Перевод мой, творчески переработанный.
Отдельно благодарю Александра Lepage, крайне своевременно подсказавшего мне эту статью.
Исходная статья автора Tom Schmitz: https://www.souperdoo.com/stuff%20that%20i%20think%20about/paul-westman-s-mods-to-fight-oil-burning
МОДИФИКАЦИИ ПОЛА ВЕСТМАНА ДЛЯ БОРЬБЫ С МАСЛОЖОРОМ
Все в этой статье является результатом идей одного человека. Это не моя работа. Я помогал с некоторыми исследованиями и документацией, правда, но все это придумал Пол Вестман. Мне придется немного поговорить о том, кто такой Пол.
Тогда приступим.
О чем эти моды (модификации)?
Я думаю, что существует распространенное заблуждение об этих модах. Люди слышат, что "банджо-болты KLR650 увеличили поток масла к распредвалам" и сразу же думают, что речь идет об "исправлении" системы смазки KLR60.
Первое, что им приходит в голову, — это сценарий "перегрева головы" с ранними мотоциклами Gen 2, когда у них кончилось масло. Затем они насмехаются над этой идеей и тут же отвергают ее как дурацкую затею, потому что - и они правы - в системе смазки KLR650 нет ничего плохого, о чем она не позаботится в заводском исполнении.
Итак, этот мод не обо всем этом.
Речь идет о поиске лекарства от распространенного случая, когда в остальном здоровый KLR650 будет сжигать масло при вращении на скорости более 5000 об/мин в течение длительных периодов времени. Эта теория основана на идее о том, что на коленвал, цилиндр и поршень поступает слишком много масла: гораздо больше, чем необходимо для смазки этой части двигателя и слишком много для заводских колец. Идея состоит в том, что если это лишнее масло будет перемещено в другую часть двигателя, это положительно скажется на расходе масла. Итак, все дело в перераспределении масла внутри двигателя. То, что люди должны услышать, это "KLR650 сжигает масло при более чем 5000 об/мин -> потому что слишком много масла -> поршень не сбрасывает масло -> исправление проблемы", и они должны быть заинтересованы.
Кто такой Пол Вестман?
Пол является совладельцем компаний Lander Marine и Kawasaki в Ландере, штат Вайоминг. Он был там в течение 40+ лет. Он владелец KLR. Он видел, как Кавасаки развивались за последние 40 лет, и, очевидно, работал с широким спектром разных Kawasaki. То, что он привносит в таблицу, - это довольно четкое понимание того, как Kawasaki делала вещи в прошлом и на других моделях, кроме KLR650. Он может сравнивать и сопоставлять эти вещи, что побуждает его задавать мои любимые вопросы: "Кто, что, почему, когда, где и как".
Что было началом всего этого?
У Пола KLR 87 года выпуска. Он почти полностью стоковый, хотя я думаю, что он однажды обновил головку цилиндра. Он заметил, что масло горит на высоких оборотах (как и у всех), и начал задаваться вопросом, почему это происходит и что можно с этим сделать, кроме автоматического "снять поршень и просверлить в нем большие дырки".
Когда он начал размышлять, почему KLR сжигал масло, он начал документировать, сколько масла сжигал его двигатель, какова была температура масла, сколько времени потребовалось для прогрева, и он начал думать о том, как Кавасаки поступил с системами смазки. в прошлом. И начал об этом писать на KLRForum.
Мы должны начать с базового понимания теории Пола. Когда он вник в систему смазки KLR, он пришел к выводу, что KLR сжигает масло на высоких оборотах просто потому, что на стенках цилиндра слишком много масла, с которым не могут справиться кольца. Обратите внимание, что это в остальном исправный двигатель; мы не говорим о хорошо известных проблемах с ранним поколением 2 и их плохой конструкции кольца/поршня. Еще одним фактором является небольшой размер и количество отверстий для возврата масла в стандартном поршне. Кольца должны снимать масло перед собой и со стенок цилиндра. Затем масло должно проходить через отверстия для возврата масла в поршне. Отверстий для возврата масла слишком мало и они слишком маленькие для эффективного съёма и отвода масла от стенок цилиндра. Когда вы совмещаете слишком много масла и слишком мало места для него, конечным результатом является то, что оно проходит мимо колец и сгорает. При низких оборотах/скорости поршня кольца и отверстия вместе способны снимать масло. При высоких оборотах/скорости этого уже не получается.
Он также рассудил, что много мотоциклетных двигателей похожи на KLR. Они сделаны с подшипниками качения на коленвале, а не с подшипником скольжения, как в автомобильных двигателях. Подумайте о 2-тактниках. Эти штуки прекрасно выживают при 3% смеси масла и газа, всасываемой под поршень в такте сжатия для смазки шатуна и поршневого пальца. Единственное отличие состоит в том, что KLR имеет подшипник скольжения без втулки "сталь-сталь" в верхней головке шатуна, а не подшипник качения (игольчатый).
