ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. ΘΕΜΑ: ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΑΕΡΟΨΥΚΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΑΣ ΑΠΟ 49cc ΣΕ 97cc

Transcript

1 Α.Τ. Ε. Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΘΕΜΑ: ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΑΕΡΟΨΥΚΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΑΣ ΑΠΟ 49cc ΣΕ 97cc ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: Α.Ε.Μ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΕΚΠAIΔEΥΤΙΚΟΣ: ΚΩΣΤΗΣ Ι. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΒΑΛΑ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2011

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ο λόγος που με οδήγησε να ζητήσω την ανάθεση της παρούσας εργασίας, οφείλεται στην αγάπη που έχω για τις μοτοσικλέτες. Θεωρώ ότι είναι ευτύχημα που έχω κάνει το χόμπι μου επάγγελμα, διότι εργάζομαι στον χώρο της μοτοσικλέτας. Η κατάρτιση που έχω, με βοήθησε καθ όλη τη διάρκεια της εκπόνησης της πτυχιακής μου εργασίας. Δεν θα πρέπει όμως είμαι αγνώμων ως προς την διδασκαλία των καθηγητών μου που μου κίνησαν το ενδιαφέρον για την περαιτέρω ενασχόλησή μου με την μελέτη των Μηχανών Εσωτερικής Καύσης. Αυτή η εργασία είναι αφιερωμένη στους γονείς μου, στην αδερφή μου και σε όσους με βοήθησαν με όποιο τρόπο είτε οικονομικό είτε ηθικό να γίνω αυτός που είμαι.

3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 8 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ε.1. Γενικά....9 Ε.2. Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης... 9 Ε.3. Η Παραγωγή Ενέργειας από Κινητήρα Ε.4. Μονοκύλινδρος Κινητήρας Ε.4.1 Αντικραδασμικός άξονας Ε.5. Δικύλινδροι κινητήρες Ε.5.1 Δικύλινδροι σε σειρά Ε.5.2. Δικύλινδροι V και boxer Ε.6. Τρικύλινδροι κινητήρες Ε.7. Τετρακύλινδροι κινητήρες Ε.8 Τετράχρονη Λειτουργία Ε.7.1. Εισαγωγή Ε.7.2. Συμπίεση Ε.7.3. Καύση-Εκτόνωση Ε.7.4. Εξαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΑΣ 49cc ΣΕ 97cc Ανάλυση Κινητήρα Τεχνικά Χαρακτηριστικά Κινητήρων Σελίδα 1

4 1.3 Μετατροπή μονοκύλινδρου κινητήρα μοτοσυκλέτας από 49cc σε 97cc Πλεονεκτήματα Σκοπός της μετατροπής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΩΝ HONDA 49cc και 97cc Κεφαλή Ζύγωθρα ή Κοκοράκια Βαλβίδες Εκκεντροφόρος άξονας Κύλινδρος Έμβολο Ελατήρια εμβόλου Συμπλέκτης Αντλία λαδιού Γρανάζι αντλίας λαδιού Καδένα Τεντωτήρας καδένας Στροφαλοφόρος άξονας Διωστήρας Κιβώτιο ταχυτήτων Κάρτερ Γεννήτρια ρεύματος Ρουλεμάν Ψήκτρες Φλάντζες ΕΠΙΛΟΓΟΣ - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σελίδα 2

5 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ HONDA ΑΠΟ 49cc ΕΩΣ 125cc ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ ΕΠΙΣΗΜΟ MANUAL ΤΗΣ HONDA ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σελίδα 3

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα Ε.1. Μονοκύλινδρος κινητήρας της ΚΤΜ Εικόνα Ε.2. Διάταξη αντίβαρων σε δικύλινδρο κινητήρα YAMAHA Εικόνα Ε.3 Δικύλινδρος κινητήρας σε σειρά της Kawasaki Eικόνα.Ε.4. Κινητήρας δικύλινδρος σε διάταξη V 60 o της aprilia Εικόνα Ε.5. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη V 90o της DUCATI Eικόνα Ε.6. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη V 45 o της ΚΤΜ Εικόνα Ε.7. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη boxer της BMW Εικόνα Ε.8. Τρικύλινδρος κινητήρας σε σειρά της Benelli Εικόνα Ε.9. Τρικύλινδρος κινητήρας σε ημιαστεροειδή διάταξη της MOTO GUZZI 19 Εικόνα E.10. Τετρακύλινδρος σε σειρά κινητήρας της YAMAHA Εικόνα Ε.11. Κινητήρας εξακύλινδρος σε σειρά της HONDA Εικόνα E.12. Χρόνοι τετράχρονου κινητήρα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΑΣ 49cc ΣΕ 97cc Εικόνα 1.1. Κινητήρας 49cc εξάβολτος τοποθετημένος σε Ηonda SS Εικόνα 1.2. Κινητήρας Honda 97cc Εικόνα 1.3. Κινητήρας αγωνιστικής χρήσης (23 Hp) της Takegawa Εικόνα 1.4. Κινητήρας Yamaha 49cc ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΩΝ HONDA 49cc και 97cc Εικόνα 2.1. Κεφαλή C100 πλάγια όψη Σελίδα 4

7 Εικόνα 2.2 Χώρος καύσεως και βαλβίδες κεφαλής c Εικόνα 2.3. Οπτική επαφή του χώρου καύσεως κεφαλής C50 μέσα από τον κύλινδρο Εικόνα 2.4. Ζύγωθρα ή κοκοράκια Εικόνα 2.5. Βαλβίδες πλάγια όψη Εικόνα 2.6. Εμπρόσθια όψη βαλβίδων Εικόνα 2.7. Εκκεντροφόρος με ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα 2.8. Εκκεντροφόρος με ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα 2.9. Εκκεντροφόρος χωρίς ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα 2.10 Εκκεντροφόρος χωρίς ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα Κύλινδροι από μαντέμι (αριστερά C50 39mm, δεξιά C100 50mm)39 Εικόνα Κύλινδρος αλουμινίου 72cm 3 (47mm) Εικόνα Έμβολο C100 50mm (επίπεδο ή χαμηλής συμπίεσης) Εικόνα Έμβολο C70 47mm (μπομπέ ή υψηλής συμπίεσης) Εικόνα Έμβολο C70 47mm (μπομπέ ή υψηλής συμπίεσης) πλάγια όψη 41 Εικόνα Έμβολο C50 39mm κ C70 47mm (ημιμπομπέ ή μέτριας συμπίεσης) Εικόνα Έμβολο C50 39mm κ C70 47mm (ημιμπομπέ ή μέτριας συμπίεσης) πλάγια όψη Εικόνα Φυγόκεντρος ημιαυτόματος συμπλέκτης Εικόνα Φυγόκεντρος ημιαυτόματος συμπλέκτης (πλάγια όψη) Εικόνα Φυγοκεντρικός μηχανισμός Εικόνα Καμπάνα με τους δίσκους τριβής Εικόνα Καμπάνα για ημιαυτόματο ή χειροκίνητο συμπλέκτη (μπροστά όψη) Εικόνα Καμπάνα για ημιαυτόματο ή χειροκίνητο συμπλέκτη (οπίσθια όψη)44 Εικόνα Μέρη καμπάνας ημιαυτόματου η χειροκίνητου συμπλέκτη Εικόνα Αντλία Λαδιού Εικόνα Διάταξη αντλίας λαδιού Εικόνα Εξαρτήματα αντλίας λαδιού Εικόνα Γρανάζι αντλίας λαδιού Εικόνα Υψομετρική διαφορά κυλίνδρων Εικόνα Καδένα εκκεντροφόρου Σελίδα 5

8 Εικόνα Διάταξη τεντωτήρα μέσα στο Κάρτερ Εικόνα Διάταξη τεντωτήρα Εικόνα Στροφαλοφόρος κομπλέ C100 για φυγοκεντρικό συμπλέκτη Εικόνα Στρόφαλος C100 για ημιαυτόματο και χειροκίνητο συμπλέκτη Εικόνα Στρόφαλος C50 με ημιαυτόματο και χειροκίνητο συμπλέκτη Εικόνα Μέρη διωστήρα Εικόνα Διάταξη διωστήρα ρουλεμάν - κομβίου Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τριών σχέσεων Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τριών σχέσεων κ επιλογέας (καραγκιόζης) Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τεσσάρων σχέσεων Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (μπροστά όψη) Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (πλάγια δεξιά όψη) Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (πλάγια αριστερή όψη) Εικόνα Μύλος Εικόνα Κάρτερ με μίζα αριστερό εξωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ με μίζα αριστερό εσωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ δεξί εξωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ δεξί εσωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ χωρίς μίζα αριστερό εξωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ χωρίς μίζα αριστερό εσωτερική όψη Εικόνα Γεννήτρια ρεύματος με δύο πηνία (αριστερό κινήσεως, δεξί φώτων) Εικόνα Γεννήτρια ρεύματος με αστεροειδή πηνία Εικόνα Ρουλεμάν ανοιχτό Εικόνα Ρουλεμάν κλειστό (κωδικός Ζ) Εικόνα Ψήκτρες όπως εμφανίζονται σ έναν κύλινδρο Σελίδα 6

9 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ HONDA ΑΠΟ 49cc ΕΩΣ 125cc ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ ΕΠΙΣΗΜΟ MANUAL ΤΗΣ HONDA Εικόνα Π.1. Καπάκια κεφαλής εισαγωγή καρμπυρατέρ Εικόνα Π.2. Κεφαλή πλήρες-φλάντζα καύσεως Εικόνα Π.3. Εκκεντροφόρος-διάταξη βαλβίδων-ζύγωθρα-πιανόλες Εικόνα Π.4.. Εκκεντροφόρος με ρουλεμάν-διάταξη βαλβίδων-ζύγωθραπιανόλες 63 Εικόνα Π.5. Καδένα-Τεντωτήρας-Ράουλα-Γρανάζια Εικόνα Π.6. Κύλινδρος-Οδηγοί-Φλάντζα Εικόνα Π.7. Καπάκι κινητήρα-πλάκες συμπλέκτη-φλάντζα Εικόνα Π.8. Καμπάνα πλήρες-γρανάζια Εικόνα Π.9. Αντλία λαδιού Εικόνα Π.10. Καπάκι κινητήρα αριστερό Εικόνα Π.11. Γεννήτρια ρεύματος Εικόνα Π.12. Κάρτερ αριστερό κ δεξί Εικόνα Π.13. Στροφαλοφόρος-διωστήρας-έμβολο Εικόνα Π.14. Κιβώτιο ταχυτήτων τριών σχέσεων Εικόνα Π.15. Κιβώτιο ταχυτήτων τεσσάρων σχέσεων Εικόνα Π.16. Επιλογέας Εικόνα Π.17. Άξονας Μανιβέλας πλήρες Εικόνα Π.18. Καρμπυρατέρ Εικόνα Π.19. Καπάκι κινητήρα αριστερό με μίζα-γεννήτρια ρεύματος Εικόνα Π.20. Μίζα Εικόνα Π.21. Κάρτερ αντλία λαδιού Σελίδα 7

