Двигатель мотоцикла Днепр

Содержание:
Днепр — тяжёлый дорожный мотоцикл с боковой коляской, выпускающийся Киевским мотоциклетным заводом (КМЗ). Выпускались модификации с приводом на колесо коляски. Начиная с МТ-9, выпускались с механизмом автоматического выключения сцепления и автоматического опережения зажигания. Шли как с раздельными сидениями, так и со сплошными. В настоящее время выпускаются также специальные (грузовые, пожарные) модели.





История марки

«Днепр», как и «Урал», является развитием М-72. Затем его модернизировали и получили К-750 с более мощным двигателем. Далее выпускался К-650 с верхнеклапанным двигателем. Позднее, в связи со сменой системы индексов, мотоцикл выпускался под индексом МТ-8. 

• Модель МТ-9 (1971) отличалась наличием задней передачи. 

• Модель МТ-10 (1974) стала первым «Днепром» с 12-вольтовой схемой электрооборудования и с двухискровой катушкой зажигания (одна катушка на две свечи). Также была увеличена емкость бензобака. 

• Модель МТ-10-36 (1976) за счет увеличения степени сжатия и новых карбюраторов обладала мощностью 36 л.с. 

• Наиболее совершенной являлась модель МТ-11 (1985), имевшая четырёхтактный двигатель мощностью 32 л. с., 4-х ступенчатую КПП с передачей заднего хода, барабанные тормоза на все колеса, включая колесо коляски, а также стояночный тормоз. Подвеска отличалась передней телескопической вилкой, маятниковой подвеской заднего колеса. Максимальная скорость составляла 105 км/час, грузоподъемность 260 кг. 

• Имелась полноприводная версия повышенной проходимости МТ-16 (1986) с приводом на колесо коляски. 

• В настоящее время заводом выпускаются модели Днепр-11 (КМЗ-8.155), Днепр-16 (КМЗ-8.922/КМЗ-156-200), с 1991 года выпускается также мотоцикл без коляски Днепр КМЗ-8.157-02.

Всего с 1967 года выпущено более трёх миллионов мотоциклов.





Двигатели всех моделей мотоциклов тяжелого класса "Урал" и "Днепр" имеют одну конструктивную схему. Они двух цилиндровые, четырехтактные, карбюраторные, с воздушным охлаждением и с оппозитным (расположены в одной плоскости навстречу друг другу) размещением цилиндров в горизонтальной плоскости. Такая компоновка обеспечивает высокое уравновешивание кривошипно-шатунного механизма и хорошие условия охлаждения. 

Модификаций мотоцикла Днепр 

Двигатель МТ8 мотоцикла "Днепр" К-650 представляет собой четырёхтактный карбюраторный двигатель с воздушным охлаждением. В двигателе применён верхнеклапанный механизм газораспределения, установлен литой коленчатый вал из высокопрочного чугуна со съёмными нижними головками шатунов и сменными вкладышами шатунных подшипников. В конструкции применены вкладыши автомобильного типа, взаимозаменяемые с вкладышами автомобиля "Масквич-408" В двигателе использована принудительная система смазки с центробежной очисткой масла, применены биметаллические цилиндры более эффективные, чем чугунные. Благодаря этому в двигателе низкая теплонапряжонность, поршни в цилиндре установлены с зазором 0,05-0,07 мм двигатель надёжный и долговечный. 

Двигатель МТ9 - модернезированая модель двигателя МТ8. В нём используется прерыватель ПМ302 с автоматом опережения зажигания. Двигатели МТ8 и МТ9 имеют шестивольтовую систему зажигания и шестивольтовый генератор постоянного тока Г-414. 

В двигателе МТ10-36 в отличие от двигателя МТ9 используется двенадцати вольтовая система зажигания на картере двигателя предусмотрен фланец  крепления генератора Г-424 Двигатель МТ10-36 отличается от двигателя МТ10 повышенной мощностью до 26,5кВч (36 к.с.) . Это достигнуто увеличением диаметра головки впускного клапана с 37 до 40мм, применением распределительного вала с новым профилем кулачков и повышенной степени сжатия до 7,5 единиц. Частота вращения коленчатого вала увеличена до 5600-5800 об/мин. В связи с этим изменена форма углубления под клапана на дне поршня. В двигателе МТ10-36 применяется карбюратор, К301Д который отличается от карбюратора К301Б диаметром диффузора и увеличенной пропускной способностью главного топливного цилиндра. В место прерывателя ПМ302-01 применяется прерыватель ПМ302-А с новой конструкцией автомата опережения зажигания. 