Он пришел к выводу, что, возможно, можно просто украсть масло от коленвала и направить его в другое место в двигателе, в результате чего на цилиндр попадет гораздо меньше масла. Нижняя головка должна прекрасно выдержать масляный шторм, который происходит внутри двигателя, когда он работает, как и палец поршня - поскольку смазка намного богаче, чем то, что можно найти в двухтактном двигателе. Достаточно богатая, чтобы поршневой палец был в порядке.
Оставалось придумать, как это сделать.
Описание системы смазки KLR650
Система смазки всасывает масло из поддона в масляный насос, где оно подается мимо редукционного клапана в полость фильтра. Полость фильтра содержит фильтр и собственный перепускной клапан (в виде вставной трубки внутрь фильтра).
Как только масло выходит из фильтра, половина его направляется в коленвал через масляный канал к концу вала (КШМ), а вторая половина направляется по боковой крышки сцепления к внешнему маслопроводу (трубке), который вы видите на задней части цилиндра. Эта масляная линия питает головку цилиндра (распредвалы) и КПП.
Масло, подаваемое на коленвал, поступает в конец коленвала и выходит через большой подшипник, а затем разбрасывается, большая часть которого ударяется о стенки цилиндра, на дно поршня и на поршневой палец.
Первоначальное расследование Пола
Пол снял банджо-болты и увидел, что у них есть только одно крошечное отверстие диаметром 1,5 мм, подающее масло к КПП и распредвалам. Есть три банджо-болта: один в точке питания (средний), один в головке, питающей кулачки (верхний), и один в КПП (левый). Все они одинаковые - с одной крошечной дырочкой. Пол знал, что на другие двигатели аналогичного размера Kawasaki устанавливала болты, в которых были просверлены отверстия диаметром 3,2 мм, и он знал, что у него есть способ переместить масло из КШМ на другую сторону системы смазки.
Стоит отметить, что во время своих экспериментов он обнаружил еще несколько вещей. Он узнал, что редукционный клапан был тем же самым устройством, которое Kawasaki годами использовала на всех типах мотоциклов. Казалось, стоит проверить давление, при котором он срабатывает - и при этом он заметил, что он течёт как дуршлаг. Он притёр его шарик, чтобы исключить протечку: нет смысла терять давление масла, даже если вы пытаетесь уменьшить количество масла, поступающего в КШМ.
Кстати, мы обнаружили, что клапан срабатывает примерно при 5 бар, что кажется смехотворно высоким (если вы понимаете, какое давление масла в горячем состоянии), и решили сбросить его до более разумного значения 2 бар.
[прим. переводчика: не понял смысла понижения давления на постоянку]
Снижение порога срабатывания также гарантировало, что наши манометры не будут повреждены высоким давлением до того, как масло нагреется и давление упадет до нормальных значений.
Видео притирки клапана со стандартным порогом срабатывания:
https://www.youtube.com/watch?v=P2bNIN8MQnI
Он также заметил, что, в отличие от некоторых других двигателей Kawasaki, масло, поступающее из масляного насоса в полость фильтра, не герметизируется с чистой стороны масла. То есть через фильтр проходит большая часть масла, но не все. Мы с Полом немного посидели в его магазине, поговорили об этом и подумали, как это можно исправить. Некоторое время спустя был разработан метод, устраняющий эту утечку и обеспечивающий полную фильтрацию масла.
Как делается этот мод?
Суть модов Пола заключается в замене трех болтов банджо на те, которые имеют отверстия 3,2 мм вместо отверстий 1,5 мм. Это позволяет большему количеству масла поступать в КПП и головку, отбирая часть масла от потока в КШМ. Это также влечет за собой установку жиклёра на линию, идущую к КШМ.
Чтобы разбить это, мод можно разделить на три раздела.
а) Замените три полых болта на те, которые имеют отверстие 3,2 мм вместо отверстия 1,5, или просверлите имеющиеся полые болты, как показано в таблице ниже в разделе "Модификация".
б) Установите жиклёр в канале подачи масла к КШМ. Этот жиклёр может быть установлен либо в правой крышке двигателя, либо в крышке масляного фильтра. Я предпочитаю крышку сцепления. Жиклёр выполнен из установочного винта М8 с просверленным отверстием 3,2 мм.
в) Модернизируйте правую крышку двигателя, чтобы гарантировать, что 100% масла проходит через фильтр, а не пропускает часть масла в обход фильтра. Плюс желательно дополнительное уплотнительное кольцо (О-ринг) для самого фильтра.