10 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εισαγωγή γίνεται αναφορά στις μηχανές εσωτερικής καύσης, στην παραγωγή ενέργειας από κινητήρα, στην τετράχρονη λειτουργία και κάποιες γενικές πληροφορίες για τα είδη τετράχρονων κινητήρων, καθώς επίσης κ ανάλυση του αντικραδασμικού άξονα. Στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε ιστορικά στοιχεία κ γενικές πληροφορίες, σε βασικά στοιχεία κινητήρων, αναλύεται η μετατροπή, ο λόγος για τον οποίο κάνουμε κάτι τέτοιο, τα συμπεράσματα μας και τα οφέλη μας από αυτό. Στο 2ο Κεφάλαιο γίνεται περιγραφή των μερών των κινητήρων που εξετάσαμε με γραφική απεικόνιση. Στο παράρτημα παρουσιάζεται ο κινητήρας μας σε γραμμικό σχέδιο μέσα από τον επίσημο ηλεκτρονικό κατάλογο της Honda με την βασική περιγραφή του κάθε εξαρτήματος που απεικονίζεται. Σελίδα 8

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ε.1. Γενικά Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης (Μ.Ε.Κ.) αποτελούν την κύρια κατηγορία θερµικών μηχανών. Με τις θερµικές μηχανές επιδιώκεται η παραγωγή μηχανικού έργου, αξιοποιώντας την αποταμιευμένη στα καύσιµα χηµική ενέργεια, µε εκμετάλλευση της θερµικής ενέργειας που εκλύεται κατά το φαινόμενο της καύσης. Παρακάτω αναλύεται η μετατροπή μονοκύλινδρου αερόψυκτου κινητήρα μοτοσυκλέτας από 49cc σε 97cc. Ε.2. Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης (Μ.Ε.Κ.) αποτελούν την κύρια κατηγορία θερµικών μηχανών. Μ αυτές επιδιώκεται η παραγωγή µηχανικού έργου, αξιοποιώντας την αποταμιευμένη στα καύσιµα χηµική ενέργεια, µε εκμετάλλευση της θερµικής ενέργειας που εκλύεται κατά το φαινόμενο της καύσης. Ονομάστηκαν μηχανές «εσωτερικής» καύσης για το λόγο ότι τα προϊόντα της καύσεως του καυσίµου µε το οξειδωτικό, όπου κατά κύριο λόγο είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας, αποτελούν ταυτόχρονα και το εργαζόμενο µέσο για την παραγωγή της μηχανικής ισχύος, σε αντίθεση µε τις μηχανές εξωτερικής καύσης. Στις Μ.Ε.Κ. ανήκουν οι εμβολοφόροι κινητήρες, οι αεριοστρόβιλοι, οι στροβιλοαντιδραστήρες, οι στατοί θερµοαντιδραστήρες και οι πυραυλοκινητήρες. Οι εµβολοφόρες Μ.Ε.Κ. αποτελούν την πιο κοινή µορφή κινητήριας μηχανής λόγω της απλής τους κατασκευής και της μεγάλης συγκέντρωσης ισχύος τους. Βρίσκουν εφαρμογή στις µεταφορές (αυτοκίνητα, πλοία, τραίνα, αεροπλάνα χαµηλής ταχύτητας, ελικόπτερα) και στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σελίδα 9

12 Οι βασικές φάσεις λειτουργίας μιας Μ.Ε.Κ. είναι η συμπίεση του εργαζόμενου µέσου (αέρας ή αέρας και καύσιµο) που αναρροφάται από τον κινητήρα, η καύση, που διαρκεί περίπου 40ο-60ο στροφής της στροφαλοφόρου ατράκτου γύρω από το άνω νεκρό σηµείο, όπου παραλαµβάνουµε θερµική ενέργεια από την καύση του καυσίµου, η εκτόνωση κατά την οποία παραλαµβάνουµε το κινητήριο έργο και τέλος η φάση εναλλαγής των αερίων όπου γίνεται η έκπλυση του κυλίνδρου από τα καυσαέρια και η εκ νέου πλήρωσή του µε εργαζόμενο µέσο, ώστε να πραγματοποιηθεί ένας νέος κύκλος λειτουργίας. Ε.3. Η Παραγωγή Ενέργειας από Κινητήρα Η ενέργεια που απαιτείται για να κινηθεί ένα όχημα παράγεται από τον κινητήρα με τη μετατροπή της θερμότητας - που το καύσιμο εκλύει κατά την καύση του - στη μηχανική ενέργεια που χρειάζεται για να περιστραφούν οι τροχοί. Το καύσιμο καίγεται μέσα σε κλειστούς κυλίνδρους στο εσωτερικό του κινητήρα και γι αυτό ονομάζεται «κινητήρας εσωτερικής καύσεως». Καύση είναι η χημική αντίδραση όπου η καύσιμος ύλη (που στην περίπτωσή μας περιέχεται στο υγρό καύσιμο), ενώνεται με το οξυγόνο του αέρα για να δώσει νέα συστατικά : διοξείδιο του άνθρακα και νερό (κ.α.) Επειδή ή ενέργεια που χρειάζεται για να σχηματιστούν τα νέα αυτά μόρια είναι μικρότερη από αυτή που είχαν τα αρχικά μόρια, μένει ελεύθερο ένα σημαντικό ποσό ενέργειας, με τη μορφή της θερμότητας (εξώθερμη αντίδραση, αποδιδόμενη ενέργεια). Τη θερμότητα, παρότι δεν είναι ο σκοπός μας, την εκμεταλλευόμαστε για να τον πετύχουμε. Μέρος λοιπόν αυτής της θερμότητας ανεβάζει τη θερμοκρασία των αερίων προϊόντων της καύσης (το νερό είναι ατμός) και αυξάνει την πίεσή τους. Τα υπερσυμπιεσμένα αέρια σπρώχνουν προς όλες τις κατευθύνσεις και φυσικά και την επιφάνεια του εμβόλου που αρχίζει να κινείται. Μετατρέπεται δηλαδή η θερμότητα σε κινητική ενέργεια (μια άλλη μορφή ενέργειας), όπου η κίνηση είναι σκοπός μας. Όλα τα παραπάνω συμβαίνουν πολύ γρήγορα στο θάλαμο καύσης. Δυστυχώς δεν γίνεται να μετατραπεί όλο το ποσό της εκλυόμενης ενέργειας του Σελίδα 10

13 καύσιμου σε κινητική και αυτή είναι η μόνιμη πρόκληση των σχεδιαστών, οι οποίοι προσπαθούν να μειώσουν τις απώλειες και να παρουσιάσουν κινητήρες με τον καλύτερο βαθμό μετατροπής, της προσφερόμενης ενέργειας σε αποδιδόμενη. Ε.4. Μονοκύλινδρος Κινητήρας Οι πιο απλοί κινητήρες είναι μονοκύλινδροι. Ελαφροί και περιορισμένων διαστάσεων σε σχέση με τον κυβισμό τους, έχουν περιορισμένο κόστος κατασκευής επειδή έχουν το μικρότερο αριθμό εξαρτημάτων σε σχέση με τους πολυκύλινδρους κινητήρες. Κυριαρχούν στους μικρούς κυβισμούς και στις μοτοσυκλέτες enduro και motocross (επειδή πρέπει να είναι ευκίνητες και γρήγορες, άρα να χρησιμοποιούν κινητήρες χαμηλού βάρους και μικρού όγκου) και επιπλέον χρησιμοποιούνται στην πλειοψηφία των scooter και μοτοποδηλάτων όπως αυτός που εξετάζουμε. Ο στροφαλοφόρος έχει μόνο ένα κομβίον πάνω στο οποίο είναι τοποθετημένη η μοναδική μπιέλα. Επίσης η έδραση του στροφαλοφόρου είναι πολύ απλή, αφού περιστρέφεται πάω σε δύο ρουλεμάν εδράνου. Εικόνα Ε.1. Μονοκύλινδρος κινητήρας της ΚΤΜ Ε.4.1 Αντικραδασμικός άξονας Η αχίλλειος πτέρνα των μονοκύλινδρων κινητήρων είναι πως δεν μπορούν να ισοσταθμιστούν μέσω ενός απλού αντίβαρου του στροφαλοφόρου. Αυτές που δεν μπορούν να εξισορροπηθούν είναι οι παλινδρομούσες μάζες Σελίδα 11