С ноября 1978г. выпускались поршни с радиусом сферы головки 72,5мм. Их устанавливали на двигатели МТ10-36 при работе на бензине марок А-72 и А-76 обычного исполнения со степенью сжатия 7,5ед и на двигатели экспортных мотоциклов для работы на высокооктановом бензине марки А-93 со степенью сжатия 8,5ед. Расстояние от оси поршневого пальца до наружной поверхности составляет 48,2мм. В поршне заменена форма проточки под выпускной клапан. С целью сохранения степени сжатия рабочей смеси, на двигатель МТ10-36 установлен цилиндр который отличается от цилиндра двигателей МТ9 и МТ9 высотой установочного размера. Расстояние между поверхностями которые прилегают к картеру двигателя и головке цилиндра составляет 107,7мм. 

Двигатель МТ10-32 создан на базе двигателя МТ10-36. В отличие от предшественника он обладает повышенным крутящим моментом при малых и средних частотах вращения коленчатого вала что делает возможность значительно улучшить тягово-динамические показатели мотоцикла для эксплуатации в сельской местности. Максимальная скорость движенья мотоцикла по шоссе 105км/час максимальная мощность в сравнение с МТ10-36 уменьшена на 3кВт а частота вращения при максимальной отдаче мощности стала ниже на 700 об/мин. Характеристики двигателя МТ10-32 улучшены в результате применения распределительного вала с изменённым профилем кулачков. 

Распределительный вал двигателя МТ10-32 полностью взаимозаменяем с валом предыдущей конструкции. Его можно устанавливать на двигатели МТ9, МТ10 и МТ10-36. На двигателе МТ10-32 вместо поршня МТ801-237 со сферичным дном установлен поршень с выталкивателем, который имеет плоское дно. Применение нового поршня дало возможность улучшить условия образования смеси в камере сгорания и снизить теплонапряженность. Кроме того в двигателе МТ10-32 уменьшена степень сжатия до 7,0ед установочный размер в цилиндре в сравнение с цилиндром МТ10-36 увеличен на 0,9мм. Новые цилиндры можно устанавливать на все ранние выпущенные модели мотоциклов "Днепр" с двигателями типа МТ. В модернизированном двигателе МТ10-32 применяются карбюраторы К63Т. 

Двигатель К-750 

Двигатель К-750М – четырехтактный, двух цилиндровый, с боковым нижним расположением клапанов коленчатый вал сборный. Шатуны установлены на роликовых подшипниках, цилиндры чугунные. По своей конструкции двигатель К-750М аналогичен двигателю М72, но имеет такие особенности степень сжатия давления выше, распределительный вал вращается на радиальном однорядном подшипнике и подшипнике скольжения, поршни имеют по два маслосъёмных кольца конструкция сапуна и конфигурация передней крышки распределительной коробки изменены повышена эффективность системы вентиляции. 

По посадочным местам двигатели К-750М и М72 взаимозаменяемы. Двигатель М67-36 Ирбитского мотоциклетного завода "Урал" имеет такие существенные отличия от двигателя МТ10-32 его шатуны вместе с коленчатым валом составляют неразъёмную конструкцию и их можно снять только с помощью специальных приспособлений, в нижнюю головку шатуна вставлен роликовый подшипник с сепаратором, цилиндры чугунные. Крепленье цилиндров и их головок раздельное. К картеру цилиндры крепятся шпильками. Толкатели с прямоугольной головкой имеют направляющие, оси коромысел установлены в специальные кронштейны, которые с помощью шпилек установлены к головке. Головки впускных и выпускных клапанов имеют меньший диаметр. Система смазки низкого давления имеет полноточный бумажный масляный фильтр. Масляный насос вращается от распределительного вала. Газы из картера выталкиваются непосредственно в атмосферу через сапун. По посадочным местам двигатели мотоциклов "Урал"; и "Днепр" взаимозаменяемы. Двигатели применяемые на мотоциклах "Урал" и "Днепр" включают в себя кривошипно-шатунный механизм, систему газораспределения, систему вентиляции картера, систему смазки. 

