня выпирающей над плоскостью "клапанов" угадайте что это дополнительно давление делает.. и оно совсем не помогает толкать поршень в низ.
Я бы "пятки" на головках нижнеклапов не пилил, а доработал по примеру как это далеют американцы на флэтхедах - плавный переход ступеньки в сторону поршня, что улучшает характеристики как продувки таки сгорания ТС
___________________________________________________________________
"Человека можно уничтожить, но его нельзя победить" (Э. Хемингуэй)
Вот немного по теме
https://www.mtfca.com/discus/messages/599638/657061.html?1467781005
https://st.hotrod.com/uploads/sites/21/2015/11/010-flathead2-nav75-lpr.j...
http://mtfctulsa.com/Tech/head_design.htm
___________________________________________________________________
"Человека можно уничтожить, но его нельзя победить" (Э. Хемингуэй)
Основное правило- от каблука до поршня не менее трех мм, поршень не выходит за прилив цилиндра под клапана, иначе детонации не избежать, фрезеровка посадочной головки неизбежно ведет к фрезеровке и каблука, в пределах 3мм с.сж. увеличится до 6,5, дальнейшая фрезеровка слишком уменьшит щель для прохождения газов между цилиндром и головкой, что бессмысленно. На 95м бензе все будет работать не хуже чем в стоке, не будет ни детонации, ни позднего сгорания в выхлопном патрубке.
Прошу пояснить откуда взялось правило про "не менее трех мм".
По общедоступным чертежам двигателя М-72 расстояние от плоскости цилиндра до прилива цилиндра под клапана 6,5+/-0,2 мм, высота вытеснителя головки 5,0-0,2 мм( 5 с допуском минус 2 десятки). Примем, что поршень в ВМТ заподлицо с приливом цилиндра. Толщина прокладки 0,6 мм, примем, что прокладка ужмётся до 0,5 мм.
Тогда теоретически минимально возможный зазор 6,3+0,5-5=1,8 мм, максимально возможный зазор - 6,7+0,5
-4,8=2,5 мм.
В реальности у меня получалось расстояние от плоскости цилиндра от 6 до 7 мм. Что с учётом толщины прокладки даёт зазор 1,5-2,5 мм.
Например плоскости головки на двигателе из видео https://youtu.be/AYYpPb8dBzk подрезались, а вытеснители нет. Степень сжатия по-памяти 6,7.
Также в общедоступной книге "Эксплуатация и ремонт мотоциклов" Гинцбург Павлов мы можем прочитать рекомендации по увеличению мощности двигателей М-72: "Объём камеры сгорания оставляют без изменений или подрезают головку цилиндра на 2 мм. В обоих случаях .... головки притирают по цилиндрам и устанавливают без прокладок." Про подрезку вытеснителей ничего не сказано, но, думаю, что зазор вытеснитель-поршень можно сделать минимальным. Считаю 0,6-0,7 мм будет достаточно, чтобы не произошло встречи поршня с головкой.
И вот условный расчёт какой в этом случае должна получиться степень сжатия:
Рабочий объём стандартного цилиндра
3,9×3,9×3,14×7,8=372,5 см.куб.
Теоретический объём камеры сгорания при степени сжатия 6
372,5/(6-1)=74,5 см.куб.
Объём, на который уменьшится камера сгорания при торцовке головки на 2 мм ( 0,2 см) и если не ставить прокладку ( 0,05 см )
3,9×3,9×3,14×0,25×2=23,9 см.куб. (умножаем на 2 для упрощения расчётов).
И нужно ещё учесть объём, который появится после торцевания вытеснителя на 0,7 мм ( 0,07 см )
3,9×3,9×3,14×0.07÷2=1,7 см.куб ( 2 снова для упрощения расчётов ).
Итого получится объём камеры сгорания
74,5-23,9+1,7=52,3 см.куб.
Рабочий объём расточенного на 79 мм цилиндра
3,95×3,95×3,14×7,8=382,1 см.куб
И, наконец, степень сжатия
(382,1+52,3)/52,3=8,3
"Кроме того, при небольшом зазоре (2-3 мм) между днищем поршня и стенкой камеры сжатия обеспечивается охлаждение тонкого слоя рабочей смеси, находящейся в этом зазоре и наиболее удалённой от свечи. Это уменьшает способность рабочей смеси к детонационному сгоранию, так как охлаждённая в зазоре рабочая смесь к моменту сгорания не успевает образовать с кислородом воздуха нестойкие соединения, сгорающие со взрывной скоростью."
Выше я уже приводил эту цитату из "Мотоциклы" Жигарев Корзинкин. Но ведь и не сказано, что между вытеснителем и поршнем должна быть эта смесь! Из конструкций других двигателей видно, что это не обязательно. В общем нужно пробовать.
Проверял на +-2,5мм от поршня до каблука, первое время все было хорошо, потом начались стуки, вскрытие показало что на каблуке и поршне начал скапливаться нагар, счистил, все поехало нормально, сразу же изготовил более толстую прокладку и прекратил эксперименты от греха подальше.