14 (έμβολο, πίρος και μέρος του διωστήρα). Εάν στο στροφαλοφόρο τοποθετηθεί μια επιπρόσθετη μάζα ίση με εκείνη των μαζών του εμβόλου και του διωστήρα, το αντίβαρο θα είναι τέλειο. Όταν το έμβολο φθάνει στο ΑΝΣ, τότε το αντίβαρο βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά. Όταν το έμβολο καταλήγει στο ΚΝΣ, τότε το αντίβαρο βρίσκεται στο ΑΝΣ. Μ αυτόν τον τρόπο εξαλείφονται αποτελεσματικά οι κραδασμοί. Εικόνα Ε.2. Διάταξη αντίβαρων σε δικύλινδρο κινητήρα YAMAHA Το αντίθετο συμβαίνει εάν ο στροφαλοφόρος άξονας δεν διαθέτει καμία μάζα αντίβαρου, από την απέναντι μεριά του κομβίου του στροφάλου. Σ αυτήν την περίπτωση υπάρχει τέλεια ισορροπία, μόνον όταν το ίδιο το κομβίο είναι 90 ο σε σχέση με τα νεκρά σημεία και μια ολική μη ισορροπία σε αντιστοιχία με όλα τα τελευταία. Κατά συνέπεια δίνεται μια ενδιάμεση λύση. Τοποθετούνται στον άξονα μάζες αντίβαρου που ισοσταθμίσουν σε γενικές γραμμές το 55-60% εκείνης σε εναλλασσόμενη κίνηση. Για αυτόν το λόγο είναι αναπόφευκτη η παραγωγή σημαντικών κραδασμών κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του κινητήρα. Εάν ο κινητήρας είναι μικρού κυβισμού ή προορίζεται για αγωνιστική Σελίδα 12

15 χρήση αυτό δεν είναι ιδιαίτερο πρόβλημα. Η κατάσταση είναι διαφορετική όταν ο κινητήρας είναι μεγάλου κυβισμού και προορίζεται για χρήση στο δρόμο. Τότε οι κραδασμοί είναι ενοχλητικοί και πρέπει να καταπολεμηθούν. Γι αυτό το λόγο χρησιμοποιείται ένας αντικραδασμικός άξονας, αποτελούμενος από ένα βοηθητικό άξονα, που έχει έκκεντρες μάζες, παίρνει κίνηση από το στροφαλοφόρο μέσω γραναζιών και περιστρέφεται με αντίθετη φορά ως προς αυτόν. Αυτή η λύση επιτρέπει να καταπολεμηθούν δραστικά οι κραδασμοί και παρόλο που δεν εξαλείφονται ολοκληρωτικά, αποδεικνύεται κατάλληλη ως λύση. Το αντικραδασμικό αντίβαρο διαφέρει από τους άξονες αντιστάθμισης που διαθέτουν πολλά αυτοκίνητα. Βασική διαφορά είναι ότι οι άξονες αντιστάθμισης γυρίζουν με τη φορά του κινητήρα και αντικαθιστούν τα αντίβαρα του στροφάλου αφού σε αυτούς τους κινητήρες ο στροφαλοφόρος άξονας δεν διαθέτει αντίβαρα παρά μονό κομβία και έδρανα. Ε.5. Δικύλινδροι κινητήρες Ε.5.1 Δικύλινδροι σε σειρά Οι δικύλινδροι κινητήρες μπορεί να έχουν ποικίλες διατάξεις. Σε σειρά, όπου οι δύο κύλινδροι είναι δίπλα-δίπλα κι έχουν παράλληλους άξονες, που επιτρέπουν να υιοθετηθούν δύο διαφορετικές λύσεις σχετικά με τη διάταξη των κομβίων του στροφαλοφόρου. α) Τα κομβία μπορούν να είναι διατεταγμένα ανά 360 ο. Σ αυτήν την περίπτωση τα δύο έμβολα μετατοπίζονται μαζί προς τα ίδια νεκρά σημεία και β) να είναι τοποθετημένα με τρόπο που, ενώ το ένα έμβολο κινείται προς το ΑΝΣ, το άλλο κατεβαίνει προς το ΚΝΣ (στρόφαλοι 180 ο ). Με τα κομβία των στροφάλων τοποθετημένα στις 360 ο επιτυγχάνεται τέλεια εξισορρόπηση ανάμεσα στις ωφέλιμες φάσεις και ο κινητήρας παράγει ήχο μπάσο κι ευχάριστο. Όσον αφορά όμως τους κραδασμούς ο κινητήρας συμπεριφέρεται ως μονοκύλινδρος. Για να καταπολεμηθούν οι κραδασμοί χρησιμοποιούνται αντικραδασμικά αντίβαρα στο στροφαλοφόρο άξονα. Για το σκοπό αυτό Σελίδα 13

16 χρησιμοποιούνται συστήματα που προβλέπουν τη χρήση ενός ή δύο βοηθητικών αξόνων εφοδιασμένων με έκκεντρες μάζες. Εικόνα Ε.3 Δικύλινδρος κινητήρας σε σειρά της Kawasaki Όσον αφορά όμως τους κραδασμούς ο κινητήρας συμπεριφέρεται ως μονοκύλινδρος. Για να καταπολεμηθούν οι κραδασμοί χρησιμοποιούνται αντικραδασμικά αντίβαρα στον στροφαλοφόρο άξονα. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται συστήματα που προβλέπουν τη χρήση ενός ή δύο βοηθητικών αξόνων εφοδιασμένων με έκκεντρες μάζες. Ένα αποτελεσματικό αντικραδασμικό σύστημα χρησιμοποιείται στο δικύλινδρο κινητήρα 800cc της BMW. Στην περίπτωση αυτή ο στροφαλοφόρος άξονας εδράζεται σε τέσσερα έδρανα και υπάρχει ένα επιπρόσθετο κομβίο πάνω στο οποίο είναι τοποθετημένος ένας διωστήρας στραμμένος προς τα κάτω, του οποίου το άκρο συνδέεται με μια καλά μελετημένη έκκεντρη μάζα. Η συσκευή δημιουργεί δυνάμεις ανάλογης αδράνειας, αλλά έχοντας αντίθετη φορά σε σχέση με εκείνες του ζευγαριού έμβολο-διωστήρα του κινητήρα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας να μην εμφανίζονται αξιοσημείωτοι κραδασμοί. Ένα παρόμοιο σύστημα χρησιμοποιείται πάνω σε κινητήρα scooter της Yamaha, με τη διαφορά ότι αντί για μάζα ταλάντωσης, το άκρο της βοηθητικής Σελίδα 14

17 μπιέλας κινεί ένα ψεύτικο έμβολο. Στα δικύλινδρα σε σειρά με στρόφαλο 180 ο, ενώ ένα έμβολο ανεβαίνει στο ΑΝΣ, το άλλο κατεβαίνει στο ΚΝΣ. Θα μπορούσε να υποτεθεί πως μ αυτόν τον τρόπο θα επιτυγχανόταν μια άριστη ζυγοστάθμιση, αλλά αυτό δεν ισχύει. Οι διωστήρες των δύο κυλίνδρων είναι αναπόφευκτα σε κάποια απόσταση ο ένας από τον άλλον κι αυτό δημιουργεί μια μη ισορροπημένη ροπή, η οποία είναι πηγή δονήσεων με δυσάρεστη ένταση. Για να καταπολεμηθούν οι δονήσεις ανατρέχουμε σ ένα βοηθητικό άξονα που περιστρέφεται αντίθετα, εφοδιασμένο με έκκεντρες μάζες. Στους κινητήρες μ αυτήν τη διάταξη οι ωφέλιμες φάσεις απέχουν ομοιόμορφα, αφού διαδέχονται κάθε 180 ο -540 ο -180 ο περιστροφής του στροφαλοφόρου. Αυτή η άρρυθμη λειτουργία, στο ρελαντί και με χαμηλές στροφές, γίνεται αντιληπτή και από το θόρυβο της εξάτμισης (ο κινητήρας δεν περιστρέφεται ομοιόμορφα, αλλά τείνει να ακούγεται σαν να καλπάζει). Ε.5.2. Δικύλινδροι V και boxer Στους δικύλινδρους κινητήρες, εδώ και αρκετά χρόνια η διάταξη που προτιμάται είναι σε σχήμα V. Οι γωνίες που υιοθετούνται από τους τεχνικούς είναι διάφορες κατά περίπτωση και κυμαίνονται μεταξύ μέγιστου 90 ο και ελάχιστου 45 ο. Η πιο πλεονεκτική λύση όσο αφορά την ισορροπία (συνεπώς και των περιορισμών των κραδασμών) είναι 90 ο. Eικόνα.Ε.4. Κινητήρας δικύλινδρος σε διάταξη V 60 o της aprilia Σελίδα 15

18 Αυτήν την περιεχόμενη γωνία ανάμεσα στους κυλίνδρους υιοθετούν η Moto Guzzi (μόνη στο είδος της με τον V-2 τοποθετημένο εγκάρσια), ενώ η Ducati, όπως απαιτεί η παραδοσιακή της φιλοσοφία, είναι κλασσική V-2 στον διαμήκη άξονα. Αυτό σημαίνει ότι ο άξονας περιστροφής του στροφαλοφόρου είναι εγκάρσιος σε σχέση με το πλαίσιο. Η Moto Morini παράγει έναν πολύ εξελιγμένο κινητήρα, όπου η περιεχόμενη γωνία των κυλίνδρων είναι στις 87 ο και ανήκει στην ίδια κατηγορία ( η μικρή απόκλιση από τις 90 ο επιλέχθηκε μόνο για λόγους χωροταξίας). Εικόνα Ε.5. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη V 90o της DUCATI Eικόνα Ε.6. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη V 45 o της ΚΤΜ Σελίδα 16