Hовый двигатель мотоцикла Днепр 

Главным отличием "днепровского" мотора от "уральского", как известно, является способ сопряжения шатуна с коленчатым валом. У "Днепра" оно выполнено на подшипниках скольжения, т.е. на вкладышах; они обеспечивают минимальное трение при работе и к тому же (теоретически) весьма долговечны. Но подшипники скольжения требовательнее к фильтрации масла и нуждаются в подаче его под более высоким давлением, чем роликовые. Поэтому у двигателей "КМЗ" система смазки сложнее, чем у "ИМЗ". Система смазки двигателя "МТ801", которая включает в себя масляный насос, редукционный клапан, расположенную на переднем конце коленчатого вала центрифугу для очистки масла и каналы, выполненные в картере и коленчатом валу. Подвод масла от центрифуги к подшипникам шатунов осуществлен через последовательно сообщенные каналы и полости, имеющиеся в его шатунных шейках. Полости эти являются второй ступенью очистки масла, а последовательным их сообщением достигается то, что к более нагруженному подшипнику заднего шатуна поступает наиболее очищенное масло. Также несомненным преимуществом подвода масла от фильтра к шатунным подшипникам через каналы является практически абсолютная надежность этого участка масляной магистрали: все ее элементы находятся в одной детали, длина минимально возможная, что обусловливает малый нагрев масла. Наконец, при такой системе смазки неполноопорный коленчатый вал установлен в картере на подшипниках качения - конструкция,имеющая самый высокий механический КПД и к тому же очень надежная и наиболее простая. 



Недостатками же системы смазки двигателя"МТ801" в целом являются низкая ее надежность и большая трудоемкость обслуживания. Это связано с тем, что масло плохо фильтруется центрифугой, установленной на коленчатом валу, из-за переменных и относительно невысоких частот ее вращения при работе двигателя. 

В процессе эксплуатации требуется регулярно очищать и промывать центрифуги, чего нельзя выполнить без разборки двигателя. 

Поскольку редукционный клапан установлен в насосе, расположенном выше уровня масла в картере двигателя, то при засорении клапан неплотно прилегает к седлу и без очистки этого узла самозаполнение насоса маслом не возможно. Очистка же клапана трудоемка, поскольку она также связана с разборкой двигателя. 

Наконец, надо учесть, что при этой схеме смазки масло подводится к коленчатому валу по радиусу, а от полости передней шатунной шейки к задней - по радиальному каналу. При вращении коленчатого вала возникает центробежная сила, противодействующая движению масла в радиальных каналах и поступлению его как к заднему шатунному подшипнику, так и к коленвалу вообще. На высоких скоростных режимах работы двигателя преодолеть эту центробежную силу и обеспечить смазку шатунных подшипников можно только повышением давления масла в системе. А это связано с увеличением затрат мощности на привод масляного насоса, снижением механического КПД и надежности двигателя, поскольку высокое давление в системе способствует ее разгерметизации. 

Указанные недостатки были известны инженерам Киевского мотозавода давно. И поэтому еще в 1980 году на КМЗ разработан двигатель с системой смазки, в корне отличающейся от описанной выше. Будь он поставлен на производство в то время, главному конкуренту - Ирбитскому мотозаводу - был бы нанесен сокрушительный удар. Но плановая экономика тех лет распорядилась так, что первые серийные образцы этих моторов увидели свет лишь 15 лет спустя, в 1995 году. Чем же замечателен новый мотор и каково его отличие от старого? 

Анализируя слабые места старого двигателя, конструкторы пришли к выводу, что желательно иметь такую систему смазки шатунных подшипников, в которой бы подача масла к ним совершенно не уменьшалась при повышении частоты вращения коленчатого вала и обслуживание которой не требовало бы разборки мотора . В конечном итоге это дало бы значительное повышение надежности и снижение трудоемкости обслуживания таких двигателей. 