Спорный вопрос, будет ли наибольшая выгода от а) или б) выше. С одной стороны, установка жиклёра для коленвала может быть выполнена менее чем за час при замене масла. Что это сделает: увеличит общее давление в системе и направит больше масла на головку и КПП. Я просто не уверен, насколько изменится соответствующий поток, поскольку я никогда не тестировал различные точки давления со стандартными банджо и жиклёром коленвала. Я предпочитаю устанавливать жиклёр в правую крышку двигателя, потому что эту область можно регулярно осматривать на наличие вещей, которые могут засорить отверстие жиклёра. Если жиклёр находится в крышке фильтра, то для проверки необходимо её снять.
[прим. переводчика: не разделяю "лучшести" места для жиклёра в крышке двигателя - в крышку фильтра его пристроить куда проще]
С другой стороны, замена банджо более трудоемка, потому что вам нужно снять маслоподводящую трубу и стартер, чтобы добраться до первого банджо, и проще снять бак, чтобы добраться до верхнего банджо. Это уже заметная разборка. Теперь это должно снизить общее давление в системе, потому что в системе меньше ограничений, но, опять же, больше масла будет поступать к головке и КПП. Вот информация о замене или модификации банджо:
[прим. переводчика: в оригинале предлагается сверловка 1/8" = 3,2 мм. В следующем сообщении поясню, почему поставил другие числа в табличке]
Мне задали несколько вопросов о деталях "модификаций" в приведенной выше таблице.
Для пояснения: три стандартных банджо-болта одинаковы - с одним отверстием 1,5 мм в каждом. Это радиальное отверстие в стержне болта только с одной стороны. Возьмите сверло 3,0 мм и просверлите два болта насквозь. На заглавном изображении этой статьи показан болт 92150-1641 со сквозным отверстием: это модификация двух болтов для начала маслопровода и для ГБЦ. Это снимает все ограничения с болта, поскольку два отверстия имеют большую площадь поперечного сечения, чем осевое отверстие в стержне болта.
На банджо-болте для КПП "рассверлить существующее отверстие до 3,2 мм (без поперечного сверления)" означает "рассверлить существующее единственное отверстие до 3,2 мм, но не сверлить болт насквозь" . Это снимает некоторые ограничения в стандартном болте, но не все. Мы хотим, чтобы этот болт имел некоторое ограничение, чтобы поддерживать давление на головку и КПП.
Это изображение может помочь понять, где расположены банджо и что нужно сделать с болтами в каждом месте.
Я считаю, что а) и б) должны быть выполнены. Добавление жиклёра на коленвал и удаление ограничений на головку и КПП приводит к общему оттоку масла от коленвала, цилиндра и поршня при сохранении высокого давления в системе. Пол очень внимательно подошел к ограничителю на коленвал. Это было основано на ограничениях коленвала, которые он видел в других подобных местах у Kawasaki. Он начал с отверстия, сделанного сверлом 2,4 мм. Он довольно долго использовал это ограничение и сделал анализ масла на предмет увеличения износа металлов. Ничего не обнаружилось, поэтому он пошёл к отверстию немного меньшего размера, на этот раз 2,25 мм. Опять же, не было обнаружено увеличения износа металлов, поэтому он перешел на 2,2 мм, а затем до 2,05 мм.
В-третьих, модификация крышки сцепления для 100%-й фильтрации не является абсолютной необходимостью. Это предотвращает попадание нефильтрованного масла в двигатель и гарантирует, что если жиклёр коленвала установлен в крышке фильтра, то единственное масло, которое попадает в коленвал - проходит через ограничитель. По большому счету, всё это мелочи.
В этом видео рассказывается о моде 100% фильтрации ("в"), а также о потоке масла через систему и установке жиклёра коленвала:
https://www.youtube.com/watch?v=l927rWUCQQ0
Каков результат и польза?
Прежде всего, двигатели с этими модификациями показали меньший (в некоторых случаях нулевой) расход масла на высоких оборотах. Во-вторых, что весьма неожиданно - было улучшение экономии топлива. Есть мысли, что масло, которое переохлаждало поршень, отбирало тепло у процесса сгорания. При меньших потерях тепла процесс сгорания становится более эффективным, что приводит к лучшей экономии топлива. Как я уже сказал, это было непредвиденно и просто отмечено как приятное непредвиденное последствие, о котором мы больше не думали.
Еще одно приятное преимущество заключается в том, что на распредвалы поступает больше масла. Не то чтобы раньше не хватало, но тут больше - лучше. В КПП также поступает больше масла, поэтому трансмиссия сбрасывает больше масла. Верхний подшипник балансира смазывается разбрызгиванием, поэтому, возможно, на него попадет больше масла. Как человек, у которого произошел катастрофический отказ верхнего подшипника, я могу это оценить.