19 Επίσης η Suzuki και η Honda έχουν κατασκευάσει, μεγάλα δικύλινδρα με αυτή την διάταξη. Οι δικύλινδροι κινητήρες V 90 ο χαρακτηρίζονται από καλή ζυγοστάθμιση αλλά όχι τέλεια. Από την άλλη μεριά, όταν ο κινητήρας V-2 είναι διαμήκης, τείνει να έχει μεγάλο μήκος. Το αποτέλεσμα είναι μειωμένο πλάτος όπως και η μετωπική επιφάνεια (στα δικύλινδρα V, ο στροφαλοφόρος είναι κοντός και οι δύο διωστήρες είναι τοποθετημένοι δίπλα- δίπλα στο κομβίο του στροφαλοφόρου). Οι ωφέλιμες φάσεις δεν απέχουν ίσα μεταξύ τους, αλλά διαδέχονται κάθε 450 ο -270 ο -450 ο. Μειώνοντας την γωνία ανάμεσα στους κυλίνδρους, μειώνεται το μήκος του κινητήρα στον διαμήκη άξονα, αλλά χειροτερεύει η ζυγοστάθμιση. Για να μειωθούν οι κραδασμοί υπάρχουν δύο λύσεις. Η κλασική, που προβλέπει τη χρήση ενός βοηθητικού άξονα (πιο σπάνια δύο) και η δεύτερη, που υιοθετεί αντίθετα ένα στροφαλοφόρο εφοδιασμένο με δύο κομβία μπιέλας με διαφορά φάσης. Είναι προφανές πως η δεύτερη λύση έχει πλεονεκτήματα κατασκευαστικής απλότητας, είναι χαμηλή σε κόστος αλλά είναι λιγότερο κατάλληλη για να χρησιμοποιηθεί σε κινητήρες υψηλών επιδόσεων λόγω του ότι ο στροφαλοφόρος άξονας είναι λιγότερο ανθεκτικός. Οι δικύλινδροι κινητήρες boxer ανήκουν σε μια ειδική κατηγορία. Τους παράγει μόνο η BMW, που χρησιμοποιεί την παραδοσιακή διάταξη με το στροφαλοφόρο στο διαμήκη άξονα και τους οριζόντιους, αντιτιθέμενους κυλίνδρους, να εξέχουν από τις πλευρές της μοτοσυκλέτας. Μ αυτόν τον τρόπο η ζυγοστάθμιση είναι σχεδόν τέλεια και οι ωφέλιμες φάσεις ισαπέχουν. Η διάταξη προσφέρεται για ψύξη με αέρα αφού οι κεφαλές και οι κύλινδροι εξέχουν. Εικόνα Ε.7. Δικύλινδρος κινητήρας σε διάταξη boxer της BMW Σελίδα 17

20 Ο στροφαλοφόρος στηρίζεται σε δύο σημεία και είναι εφοδιασμένος με δύο κομβία στροφάλου τοποθετημένα στις 180 ο. Ο κινητήρας αυτής της διάταξης είναι σχετικά κοντός στον εγκάρσιο άξονα, ενώ είναι πλατύς και ογκώδης στο διαμήκη, αλλά και στο ύψος του. Η διάταξη boxer είναι ιδανική για χρήση συμπλέκτη αυτοκινητιστικού τύπου, ξεχωριστό κιβώτιο ταχυτήτων και τελική μετάδοση με άξονα. Ε.6. Τρικύλινδροι κινητήρες Μια διάταξη κινητήρα που βρήκε πολύ σημαντικές εφαρμογές αλλά όχι πολυάριθμες στην ιστορία των μοτοσυκλετών είναι αυτή των τριών κυλίνδρων. Στο παρελθόν υπήρξαν κάποιοι ενδιαφέροντες τρικύλινδροι V (με δύο κυλίνδρους παράλληλους μεταξύ τους και τον κεντρικό κύλινδρο κεκλιμένο ως προς αυτούς). Αυτή η διάταξη δεν χρησιμοποιείται πλέον, ενώ πολύ καλή τρικύλινδροι κινητήρες σε σειρά κατασκευάζονται σήμερα από τις Triumph και Benelli. Εικόνα Ε.8. Τρικύλινδρος κινητήρας σε σειρά της Benelli Σ αυτούς τους κινητήρες ο στροφαλοφόρος άξονας, ο οποίος διαθέτει σε τέσσερα κομβία εδράνου, έχει τρία κομβία διωστήρα τοποθετημένα ανά 120 ο, λύση που επιτρέπει ίση απόσταση ανάμεσα στις ωφέλιμες φάσεις και εξασφαλίζει καλή ζυγοστάθμιση. Σελίδα 18

21 Εικόνα Ε.9. Τρικύλινδρος κινητήρας σε ημιαστεροειδή διάταξη της MOTO GUZZI Οι δυνάμεις αδράνειας που οφείλονται στις κινούμενες μάζες είναι τελείως ζυγοσταθμισμένες. Λόγω του ότι όμως ο κυβισμός είναι μεγάλος, δημιουργούνται αρκετοί κραδασμοί οι οποίοι όμως δεν είναι ενοχλητικοί ή έντονοι. Για να περιοριστούν, χρησιμοποιείται ένας αντικραδασμικός άξονας που περιστρέφεται με την ίδια ταχύτατα με το στροφαλοφόρο, αλλά σε αντίθετη φορά (τοποθετείται μπροστά στο στροφαλοφόρο). Ε.7. Τετρακύλινδροι κινητήρες Οι τετρακύλινδροι κινητήρες σε σειρά είναι πολύ διαδεδομένοι, από κάποιο κυβισμό και πάνω, λόγω των εξαιρετικών τους χαρακτηριστικών. Έχουν στρωτή λειτουργία χωρίς κραδασμούς κι επιτυγχάνουν, σε σχέση με δικύλινδρους και τρικύλινδρους κινητήρες ίδιου κυβισμού, σημαντικά μεγαλύτερη ιπποδύναμη. Οι ωφέλιμες φάσεις απέχουν ίσα μεταξύ τους και διαδέχονται η μία την άλλη κάθε 180 ο (αυτό σημαίνει πως οι κραδασμοί είναι λιγότεροι με τους τρικύλινδρους και κυρίως τους δικύλινδρους) ο στροφαλοφόρος στηρίζεται σε πέντε έδρανα και κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τους, ενώ τα δύο κεντρικά έμβολα πάνε προς το ΑΝΣ, τα δύο πλευρικά, μετακινούνται προς το ΚΝΣ και αντίστροφα. Σελίδα 19

22 Εικόνα E.10. Τετρακύλινδρος σε σειρά κινητήρας της YAMAHA Η ζυγοστάθμιση των τετρακύλινδρων όμως όσο καλή κι αν είναι, δεν είναι τέλεια, επειδή ισοσταθμίζονται οι κραδασμοί πρώτου βαθμού και οι ροπές, αλλά όχι οι κραδασμοί του δεύτερου βαθμού. Αυτοί είναι περιορισμένου μέτρου και πράγματι στην μεγαλύτερη πλειοψηφία των περιπτώσεων στους τετρακύλινδρους κινητήρες σε σειρά δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν αντικραδασμικοί άξονες. Σε κάποιους μεγάλους κυβισμούς, χρησιμοποιούνται μικροί αντικραδασμικοί άξονες που περιστρέφονται ανάποδα και συνήθως τοποθετούνται στο μπροστινό τμήμα του κινητήρα. Στα σύγχρονα τετρακύλινδρα της BMW και σε έναν κινητήρα της Kawasaki χρησιμοποιούνται δύο βοηθητικοί άξονες, που στοχεύουν στην τέλεια ζυγοστάθμιση. Επιπλέον στις διατάξεις που περιγράφηκαν πιο πάνω πρέπει να αναφερθούν στους τετρακύλινδρους σε διάταξη V, τους τετρακύλινδρους αντιτιθέμενους (boxer), καθώς και τους πεντακύλινδρους, αλλά και τους εξακύλινδρους κινητήρες, που χρησιμοποιούνται σπάνια πλέον. Εικόνα Ε.11. Κινητήρας εξακύλινδρος σε σειρά της HONDA Σελίδα 20

23 Ε.8 Τετράχρονη Λειτουργία Συχνά, όταν αναφερόμαστε σε μια μοτοσικλέτα, είναι απαραίτητη η διευκρίνιση για το αν πρόκειται για τετράχρονη ή δίχρονη. Τα επίθετα αυτά έχουν να κάνουν φυσικά με τον τύπο του κινητήρα της και συνήθως αρκούν για να φανερώσουν κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της. Ο τετράχρονος κινητήρας βρίσκει πλέον εφαρμογή στην πλειοψηφία των μοτοσικλετών και ειδικά σ αυτές με μεγάλο κυβισμό. Το βασικό του προτέρημα έναντι του δίχρονου, είναι η "καθαρή" λειτουργία του, δηλαδή οι μειωμένες εκπομπές ρύπων. Αν αναλογιστεί κανείς την έξαρση της οικολογικής συνείδησης στις μέρες μας, θα καταλάβει γιατί οι τετράχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σήμερα στις περισσότερες μοτοσικλέτες και μάλιστα με τάση να παραγκωνίσουν τελείως τους δίχρονους, κάτι το οποίο έχει ήδη ξεκινήσει να συμβαίνει. Δίχρονος κινητήρας είναι ένας κινητήρας όπου για να πραγματοποιηθεί ένας κύκλος λειτουργίας τα έμβολα εκτελούν δύο χρόνους. Τετράχρονος κινητήρας είναι ένας κινητήρας όπου για να πραγματοποιηθεί ένας κύκλος λειτουργίας τα έμβολα εκτελούν 4 χρόνους. Σαν ένας χρόνος, λοιπόν, ορίζεται μια διαδρομή του εμβόλου μέσα στον κύλινδρο, προς μία κατεύθυνση. Δηλαδή όταν το έμβολο κινηθεί από το ανώτερο σημείο που μπορεί να βρεθεί (Άνω Νεκρό Σημείο ή Α.Ν.Σ) μέχρι το κατώτερο (Κάτω Νεκρό Σημείο ή Κ.Ν.Σ.), αυτή η διαδρομή ορίζεται σαν ένας χρόνος. Αντίστοιχα, σαν ένας χρόνος ορίζεται και μια διαδρομή από το Κάτω Νεκρό Σημείο Άνω Νεκρό Σημείο. Από τα παραπάνω αντιλαμβανόμαστε, ότι σ έναν τετράχρονο κινητήρα, ο κύκλος λειτουργίας συμπληρώνεται σε 4 διαδρομές του εμβόλου. Σελίδα 21