В новой схеме цель достигается тем, что масляная магистраль, соединяющая фильтр с коленчатым валом, выполнена исключительно в крышке газораспределительного механизма. В ней установлен редукционный клапан (сливной либо дифференциальный), на передней оси коленвала соосно оси его вращения установлен полый цилиндрический патрубок и в крышке газораспределительного механизма выполнено сопрягаемое с ним отверстие главной масляной магистрали. Полости в шатунных шейках соединены последовательно с приемным патрубком осевым и радиальным каналами и между собой - обходным каналом, выполненным по дуге окружности, проходящей через эти полости с центром на оси вращения коленвала. Сам фильтр от автомобиля ВАЗ-2105 установлен на крышке газораспределительного механизма. Он состоит из встроенных в его корпус перепускного и запорного клапанов, а также фильтрующих элементов грубой и тонкой очистки. 



Усовершенствованная система очистки масла двигателя днепр. 1 — масляный насос, 2 — полость перед фильтром, 3 — стенка крышки ГРМ, 4 — запорный клапан, 5 — фильтр, 6 и 8 — фильтрующий элемент тонкой очистки масла, 7 — масляная магистраль, 9 — перепускной клапан, 10 — расточенная часть канала, 11 — патрубок масляной магистрали, 12 — коленвал, 13, 14 и 15 — части масляной магистрали, 16и 17 — полости в корпусе коленвала, 18 и 19 — технологические отверстия, 20 — сливной клапан, 21 — дифференциальный клапан. 

Смазка кривошипных подшипников шатунов в предложенной системе происходит следующим образом. Масло насосом 1 направляется в полость 2, в крышке газораспределительного механизма 3, отжимает запорный клапан 4 и поступает в масляный фильтр 5. Если масло густое (при холодном двигателе), то в фильтре 5 оно проходит через фильтрующий элемент грубой очистки 6 и направляется в главную масляную магистраль 7 (канал с очищенным маслом). Если двигатель прогрет, то перед поступлением в магистраль 7 масло проходит еще и через фильтр 8 тонкой очистки; если же фильтрующие элементы засорены, то масло поступает в магистраль 7, отжимая перепускной клапан 9. Из главной магистрали 7 масло направляется в расточку 10 и через патрубок 11 поступает в коленчатый вал 12, в котором оно последовательно через каналы 13, 14, 15, полости 16 и 17, а также отверстия 18 и 19 направляется к кривошипным подшипникам шатунов. Чрезмерному повышению давления масла в системе препятствует клапан: сливной 20 (на спортивных двигателях) либо дифференциальный 21 (для двигателей дорожных мотоциклов). При дифференциальном клапане полость управления клапаном соединена с главной масляной магистралью, а рециркуляционный запас масла сливается в поддон из магистрали перед фильтром. Таким образом уменьшается вынужденная циркуляция всего потока масла через фильтрующие элементы, что должно повысить срок их службы и уменьшить пропуск нефильтрованого масла к трущимся деталям в фильтре, особенно при частично засоренных элементах и работе двигателя с пониженной температурой масла. 

По сравнению с известными, предложенная система смазки обладает совершенно новым качеством саморегулирования, что делает ее надежной и простой в обслуживании и требует минимальных затрат мощности двигателя на привод масляного насоса. 

Действительно, при вращении коленчатого вала на масло, находящееся в его каналах, действует центробежная сила, благодаря чему оно как бы засасывается через патрубок 11 из главной масляной магистрали 7 и под давлением (пропорциональным квадрату частоты вращения коленвала) через отверстия 18 и 19 в шатунных шейках направляется к подшипникам шатунов. Поскольку ввод масла из главной магистрали в коленчатый вал происходит через отверстие 10 - патрубок 11, совпадающие с осью вращения вала, а канал 15 выполнен по дуге окружности с центром на той же оси, то сопротивления в каналах подачи масла практически равны нулю. При любой частоте вращения коленчатого вала центробежные силы в указанных полостях и канале будут всегда одинаковы. Благодаря этому при своем движении по обходному каналу 15 маслу не приходится преодолевать значительные по величине центробежные силы (0,45 МПа при частоте вращения коленвала 8000 об/мин). Поэтому затраты энергии на перемещение масла по каналу 15 ничтожны и равны лишь потерям на трение его о стенки канала. В итоге для нормального питания шатунных подшипников при любых частотах вращения коленвала достаточно давления масла в главной магистрали 7 около 0,1 МПа. При этом расход масла через отверстия 18 и 19 в шатунных шейках самопроизвольно устанавливается (из-за действия центробежных сил при вращении коленчатого вала) пропорциональным частоте его вращения. 