Так что я сделал? Мой байк 2009 года выпуска был "починен" Kawasaki из-за проблемы с расходом масла. Исправление Kawasaki заключается в том, чтобы расточить цилиндр на +0,5 мм и установить ремонтный поршень и комплект колец. Кому-то это может помочь, но мне не помогло после 5000 миль пробега. Масло горело и становилось хуже. Я решил, что мне нечего терять и всё, что я выиграю, потому что рано или поздно ему понадобится новый поршень (это случилось: я установил Wössner +2 мм 11:1).
Каков был мой вклад?
Я подумал, что могу установить набор манометров, которые будут считывать давление масла в магистрали, на выходе из фильтра, центральном банджо, распредвалах и коленвале. Могу поставить датчик температуры масла. И записывать, какое давление масла было при различных температурах и оборотах, когда я последовательно выполнял модификации. И это именно то, что я сделал.
Так вот, я имел преимущество пройти путь Пола после того, как он довольно хорошо разобрался, что и как делать. Он работал над этим в течение довольно долгого времени и сделал несколько открытий в середине процесса, о которых хотел бы знать заранее. Я делал моды не в том порядке, в котором делал Пол, а в том порядке, в котором они должны были быть сделаны, если бы все было известно самого начала.
Первым делом снял показания на полностью стоковом двигателе. Затем я модифицировал правую крышку двигателя для 100% фильтрации масла. Следующим было банджо в начале маслопровода, затем банджо КПП, а затем банджо головки. Наконец-то я установил жиклёр в подаче на коленвал. Вот совмещенные результаты:
Эти данные приведены при 3000 об/мин при рабочей температуре масла, которая, по данным Kawasaki, составляет 90°С. Вы можете видеть, что, как только мод крышки был сделан, давление поднялось по всем направлениям, когда все масло было пропущено через фильтр, и ни одно из них не просочилось на чистую сторону. Затем, по мере постепенной замены банджо, давление упало из-за меньшего общего ограничения в системе, но давление на головку в целом увеличилось. Надо полагать, что давление в КПП тоже возросло. Особенно упало давление в коленвале.
Когда жиклёр на коленвал был введен в действие, все давления подскочили из-за увеличения ограничения до половины системы, но давление коленвала, по-видимому, упало до нуля.
Это интересное явление, о котором теоретизировал Пол. Вы когда-нибудь брали длинный кусок шланга и помещали один конец в ведро с водой, а другой конец крутили вокруг головы и смотрели, как вода выплескивается из выброшенного конца шланга? Нет? Вы упускаете массу удовольствия…
Это что-то вроде центробежного насоса, который использует центробежную силу для перекачки, и это то, что делает кривошип коленвала. Существует канал, который идет от оси к шейке коленвала, а затем вниз к шатунной шейке. Когда коленвал вращается, он качает собственное масло.
Вот видео, где я видел, как это произошло:
https://www.youtube.com/watch?v=wdc6PiOl05E
Следите за датчиком с надписью "Crank" (коленвал), когда обороты увеличиваются. Он не падает до нуля, потому что в этом видео температура масла равна температуре окружающей среды.
В коленвал с этим каналом поступает много масла. Коленвал сам себя кормит!
Мои результаты
Возвращаясь к модам Пола: что они сделали для меня? Мой двигатель сжигал 0,15 л/1000 км.
[прим. переводчика: не понял, в чём проблема - расход ничтожен)
По правде говоря, ничего не должно было помочь. Но это произошло. Мой расход масла упал почти до нуля, когда я часами ехал со скоростью 110 км/ч.
Однако я обнаружил кое-что интересное, и совершенно случайно. Я всегда считал двигатель KLR "двигателем с холодным маслом". Масло не доходит до нужной температуры. Здесь, в южной Калифорнии, чертовски сложно нагреть моторное масло намного выше 95°С во время обычной работы. Летом проедьтесь по Долине Смерти, и масло прогреется до 100°С.
Однако в недавней поездке я столкнулся с довольно холодной погодой, ледяным дождем и снегом. Температура окружающей среды варьировалась от +5°С в морозный проливной дождь до -4°С во время снежной метели. Я наблюдал, как температура масла резко упала до 70-77°С, а расход масла снова увеличился до нескольких унций на тысячу миль. Горячее масло - хорошо: я работаю над модами, чтобы поддерживать температуру масла, но мало что помогает, когда снаружи становится сыро и холодно. Короче говоря, если кто-то скажет вам, что вы можете исправить расход масла с помощью более густого масла, я бы не согласился. Горячее и жидкое лучше.