24 Εικόνα E.12. Χρόνοι τετράχρονου κινητήρα Ο τετράχρονος κινητήρας έχει δύο τουλάχιστον βαλβίδες, μία βαλβίδα εισαγωγής και μία εξαγωγής. Αυτές συνήθως βρίσκονται στην κεφαλή του κυλίνδρου. Οι βαλβίδες είναι χρονισμένες μηχανικά με το στροφαλοφόρο άξονα, απ' όπου παίρνουν εντολή ν ανοίξουν και να κλείσουν την κατάλληλη στιγμή. Κάθε στοιχείο του κινητήρα έχει δική του σοβαρότητα και σε καμία περίπτωση δεν γίνεται να συγκριθεί. Οι χρόνοι του τετράχρονου κύκλου είναι, όπως φαίνεται και στο σχήμα (1) Εισαγωγή, (2) Συμπίεση (3)Εκτόνωση (4) Εξαγωγή. Ε.7.1. Εισαγωγή Ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Καθώς το έμβολο κατεβαίνει το μίγμα εισέρχεται και καταλαμβάνει τον χώρο του κυλίνδρου. Η βαλβίδα εξαγωγής είναι κλειστή. Αναλυτικότερα: Αρχίζει με το έμβολο στο Άνω Νεκρό Σημείο. Η βαλβίδα εισαγωγής έχει αρχίσει να ανοίγει. Καθώς το έμβολο κινείται προς τα κάτω, δημιουργεί διαφορά πίεσης ανάμεσα στον κύλινδρο και την ατμόσφαιρα (υποπίεση). Αυτή η υποπίεση αναγκάζει το καύσιμο μείγμα να κινηθεί προς τον κύλινδρο και να τον γεμίσει. Όταν το έμβολο φτάσει στο Κάτω Νεκρό Σημείο, ο κύλινδρος είναι γεμάτος με καύσιμο. Τότε η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει και το μείγμα Σελίδα 22

25 παγιδεύεται μέσα στον κύλινδρο. Έτσι, το έμβολο βρίσκεται στο κατώτερο σημείο του κυλίνδρου (Κάτω Νεκρό Σημείο), όλες οι βαλβίδες είναι κλειστές και ο κύλινδρος γεμάτος με καύσιμο. Ε.7.2. Συμπίεση Το έμβολο ανεβαίνει και η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει. Το μίγμα συμπιέζεται. Η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει κλειστή. Αναλυτικότερα: Το έμβολο από το Κάτω Νεκρό Σημείο αρχίζει και κινείται προς το Άνω Νεκρό Σημείο. Οι βαλβίδες είναι κλειστές, οπότε το μείγμα δεν μπορεί να διαφύγει και συμπιέζεται. Με τη συμπίεση αναπτύσσεται θερμότητα και το μείγμα αναμειγνύεται καλύτερα. Τώρα, οι βαλβίδες παραμένουν κλειστές, το καύσιμο συνεχίζει να βρίσκεται παγιδευμένο μέσα στον κύλινδρο, αλλά το έμβολο έχει φτάσει κοντύτερα στο ανώτερο μέρος του κυλίνδρου (Άνω Νεκρό Σημείο) και έχει συμπιέσει το καύσιμο. Ε.7.3. Καύση-Εκτόνωση Το μίγμα αναφλέγεται και καίγεται. Τα αέρια προϊόντα εκτονώνονται και σπρώχνουν το έμβολο προς τα κάτω. Και οι δύο βαλβίδες είναι κλειστές. Αναλυτικότερα: Το ηλεκτρικό σύστημα τροφοδοτεί με ρεύμα τον αναφλεκτήρα, που δημιουργεί σπινθήρα, ο οποίος αναφλέγει το συμπιεσμένο μείγμα. Με την ανάφλεξη του μείγματος δημιουργείται έκρηξη, η εκτόνωση της οποίας σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω, το οποίο και παράγει έργο. Αυτός είναι ο μοναδικός ωφέλιμος χρόνος από τους 4. Αυτό το έργο είναι που κινεί τη μοτοσικλέτα, αλλά δίνει και την απαραίτητη κινητική ενέργεια στο στροφαλοφόρο άξονα ώστε να κινήσει το έμβολο και για τους υπόλοιπους 3 χρόνους. Έτσι, τώρα το έμβολο βρίσκεται (οι θέσεις που περιγράφουμε είναι πάντα θεωρητικές) στο Κάτω Νεκρό Σημείο, το καύσιμο αφού κάηκε έχει μετατραπεί σε αέρια και η βαλβίδα εξαγωγής ξεκινάει ν ανοίγει. Σε αυτό το σημείο απαιτείται μια διευκρίνιση. Κατά την πρώτη φάση αυτού του κύκλου, η ανάφλεξη του μείγματος δεν γίνεται όταν το έμβολο Σελίδα 23

26 βρίσκεται ακριβώς στο Άνω Νεκρό Σημείο, αλλά λίγο νωρίτερα. Ο λόγος είναι ότι μεσολαβεί κάποιος χρόνος από τη στιγμή που θα αναφλεχθεί το μείγμα μέχρι να αποκτήσουν τα αέριά του μέγιστη πίεση. Έτσι, το μείγμα αναφλέγεται λίγο νωρίτερα, ώστε όταν το έμβολο φτάσει στην κυριολεξία στο Άνω Νεκρό Σημείο, να υπάρχει ήδη μέγιστη πίεση στον κύλινδρο. Αυτός ο χρόνος που μεσολαβεί από την ανάφλεξη του μείγματος μέχρι να φτάσει το έμβολο στο Άνω Νεκρό Σημείο, ονομάζεται προπορεία ή αβάνς και μετριέται σε μοίρες γωνίας του στροφαλοφόρου. Ε.7.4. Εξαγωγή Ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής και το ανερχόμενο έμβολο σπρώχνει τα προϊόντα της καύσης να βγουν από τον κύλινδρο. Η βαλβίδα εισαγωγής είναι κλειστή. Αναλυτικότερα: Ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής. Το έμβολο, κινούμενο προς τα πάνω, σπρώχνει τα καυσαέρια έξω από τον κύλινδρο, προς την εξάτμιση. Μόλις φτάσει στο Άνω Νεκρό Σημείο, κλείνει η βαλβίδα εξαγωγής και ανοίγει η εισαγωγής. Ο κύλινδρος είναι άδειος από καυσαέρια κι ένας νέος κύκλος είναι έτοιμος να αρχίσει, καθώς το έμβολο θα ξεκινήσει και πάλι την πορεία του προς το Κάτω Νεκρό Σημείο, τραβώντας μαζί του φρέσκο καύσιμο μέσω της υποπίεσης. Στην ουσία οι χρόνοι είναι τόσο μικροί που οι κινήσεις γίνονται στη κυριολεξία ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει σχεδόν ταυτόχρονα με την άνοδο του εμβόλου, ενώ μόλις ξεκινήσει να κλείνει η συγκεκριμένη βαλβίδα, τότε αρχίζει να ανοίγει εκείνη της εισαγωγής καθώς το έμβολο έχει αρχίσει πάλι να κατεβαίνει. Καθ' ένα από τα τέσσερα στάδια του κύκλου γίνεται στη διάρκεια μιας διαδρομής του εμβόλου, είτε ανερχόμενη, είτε κατερχόμενη. Για ένα πλήρη κύκλο θέλουμε δύο ανερχόμενες και δύο κατερχόμενες διαδρομές. Οι τέσσερις αυτές διαδρομές, που λέγονται και χρόνοι (γι' αυτό λέγεται τετράχρονος) αντιστοιχούν σε δύο πλήρεις περιστροφές του στροφαλοφόρου. Από τους τέσσερις χρόνους μόνο ο ένας - ο τρίτος - παράγει έργο. Για να συνεχίσει ο μονοκύλινδρος κινητήρας την περιστροφή τους υπόλοιπους τρεις χρόνους, βασίζεται στην αδράνεια περιστροφής των Σελίδα 24

27 περιστρεφόμενων μερών του, η οποία ενισχύεται από το φορτίο του, που στην περίπτωσή μας είναι ο μαγνητικός σφόνδυλος, η καμπάνα του συμπλέκτη και ο τροχός του οχήματος. Σελίδα 25

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΑΣ 49cc ΣΕ 97cc 1.1 Ανάλυση Κινητήρα Ο κινητήρας που αναλύουμε κατασκευάστηκε από τη Honda Motor Company και διατέθηκε στη μαζική παραγωγή το Το όχημα το οποίο διαθέτει αυτόν τον κινητήρα έχει ξεπεράσει, από όταν πρωτοεμφανίστηκε, τις πωλήσεις παγκοσμίως. Ο κινητήρας αυτός στην πορεία είχε δεχτεί αρκετές τροποποιήσεις από το εργοστάσιο κατά τη διάρκεια της παραγωγής του. Όλες οι τροποποιήσεις που δέχτηκε ήταν προς το καλύτερο, ώστε ο κινητήρας να έχει λιγότερα κινούμενα μέρη, να απλοποιηθεί όσο περισσότερο γίνεται και να αντέχει περισσότερο στο χρόνο. Εικόνα 1.1. Κινητήρας 49cc εξάβολτος τοποθετημένος σε Ηonda SS 50 Αρχικά ήταν εξάβολτος με τις πλατίνες να τις ανοιγοκλείνει το γρανάζι του εκκεντροφόρου (δηλαδή εσωτερικά του κινητήρα), στην πορεία οι πλατίνες μεταφέρθηκαν πίσω από τη γεννήτρια ρεύματος το οποίο ήταν ειδικά Σελίδα 26

29 διαμορφωμένο ώστε να ανοιγοκλείνει τις πλατίνες και στην τελική του μορφή (1980) έγινε δωδεκάβολτο με ηλεκτρονική ανάφλεξη και διέθετε μαγνητικό μάτι το οποίο έπαιρνε παλμό από το βολάν το οποίο είχε υποστεί κι άλλη μετατροπή. Εικόνα 1.2. Κινητήρας Honda 97cc. Το 1964 κυκλοφόρησε ο ίδιος κινητήρας υπερκυβισμένος από το εργοστάσιο στα 63cc και στα 87cc, με την ονομασία c65 και c90 αντίστοιχα. Το 1990 τροποποίησε πάλι τον κινητήρα, τον ανέβασε στα 97cc με κωδικό κινητήρα GN5 και ονομασία c100, όπου είναι και η τελική μορφή του μέχρι και σήμερα στην Ελλάδα, αφού σε χώρες του εξωτερικού έχει κυκλοφορήσει σε 110cc και 125cc με μόνη διάφορα (εκτός του κυλίνδρου και του εμβόλου) τον τρόπο σύμπλεξης κ αποσύμπλεξης. Στην πορεία ο κινητήρας αυτός τροποποιήθηκε αρκετές φόρες και στον κυβισμό και σε άλλους τομείς, όπως : το κιβώτιο ταχυτήτων (άλλοτε 3, άλλοτε 4 και άλλοτε 5 σχέσεις), o τρόπος μετάδοσης την κίνησης από το στροφαλοφόρο άξονα στο κιβώτιο ταχυτήτων, o τρόπος σύμπλεξης και αποσύμπλεξης (είτε ημιαυτόματα, είτε χειροκίνητα, είτε αυτόματα), από το ίδιο το εργοστάσιο. Έπειτα υπήρξαν εταιρίες οι οποίες έκαναν πολλές τροποποιήσεις σ αυτόν τον κινητήρα με σκοπό την αύξηση της ιπποδύναμης και της ταχύτητας, για αγωνιστική κυρίως χρήση. Αποτέλεσμα ήταν η εξέλιξη του συγκεκριμένου κινητήρα, αφού έχει φτάσει από κάποιες εταιρείες να παράγει έργο της τάξεως των Watt που ισοδυναμεί με 22 Ηp (από τη στιγμή που ένας Σελίδα 27