Для сравнения отметим, что при средних частотах вращения коленчатого вала упомянутого двигателя МТ801 давление масла в системе должно быть не менее 0,35 МПа, а для нормального снабжения маслом шатунных подшипников этого двигателя при частоте вращения коленвала 8000 об/мин редукционный клапан должен поддерживать давление в системе не менее 0,75 МПа. Кстати, это явилось причиной установки на двигателях спортивных мотоциклов, а затем и мотоциклов "Эскорт-78" центрифуги для очистки масла. Столь высокое давление не допускает применения весьма удобных сменных масляных фильтров из-за их ограниченной прочности. 

Установка сливного клапана 20 после фильтра в крышке газораспределительного механизма позволяет обеспечить высокую стабильность условий смазки шатунных подшипников при их износе, при увеличении вязкости масла и повышении гидравлического сопротивления фильтра, поскольку в этом случае давление в главной магистрали не падает, как это имеет место, если редукционный клапан расположен у насоса. Такой вариант установки сливного клапана практически исключает его засорение (ведь в магистрали 7 отфильтрованное масло) и разгерметизацию системы. Но даже если это произойдет, клапан легко доступен для осмотра, регулировки и очистки. 

Кроме того, ускоряет достижение высокого давления в магистрали 7 при пуске холодного двигателя, что снижает пусковые износы шатунных подшипников. Этому способствует также указанное явление центробежного саморегулирования системы и большое гидравлическое сопротивление клапана холодному (и вязкому) маслу. 

Выполнение масляного фильтра в виде отдельного агрегата, установленного на крышке механизма газораспределения, обеспечивает его простую замену. Кроме того, охлаждение масла при фильтре с автономным корпусом лучше, чем с системой смазки двигателя "ИМЗ". 

Наконец, такое низкое давление в главной масляной магистрали, простая конфигурация последней, наличие всего одного подвижного сопряжения в каналах с очищенным маслом, применение весьма прогрессивного масляного фильтра автомобильных двигателей ВАЗ, а также оговоренный эффект саморегулирования, обусловленный действием центробежных сил на масло, делает предложенную систему смазки простой и исключительно надежной в эксплуатации. 

Конечно, "Днепр" с новым мотором остался все еще тем же старым добрым "Днепром": ни мощность, ни динамика, ни экономичность его не изменились. Удивляло лишь то, что при эксплуатации двигатель не требовал внимания к своей персоне никогда, будь то непроходимые леса Вепской возвышенности или пески Мангышлака. За все время жизни, со дня выпуска и до полного износа, с ним не случилось ни одного ремонта, ни большого, ни маленького, кроме замены масла и периодической регулировки клапанов. Другими словами, он приобрел качество, которое в отношении "днепровских" моторов звучит так непривычно: надежность. 

В основную серию этот двигатель так и не пошел. У агонизирующего завода нет ни сил, ни средств для перевооружения производства. Двигатели с измененной системой смазки собираются в очень небольшом количестве и уходят в основном на экспорт, поэтому купить такой мотор довольно сложно.

Мотоциклы Днепр и Урал - Отличия двигателя МТ-10-32 от МТ-10-36 

Практика эксплуатации "Днепра" МТ10-36, выпускавшегося киевским мотоциклетным заводом, показала, что основные параметры его двигателя не вполне удовлетворяют мотоциклистов, живущих в сельской мест-ности. Так, при движении по грунтовым, булыжным, щебеночным дорогам они почти никогда не используют максимальную мощность (36 л. с.), достигаемую при очень высоких оборотах (5900 об/мин), а крутящий момент, определяющий тяговые свойства двигателя, недостаточен при малых и средних, типичных для таких условий. Из-за этого часто приходится переключать передачи, поддерживая высокие обороты, что требует и определенного мастерства, и затрат физических сил и влечет дополнительный расход топлива. 