30 εργοστασιακός τέτοιος κινητήρας παρήγαγε στα 49cc 2902,8 Watt ή αλλιώς 4 Hp, ενώ ένας αντίστοιχος στα 97cc παρήγαγε 5079,9 Watt ή αλλιώς 7 Ηp με μια απόκλιση της τάξεως 5%). Όπως προαναφέρθηκε ο κινητήρας αυτός έχει δεχθεί από την κατασκευάστρια εταιρεία Honda πολλές μετατροπές σ όλους τους τομείς του. Έπειτα από τη χρονιά παραγωγής του υπήρξε μεγάλο πλήθος πωλήσεων. Λόγω των υψηλών πωλήσεων αναμενόμενο ήταν να ασχοληθούν και κάποιες άλλες εταιρείες, οι οποίες κατασκεύαζαν ανταλλακτικά, τα οποία μπορούν ν αντικαταστήσουν τα γνήσια ανταλλακτικά. Αυτά μπορεί να είναι άλλοτε βελτιωτικά, άρα καλύτερης ποιότητας ή χειρότερης. Κάποιες εταιρείες όμως ασχολήθηκαν αποκλειστικά με την βελτίωση του κινητήρα για χρήση του σε επαγγελματικούς αγώνες ταχύτητας. Κάποιες τέτοιες εταιρείες είναι η Τakegawa, η Kitaco, η Daytona, από τις οποίες, η κάθε μία έχει κάνει τις δικές της μελέτες και τις δικές της μετατροπές τροποποιήσεις στα βασικά μέρη του κινητήρα, ώστε να δεχθούν τα «κομμάτια» που κατασκευάζουν οι ίδιες αυτές εταιρείες. Έτσι ένας τέτοιος κινητήρας μπορεί να υπερκυβιστεί στα 170 κυβικά και να φθάσει τους 23 ίππους. Εικόνα 1.3. Κινητήρας αγωνιστικής χρήσης (23 Hp) της Takegawa Αυτός ο κινητήρας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Ακόμα και σήμερα στην παγκόσμια βιομηχανία κινητήρων (μοτοσικλετών χαμηλού κυβισμού), χρησιμοποιείται στην βιομηχανία σε γεννήτριες ή κομπρεσέρ αέρος. Είναι το πρότυπο κινητήρα που μετά από αυτόν και στα δικά του πρότυπα και την αρχή λειτουργίας του, κινήθηκαν και άλλες εταιρείες μοτοσικλετών, ώστε να παράγουν παρόμοιο κινητήρα με πλαίσιο που το διαθέτει η κάθε εταιρεία. Σελίδα 28

31 Βέβαια όπως είναι εύλογο, δεν ήταν ακριβώς ο ίδιος. Για παράδειγμα η εταιρεία Yamaha διαφοροποίησε το σασμάν και την εξωτερική εμφάνιση. Η εταιρεία Kawasaki αντί για υδραυλικό τεντωτήρα και ράουλα τοποθέτησε μηχανικό τεντωτήρα και γλύστρες. Εικόνα 1.4. Κινητήρας Yamaha 49cc Η Suzuki έκανε ριζικές αλλαγές αφού τοποθέτησε μηχανικό τεντωτήρα, αλλά αντικατέστησε όλη την γεωμετρία της κεφαλής και τον τρόπο επιστροφών των λαδιών. Ύστερα από μελέτες σε οχήματα της Honda, τα οποία φέρουν τον κινητήρα που εξετάζουμε, διαπιστώνουμε ότι το να γίνει μια τέτοια μετατροπή σ οποιοδήποτε πλαίσιο της μικρής σειράς της Honda, είναι δεκτικό και ασφαλές, αφού συγκρίνοντας (με βάση τον αριθμό πλαισίου) τα οχήματα π.χ. C50, Astrea κ.λπ. διαπιστώνεται ότι οι σκελετοί φέρουν ίδια γωνία κάστερ, ίδιο πλαίσιο με διαφοροποιήσεις μόνο στην εμφάνιση. Ανά περιόδους η Honda έχει κατασκευάσει μέρη του κινητήρα από διαφορετικά μέταλλα όπως μαγνήσιο, αλουμίνιο, μαντέμι κ.λπ. Σελίδα 29

32 1.2 Τεχνικά Χαρακτηριστικά Κινητήρων Κινητήρας πριν τη μετατροπή Κινητήρας μετά τη μετατροπή Σχέση Συμπίεσης 8.2:1 10.0:1 Διάμετρο *Διαδρομή 39.0 x 41.4 mm 50.0 x 45.6 mm Γνωρίζοντας ότι ο τύπος που μας δίνει τον κυβισμό σε cm 3 (κυβικά εκατοστά) είναι : Κ = n*((π*d 2 *l) / 4 ) για μονοκύλινδρους κινητήρες αλλιώς για πολυκύλινδρους κινητήρες το αποτέλεσμα επί n. Όπου : Κ ο κυβισμός σε cm 3 π το 3,14 d η διάμετρος του εμβόλου σε cm l η διαδρομή του στροφαλοφόρου άξονα σε cm n ο αριθμός των κυλίνδρων Οπότε έχουμε : Κ 1 = (1*(3,14*3,9 2 *4,14)) = 49 cm 3 4 και Κ 2 = (1*(3,14*5 2 *4,56)) = 97 cm Μετατροπή μονοκύλινδρου κινητήρα μοτοσυκλέτας από 49cc σε 97cc Ξεκινώντας τη μετατροπή-βελτίωση του κινητήρα που εξετάζουμε αναφέρουμε τα υλικά-εξαρτήματα τα οποία θα πρέπει να αντικαταστήσουμε ώστε να πραγματοποιηθεί αυτή η προσπάθεια μας. Αρχικά αντικαθιστούμε το στρόφαλο με έναν, ο οποίος έχει διαδρομή 49,5 mm, ενώ ο 49cc διαδρομή είχε 41,4 mm. Σελίδα 30

33 Στη συνέχεια θα χρειαστούμε έναν κύλινδρο, ο οποίος θα έχει μεγαλύτερο συνολικό ύψος και μεγαλύτερη διάμετρο. Ο κύλινδρος που θα χρειαστούμε έχει 50mm διάμετρο, ενώ ο προηγούμενος είχε 39mm διάμετρο. Σειρά έχει το έμβολο το οποίο η διάμετρός του συμβαδίζει με τη διάμετρο των κυλίνδρων μείον την ανοχή, η οποία περιορίζεται στα 3 εκατοστά του χιλιοστού. Επίσης, πρέπει ν αλλαχτεί και ο άξονας της αντλίας λαδιού. Αυτό συμβαίνει, γιατί ο συγκεκριμένος άξονας περνάει κάτω από το στροφαλοφόρο και κοντά σ αυτόν, με αποτέλεσμα ο αρχικός άξονας που είναι 11mm ν ακουμπάει στον καινούριο στρόφαλο. Οπότε χρησιμοποιούμε τον άξονα που έχει 7mm πάχος. Η κεφαλή θα αλλαχτεί εξ ολοκλήρου με μια καινούρια η οποία διαθέτει και μεγαλύτερες βαλβίδες, ώστε να μένει σταθερή η αναλογία μίγματος στο 14:1, αλλάζοντας συγχρόνως και το καρμπιρατέρ με ένα διαμετρήματος 17mm αντί για 14mm. Από τη στιγμή που θ αλλαχτεί ο κύλινδρος (και αφού ο καινούριος είναι πιο μακρύς) θα πρέπει να αντικατασταθεί και η καδένα χρονισμού με μια μακρύτερη κατά 2 δόντια, δηλαδή από 82 σε 84 δόντια. Το κομβίον του διωστήρα θα μεγαλώσει κατά 2 χιλιοστά (από 23 σε 25 mm) και η μπιέλα θα είναι πιο μακριά. Η αντλία λαδιού θα αλλαχτεί με μια η οποία έχει μεγαλύτερη παροχή, για να μπορεί το λιπαντικό (λάδι) να έχει πίεση αλλά και πλήρωση, λόγω του ότι όλα τα καινούρια εξαρτήματα έχουν μεγαλύτερο όγκο και μεγαλύτερες επιφάνειες τριβής. Οι φλάντζες που θα χρησιμοποιηθούν θα είναι ίδιες και στις δύο κατασκευές, εκτός από τη φλάντζα κεφαλής και τη φλάντζα βάσης του κυλίνδρου και αυτό διότι έχει μεγαλώσει η διάμετρος του. Πάνω στα κάρτερ βιδώνουν τέσσερεις μακριές βίδες (μπουζόνια). Στα ίδια σημεία έχουν οπές ο κύλινδρος καθώς και η κεφαλή. Είναι επί της ουσίας το σημείο στήριξης και σύσφιξης των εξαρτημάτων αυτών. Τα μπουζόνια θα χρειαστεί με τη σειρά τους ν αντικατασταθούν με μακρύτερα λόγω της αλλαγής του κυλίνδρου. Σελίδα 31

34 Τα εξαρτήματα, όπως ο ημιαυτόματος συμπλέκτης, η γεννήτρια ρεύματος και το κιβώτιο ταχυτήτων, παραμένουν τα ίδια καθότι και η εταιρεία κατασκευής χρησιμοποιεί τα ίδια και στους δύο κινητήρες. 1.4 Πλεονεκτήματα Ο κινητήρας αυτός έχει μεγάλη αντοχή στη χρήση και βασικός λόγος είναι ότι έχει πολύ λίγα κινητά μέρη, οι αγωγοί λιπάνσεως ελαίου είναι άμεσοι και σε ευθεία γραμμή, άριστα ευθυγραμμισμένοι χωρίς εσωτερικές παρεμβολές. Είναι τετράγωνος κινητήρας, υψηλής συμπίεσης με μεγάλο κομβίο μπιέλας, ρουλεμάν μεταξύ κομβίου και μπιέλας και μεγάλα ρουλεμάν στα σημεία έδρασης του στροφαλοφόρου άξονα. Η ύπαρξη ρουλεμάν στα σημεία τριβής, μειώνει τις θερμοκρασίες καθώς και τις τριβές, με αποτέλεσμα να μην χρειάζεται ο κινητήρας μεγάλη ποσότητα λαδιού για να λιπανθεί. Το κιβώτιο ταχυτήτων διαθέτει γρανάζια με ευθεία δόντια. με αποτέλεσμα ν αυξάνεται η αντοχή του. Μια τέτοια μετατροπή μπορεί να γίνει, ώστε το μέσον μεταφοράς το οποίο φέρει έναν τέτοιον κινητήρα, να είναι πιο βολικό και άνετο για τον αναβάτη του, να μπορεί να κινηθεί πιο άνετα και γρηγορότερα σε έναν δρόμο ο οποίος το επιτρέπει. Επίσης, μια τέτοια μετατροπή επιτρέπει σε μεγάλες αποστάσεις να υπάρχει μικρότερη κατανάλωση καυσίμου, αφού μ αυτόν τον τρόπο μπορούμε να έχουμε τα ίδια χιλιόμετρα με λιγότερες στροφές, με αποτέλεσμα λιγότερων φθορών. Το πλαίσιο το οποίο διαθέτει αυτόν τον κινητήρα παραμένει ίδιο από όλες τις απόψεις, όπως φρένα, ανάρτηση, γεωμετρία και από την ίδια την εταιρεία (Honda). Σελίδα 32

35 1.5 Σκοπός της μετατροπής Ο σκοπός μιας τέτοιας μετατροπής είναι η αύξηση ιπποδύναμης σε επιτρεπτά όρια, με χαμηλότερο κόστος στον ιδιοκτήτη, μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, μείωση χρόνου επιτάχυνσης από τα 0 στα 100 χ.α.ω., άνεση στον χειριστή, μείωση χρόνου εργασιών. Mια τέτοια μετατροπή αξίζει να γίνει, γιατί το κόστος της είναι μικρότερο από το να αγοραστεί έτοιμο το όχημα. Δεν είναι πολυτέλεια, είναι για τη βελτίωση ποιότητας ζωής μας, είναι ευκολία στην καθημερινότητα μας. Σελίδα 33

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΟΤΟΣΥΚΛΕΤΩΝ HONDA 49cc και 97cc εξαρτήματα: Ο κινητήρας που έγινε η μετατροπή αποτελείται από τα παρακάτω 2.1. Κεφαλή Μέσα στην κεφαλή βρίσκονται οι βαλβίδες, τα ζύγωθρα, ο εκκεντροφόρος, άξονες στερέωσης των ζυγώθρων (πιανόλες). Η εξωτερική διαφορά της κεφαλής c50 από την c100 είναι ότι η πρώτη έχει μικρότερο όγκο. Εικόνα 2.1. Κεφαλή C100 πλάγια όψη Σελίδα 34

37 Εικόνα 2.2 Χώρος καύσεως και βαλβίδες κεφαλής c100 Εικόνα 2.3. Οπτική επαφή του χώρου καύσεως κεφαλής C50 μέσα από τον κύλινδρο 2.2. Ζύγωθρα ή Κοκοράκια Ζύγωθρα είναι τα εξαρτήματα τα οποία βρίσκονται εσωτερικά της κεφαλής, συνήθως είναι καμπυλόμορφα, τα οποία μετακινούνται από τον εκκεντροφόρο και με την σειρά τους πιέζουν τις βαλβίδες ώστε να ανοίξουν. Όλοι οι κινητήρες αυτής της σειράς παραγωγής διαθέτουν ίδια ζύγωθρα. Σελίδα 35

38 Εικόνα 2.4. Ζύγωθρα ή κοκοράκια 2.3. Βαλβίδες Οι βαλβίδες εδράζονται μέσα στην κεφαλή κι έχουν διπλή δράση. Στεγανοποιούν το χώρο καύσης, όταν είναι κλειστές, από διαρροές αερίων με αποτέλεσμα να υπάρχει συμπίεση και όταν ανοίγουν, η δε βαλβίδα εισαγωγής αφήνει το μίγμα να εισέλθει στο χώρο καύσης, ώστε να πραγματοποιηθεί ο χρόνος της εκτόνωσης και όταν ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής επιτρέπει να διαφύγουν τα καυσαέρια, δηλαδή να ολοκληρωθεί ο χρόνος της εξαγωγής. Οι βαλβίδες εδράζονται πάνω στις έδρες οι οποίες είναι ατσάλινες και πρεσαριστές στην κεφαλή. Οι βαλβίδες καθώς και οι έδρες έχουν στο σημείο επαφής 45 ο γωνία, ώστε να υπάρχει η μέγιστη δυνατή στεγανότητα. Εικόνα 2.5. Βαλβίδες πλάγια όψη Σελίδα 36

39 Εικόνα 2.6. Εμπρόσθια όψη βαλβίδων 2.4. Εκκεντροφόρος άξονας Εκκεντροφόρος είναι ο άξονας ο οποίος βρίσκεται στην κεφαλή και αποτελείται από έκκεντρα. Συνήθως όσες βαλβίδες έχει ένας κινητήρας τόσα έκκεντρα έχει και ο εκκεντροφόρος. Κατά την περιστροφή του πιέζει τα ζύγωθρα και αυτά με την σειρά τους τις βαλβίδες. Βασικά χαρακτηριστικά των εκκεντροφόρων είναι η διάρκεια που κρατάει ανοιχτή την βαλβίδα και το βύθισμα, το πόσο δηλαδή ανοίγει την βαλβίδα. Η διάρκεια μετράται σε μοίρες κ το βύθισμα σε χιλιοστά.. Εικόνα 2.7. Εκκεντροφόρος με ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Σελίδα 37

40 Εικόνα 2.8. Εκκεντροφόρος με ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα 2.9. Εκκεντροφόρος χωρίς ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Εικόνα 2.10 Εκκεντροφόρος χωρίς ρουλεμάν στα σημεία έδρασης Σελίδα 38

41 2.5. Κύλινδρος Ο κύλινδρος ονομάζεται και χιτώνιο και αναφέρεται στο κομμάτι που βρίσκεται ανάμεσα στα κάρτερ και στην κεφαλή, εξωτερικά έχει πτερύγιαψύκτρες και εσωτερικά έχει έναν διαμπερές κύλινδρο, όπου έχει εσωτερική διάμετρο όσο η διάμετρος του εμβόλου, μέσα του παλινδρομείται το έμβολο. Εικόνα Κύλινδροι από μαντέμι (αριστερά C50 39mm, δεξιά C100 50mm) Εικόνα Κύλινδρος αλουμινίου 72cm 3 (47mm) Σελίδα 39

42 2.6. Έμβολο Έμβολο λέγεται το κομμάτι του κινητήρα όπου ενώνεται με την μπιέλα με τη βοήθεια πείρου και παλινδρομείται μέσα στον κύλινδρο. Μεταφέρει την ενέργεια της έκρηξης στον στρόφαλο διαμέσου της μπιέλας. Από τη διάμετρο του εμβόλου εξαρτάται ο κυβισμός ενός κινητήρα αλλά και από την απόσταση από το ανώτερο σημείο (ΑΝΣ) μέσα στον κύλινδρο έως το κατώτερο σημείο (ΚΝΣ). Στην επίπεδη επιφάνεια του εμβόλου γίνεται η καύση. Σε επιλεγμένες περιοχές του εμβόλου υπάρχουν οπές, κοντά στα σημεία τριβής με το χιτώνιο του κυλίνδρου, ώστε να μειώνεται η τριβή μεταξύ των επιφανειών καθώς κυκλοφορεί το λιπαντικό υγρό. Εικόνα Έμβολο C100 50mm (επίπεδο ή χαμηλής συμπίεσης) Εικόνα Έμβολο C70 47mm (μπομπέ ή υψηλής συμπίεσης) Σελίδα 40

43 Εικόνα Έμβολο C70 47mm (μπομπέ ή υψηλής συμπίεσης) πλάγια όψη Εικόνα Έμβολο C50 39mm κ C70 47mm (ημιμπομπέ ή μέτριας συμπίεσης) Εικόνα Έμβολο C50 39mm κ C70 47mm (ημιμπομπέ ή μέτριας συμπίεσης) πλάγια όψη Σελίδα 41

44 2.7. Ελατήρια εμβόλου Τα έμβολα που είναι ευρέως διαδεδομένα είναι με τρία ελατήρια. Τα ελατήρια το εμβόλου είναι σαν δαχτυλίδια που τοποθετούνται περιμετρικά και κοντά στην κορυφή του. Το πρώτο ελατήριο είναι αυτό όπου κατά κανόνα δεν αφήνει την συμπίεση να μεταφερθεί στην περιοχή όπισθεν του εμβόλου. Tο μεσαίο καθαρίζει από υπολείμματα λαδιού και το τρίτο εμποδίζει το λιπαντικό υγρό που βρίσκεται στην πίσω μεριά του εμβόλου να περάσει στον χώρο καύσης Συμπλέκτης Συμπλέκτης είναι αυτό όπου διαθέτει ελατήρια και δίσκους σύμπλεξης. Πιέζοντας τα ελατήρια τους δίσκους σύμπλεξης (αποτελούνται από φερμουίτ) και με την βοήθεια της τριβής ανάμεσα τους μεταφέρεται η κυκλική κίνηση του στροφάλου (κατά την σύμπλεξη) στο κιβώτιο ταχυτήτων με την βοήθεια οδοντωτών τροχών (γρανάζια). Κατά την αποσύμπλεξη ο συμπλέκτης δίνει την δυνατότητα στον κινητήρα να παραμένει σε λειτουργία χωρίς να μεταφέρεται η κίνηση στο σασμάν. Στον κινητήρα που εξετάζουμε η σύμπλεξη και η αποσύμπλεξη γίνεται ημιαυτόματα. Εικόνα Φυγόκεντρος ημιαυτόματος συμπλέκτης Σελίδα 42