Поскольку тяжелые мотоциклы эксплуатируются главным образом в сельской местности, завод провел модерни-зацию двигателя, чтобы он полнее соответствовал этим условиям. Новое обозначение двигателя - МТ10-32, и с середины 1985 года его устанавливают на "Днепр-11" и "Днепр-16". 

Сравнивая внешние скоростные характеристики (рис. 1) МТ10-36 и модернизированного мотора, видим, что у МТ10-32 максимальная мощность и крутящий момент смещены в сторону более низких оборотов коленчатого вала. Причем крутящий момент увеличился до 50 Нм и мало изменяется в довольно большом диапазоне оборотов. Максимальная мощность стала несколько ниже, но зато на режимах более часто используемых оборотов она заметно возросла. 

В результате улучшились тягово-динамические качества мотоцикла, поднялся так называемый коэффициент приспособляемости, характеризующий способность двигателя сохранять частоту вращения коленчатого вала при увеличении нагрузки. Теперь на мотоцикле (без ущерба для скоростного движения по шоссе) легче ездить по плохим дорогам, реже требуется переходить с одной передачи на другую. 

Какие же конструктивные изменения претерпел сам двигатель? Вместо поршней со сферическим днищем здесь применены поршни с вытеснителем и плоским днищем (рис. 2). Его номер по каталогу - КМЗ 8.155 01 237. С новым поршнем улучшилось качество смесеобразования в камере сгорания и снизилась теплонапряженность. Поршни старой и новой конструкций полностью взаимозаменяемы и пригодны для всех ранее выпускавшихся двигателей "Днепра" - К-650, МТ9, МТ10, МТ10-36. Однако меняют их только парами. 

Чтобы снизить теплонапряженность двигателя, когда во время движения по трудной дороге с небольшой скоростью цилиндры слабо обдуваются встречным потоком воздуха, а также понизить требовательность мотора к качеству бензина, уменьшена с 7,5 до 7,0 степень сжатия. Это достигнуто увеличением на 0,9 мм высоты цилиндра (расстояния между поверхностями, прилегающими к блоку и головке цилиндров, рис. 3). В остальном цилиндры совершенно одинаковы. 

И наконец, изменен профиль кулачков распределительного вала, что и обеспечило благоприятную характеристику крутящего момента.

Новые поршни, цилиндры и распределительные валы завод будет поставлять в торговую сеть не комплектами, а раздельно.

Цилиндры с размером 108,6 мм можно устанавливать на все ранее выпущенные модели мотоциклов "Днепр" с двигателем МТ. При этом, чтобы предотвратить возможную течь масла из-под уплотнительных резиновых колпачков на кожухах штанг из-за ослабления усилия их прижима, рекомендуется между каждым колпачком и упорным кольцом на кожухе установить металлическое кольцо (шайбу) толщиной 1,0, наружным диаметром 23, внутренним - 17,6 мм.

При использовании новых поршней надо помнить, что их подбирают с таким же цветовым индексом, какой имеют поршневой палец и верхняя головка шатуна, а их массы должны быть одинаковыми.

Перед монтажом поршень нагревают до температуры 80-100 градусов и соединяют с шатуном таким образом, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону центрифуги. Цилиндры же подбирают так, чтобы монтажный зазор между наибольшим диаметром юбки поршня и цилиндром находился в пределах 0,05-0,07 мм.

Перед установкой цилиндров кольца на поршнях разводят, чтобы стыки находились под углом 120° один к другому, а зеркало цилиндра смазывают маслом. При установке головки цилиндра гайки затягивают в два приема: вначале равномерно малым усилием, а потом окончательно усилием 2,8-3,6 кгс м.



Тюнинг двигателя мотоцикла Днепр - видео



Улучшенный двигатель для мотоцикла Днепр - видео



Принцип работы оппозитного звигателя 3D (Пример двигателя мотоцикла "Днепр") - видео



Обзор мотоцикла Днепр-11 - видео