45 Εικόνα Φυγόκεντρος ημιαυτόματος συμπλέκτης (πλάγια όψη) Εικόνα Φυγοκεντρικός μηχανισμός Εικόνα Καμπάνα με τους δίσκους τριβής Σελίδα 43

46 Εικόνα Καμπάνα για ημιαυτόματο ή χειροκίνητο συμπλέκτη (μπροστά όψη) Εικόνα Καμπάνα για ημιαυτόματο ή χειροκίνητο συμπλέκτη (οπίσθια όψη) Στις καμπάνες που προορίζονται για ημιαυτόματο ή χειροκίνητο συμπλέκτη δεν υπάρχει το συνεργαζόμενο μέρος του φυγοκεντρικού μηχανισμού. Σελίδα 44

47 Εικόνα Μέρη καμπάνας ημιαυτόματου η χειροκίνητου συμπλέκτη 2.9. Αντλία λαδιού Η αντλία λαδιού είναι σταθερή πάνω στα κάρτερ και μεταφέρει λάδια από τα κάρτερ στην κεφαλή, ώστε να λιπανθούν οι περιοχές τριβής και μέσα από διόδους για να λιπάνει και τον διωστήρα. Επίσης μεταφέρει και τα λάδια ανάμεσα από αγωγούς με ψήκτρες ώστε να αποβάλλεται η θερμοκρασία από το λάδι. Εικόνα Αντλία Λαδιού Σελίδα 45

48 Εικόνα Διάταξη αντλίας λαδιού Εικόνα Εξαρτήματα αντλίας λαδιού Γρανάζι αντλίας λαδιού Είναι το γρανάζι το οποίο παίρνει κίνηση από την καδένα και περιστρέφει έναν άξονα που βιδώνει πάνω του ώστε να δώσει και αυτός με την σειρά του κίνηση στην αντλία λαδιού. Σελίδα 46

49 Εικόνα Γρανάζι αντλίας λαδιού Καδένα Καδένα ονομάζεται η αλυσίδα που είναι υπεύθυνη να μεταφέρει την κίνηση από τον στρόφαλο στον εκκεντροφόρο με τη βοήθεια γραναζιών. Και στους δύο κινητήρες η μορφή και το βήμα είναι ίδια (25Η). Η διαφορά μεταξύ τους είναι ότι στο C50 έχει ογδόντα δύο (82) δόντια ενώ στο C100 έχει ογδόντα τέσσερα (84) δόντια, για να καλυφθεί η υψομετρική διαφορά ανάμεσα στους δύο κυλίνδρους ( όπως εμφανίζεται στην κάτωθι φωτογραφία). Εικόνα Υψομετρική διαφορά κυλίνδρων Σελίδα 47

50 Εικόνα Καδένα εκκεντροφόρου Τεντωτήρας καδένας Ο τεντωτήρας καδένας αποτελείται από ένα υδραυλικό ωστήριο, μια γλίστρα και την βάση της γλίστρας. Εικόνα Διάταξη τεντωτήρα μέσα στο Κάρτερ Σελίδα 48

51 Εικόνα Διάταξη τεντωτήρα Στροφαλοφόρος άξονας Στροφαλοφόρος άξονας είναι το εξάρτημα πάνω στο οποίο υπάρχει το κομβίον όπου περνάει ένα ρουλεμάν και στη συνέχεια ο διωστήρας. Διαθέτει αντίβαρα. Ο στροφαλοφόρος άξονας μετατρέπει την παλινδρομική κίνηση του εμβόλου σε κυκλική. Εικόνα Στροφαλοφόρος κομπλέ C100 για φυγοκεντρικό συμπλέκτη Σελίδα 49

52 Εικόνα Στρόφαλος C100 για ημιαυτόματο και χειροκίνητο συμπλέκτη Εικόνα Στρόφαλος C50 με ημιαυτόματο και χειροκίνητο συμπλέκτη Διωστήρας Πάνω στον διωστήρα, που διαθέτει δυο οπές( η μια για το κομβίο και η άλλη για τον πείρο του εμβόλου), στερεώνεται το έμβολο. Στον κινητήρα που εξετάζουμε η μπιέλα είναι πρεσσαριστή στο στροφαλοφόρο άξονα και ανάμεσα σ αυτήν και το κομβίο υπάρχει ρουλεμάν, σε αντίθεση με άλλους κινητήρες οι οποίοι έχουν διαιρούμενα κουζινέτα (μέταλλα) με διαιρούμενο, βιδωτό διωστήρα. Σελίδα 50

53 Εικόνα Μέρη διωστήρα Εικόνα Διάταξη διωστήρα ρουλεμάν - κομβίου Κιβώτιο ταχυτήτων Στον κινητήρα που εξετάζουμε το κιβώτιο ταχυτήτων βρίσκεται ανάμεσα στα δύο κάρτερ και είναι τριών σχέσεων. Αποτελείται από τον πρωτεύοντα και το δευτερεύοντα άξονα και από τον επιλογέα με τις φουρκέτες. Ο πρωτεύων άξονας είναι αυτός ο οποίος παίρνει την κίνηση από το στρόφαλο και τη μεταφέρει στο δευτερεύοντα άξονα και πάνω του είναι περασμένα τρία γρανάζια (ένα για κάθε σχέση). Ο δευτερεύων άξονας έχει και αυτός μία σειρά από τρία γρανάζια και είναι αυτός που ένα μέρος του βγαίνει εξωτερικά από τον κινητήρα για να μεταφέρει την κίνηση στους τροχούς με τη βοήθεια καδένας και γραναζιών. Ο επιλογέας είναι κυλινδρικός όπως φαίνεται στην εικόνα και έχει αυλακώσεις ώστε μέσα σε αυτές να κινούνται οι φουρκέτες. Οι φουρκέτες είναι Σελίδα 51

54 υπεύθυνες να μετακινούν τα γρανάζια των σχέσεων ώστε να γίνει η εμπλοκή των κατάλληλων γραναζιών ανάλογα την σχέση που επιλέγουμε. Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τριών σχέσεων Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τριών σχέσεων κ επιλογέας (καραγκιόζης) Σελίδα 52

55 Εικόνα Κιβώτιο ταχυτήτων τεσσάρων σχέσεων Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (μπροστά όψη) Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (πλάγια δεξιά όψη) Σελίδα 53

56 Εικόνα Διάταξη κιβώτιου ταχυτήτων (πλάγια αριστερή όψη) Εικόνα Μύλος 2.16 Κάρτερ Το κάρτερ είναι η βάση του κινητήρα (κορμός). Μέσα και πάνω σ αυτό τοποθετούνται όλα τα επιμέρους εξαρτήματα, όπως στρόφαλος, κύλινδρος, αντλία λαδιού, κιβώτιο ταχυτήτων κ.α. Οι κινητήρες των μοτοσυκλετών έχουν δύο κάρτερ. Σελίδα 54

57 Εικόνα Κάρτερ με μίζα αριστερό εξωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ με μίζα αριστερό εσωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ δεξί εξωτερική όψη Σελίδα 55

58 Εικόνα Κάρτερ δεξί εσωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ χωρίς μίζα αριστερό εξωτερική όψη Εικόνα Κάρτερ χωρίς μίζα αριστερό εσωτερική όψη Σελίδα 56

59 2.17. Γεννήτρια ρεύματος Η γεννήτρια ρεύματος αποτελείται από τη βάση των πηνίων, τα πηνία και το μαγνητικό βολάν. Η βάση των πηνίων βιδώνει στο αριστερό κάρτερ όπου κλείνει τη μια μεριά του κινητήρα και τον στεγανοποιεί. Το ένα πηνίο λέγεται κίνησης και το άλλο φώτων, το μαγνητικό βολάν ενώνεται στο στρόφαλο και περιστρέφεται γύρω από τα πηνία, δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο με αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Εικόνα Γεννήτρια ρεύματος με δύο πηνία (αριστερό κινήσεως, δεξί φώτων) Εικόνα Γεννήτρια ρεύματος με αστεροειδή πηνία Σελίδα 57

60 2.18. Ρουλεμάν Κάθε άξονας που περιστρέφεται εδράζεται μέσα σε ρουλεμάν ώστε να μειώνονται οι τριβές στο ελάχιστο. Στους κινητήρες συνήθως επικρατούν ρουλεμάν τα οποία είναι κατασκευασμένα για υψηλές στροφές, υψηλόστροφα (κωδικό τους όνομα C3,C4,p6). Εικόνα Ρουλεμάν ανοιχτό Εικόνα Ρουλεμάν κλειστό (κωδικός Ζ) 2.19.Ψήκτρες Σελίδα 58

61 Στις περισσότερες επιφάνειες του κινητήρα υπάρχουν λεπτές προεξοχές σαν πτερύγια, αυτά χρησιμεύουν στην ευκολότερη αποβολή θερμότητας από τον κινητήρα λόγω εσωτερικών τριβών και ελεγχόμενων μικροεκρήξεων που λαμβάνουν χώρο, λόγω της καύσης. Εικόνα Ψήκτρες όπως εμφανίζονται σ έναν κύλινδρο Φλάντζες Επειδή οι κινητήρες αποτελούνται από μεταλλικά κομμάτια, στα σημεία που ενώνονται τοποθετούνται ανάμεσα τους κομμάτια από περμανίτη,ο οποίος έχει την όψη χαρτιού, ή μαλακά μέταλλα όπως είναι το αλουμίνιο ή ο χαλκός, ώστε να εξαλειφθεί η πιθανότητα τυχόν διαρροών. Σελίδα 59