Walc wiedeński w Trophikach

Ostatnimi czasy trafiają do mnie zlecenia, które są dla mnie coraz większym wyzwaniem. Często rozsądek podpowiada mi, żeby nie podejmować się tych zadań, tym bardziej, że zazwyczaj jestem "ostatnią deską ratunku" dla danego projektu. Zazwyczaj jednak lekceważę te zdrowo-rozsądkowe podpowiedzi i pełen optymizmu przystępuję do pracy. Na ogół bywa jednak, że gdzieś w połowie prac poziom optymizmu zaczyna sięgać dna a ja zastanawiam się co mnie do diabła skłoniło żeby się w to pchać. 

Ostatnio otrzymałem zlecenie z Niemiec i mogę śmiało powiedzieć, że to, co trafiło do mnie tym razem pod względem trudności kilkukrotnie przerosło dotychczasowe wyzwania. Chodziło o to, aby do bloku silnika M-Z ES250/2 Trophy fabrycznie wyposażonego w 4-biegową skrzynię przekładniową  wcisnąć dużo nowocześniejszą 6-biegową skrzynię z silnika Rotax 125. 

Trzeba mieć świadomość faktu, że MZ ES250 w latach swojej produkcji 1967-1973 mógł się poszczycić doskonałymi osiągami oraz trwałą i nowoczesną konstrukcją, które to owocowały przez kolejne lata zdobywaniem pierwszych miejsc na wyścigach 6-dniowych  i dały firmie prymat w konstrukcjach motocykli dwusuwowych za żelazną kurtyną właściwie aż do końca lat 80-tych. 

Zarówno MZ jak i austriacki Rotax mogą poszczycić się silną pozycją w sporcie motocyklowym, także połączenie tych dwóch konstrukcji wydaje się być idealne. Wizja klienta zachęciła mnie do kontynuowania rozpoczętej przez niego pracy. 

Otrzymałem zestaw składający się z wstępnie przerobionego bloku od MZ-ki oraz bloku wraz ze skrzynią biegów Austriaka.  A wyglądało to tak: 

Co prawda 6-biegowa skrzynka zyskała moje duże uznanie za pracę konstruktorów w związku z jej prostotą, zwartą konstrukcją i jakością wykonania, jednakże widok wstępnie pospawanego bloku od MZ-tki odrzucił mnie od kontynuowania prac na dobry miesiąc. Spawanie nie wróżyło szybkiego postępu prac i było zapowiedzią dodatkowych problemów z właściwym rozmieszczeniem otworów montażowych łożysk, wałków itp. Jak się potem okazało obawy te były jak najbardziej uzasadnione. 

Jednak niepomny wcześniejszych obaw, pełen wiary w szybki postęp prac po jakimś miesiącu znów ruszyłem z kopyta. Aby precyzyjnie ustawić osie wszystkich wałków względem siebie (a było ich 5) zamocowałem na blok od MZ-tki blok od Rotaxa i mozolnie przenosiłem kolejne gniazda łożyskowe.  

Powyżej wstępne ustawienie do osi otworu, a następnie, na zdjęciu poniżej, widoczne dokładne ustawienie osi otworu przy pomocy czujnika zegarowego z dokładnością do 0,01 mm. Po tej operacji następowało zgrubne wiercenie otworu a następnie dokładne jego rozwiercanie przy pomocy rozwiertaka maszynowego. 

Gdy odwierciłem już wszystkie otwory w prawej połówce, mogłem wreszcie zdjąć Rotaxa z MZ-tki i zabrać się za wiercenie lewej połówki bloku MZ-tki powtarzając wszystkie kolejne operacje jak powyżej. 

Otwór wałka zmieniacza przechodził przez 3 części bloku w związku z czym aby precyzyjnie go wyfrezować należało wszystkie części skręcić w całość. 

Gdy wszystkie osie były już przeniesione, pozostał jeszcze nierozwiązany bardzo duży problem z poosiowym ustawieniem wszystkich części układanki. Chodzi mianowicie o to, że każdy z 5 wałków  tzn. wałek sprzęgłowy, wałek zdawczy, oś wodzików, bębenek zmieniacza oraz oś zmieniacza poza tym, że muszą być oddalone od siebie w ściśle określonych odległościach, to jeszcze głębokość ich umiejscowienia w bloku jest również ściśle określona. Niezachowanie właściwych odległości pomiędzy wałkami może skutkować w najlepszym przypadku hałaśliwą pracą a w najgorszym zakleszczeniem zębatek i gwałtownym zniszczeniem skrzyni. Natomiast niewłaściwe wyznaczenie głębokości osadzenia wałków skutkuje zawsze równoczesnym "zapięciem" dwóch biegów a w efekcie "eksplozją" skrzyni biegów. Ten problem musiałem rozwiązać przy pomocy precyzyjnych obliczeń i pomiarów głębokościowych. 

Widać już małe światełko w tunelu- wałek zmieniacza i bębenek zostały osadzone na swoich miejscach, lecz pozostał nierozwiązany problem ograniczenia ruchu wałka zmieniacza. W Rotaxie był specjalny nadlew, który spełniał to zadanie, natomiast w MZ-tce musiałem go wykonać przy pomocy wcześniej wyfrezowanego i wciśniętego ogranicznika. 

Poza gniazdami łożysk wałka sprzęgłowego i zdawczego, wszystkie pozostałe wałki zostały osadzone w swoich otworach z pośrednictwem osadzonych z wciskiem tulei redukcyjnych. Pomimo zastosowanego dużego wcisku postanowiłem dodatkowo zabezpieczyć tulejki, aby zapobiec ich wypadnięciu podczas pracy. Po wyznaczeniu osi wałków skrzyni okazało się, że miejsca gniazd łożysk są również zbyt skąpo napawane. W związku z powyższym blok musiał wrócić ponownie do spawania. Po spawaniu, jak się można było tego spodziewać, wszystkie wcześniej precyzyjnie wykonane otwory straciły wcześniejsze wymiary, ale  delikatne honowanie usunęło ten problem. 

Po tym wszystkim mogłem wreszcie przystąpić do roztoczenia wcześniej wykonanych otworów pod dokładny wymiar łożysk z uwzględnieniem 0,02 mm. wcisku. 

Powstał jednak poważny problem- w przypadku jednego otworu, po montażu łożyska ustąpiły naprężenia spawalnicze owalizując go o 0,13 mm. Nie mogłem tego tak pozostawić, dlatego rozwierciłem gniazdo łożyska i wbiłem bieżnię redukcyjną, aby wrócić do  wymiaru łożyska.  Podczas rozwiercania otworu ujawniła się przyczyna owalizacji tego otworu, a mianowicie niewłaściwy dobór metody zaspawania otworu podczas prac spawalniczych wstępnych przez poprzedniego wykonawcę. Ten a nie inny dobór metody był odpowiedzialny za powstanie dziur w strukturze materiału widocznych na poniższym zdjęciu.

Wreszcie po dwóch tygodniach główkowania, zmagań oraz niezliczonej ilości wymiany narzędzi w tokarce i frezarce, udało się w końcu zamknąć skrzynię w karterach. Tak na marginesie, doszedłem do takiej wprawy w zmianie narzędzi pomiędzy poszczególnym operacjami, że użytkownicy centr obróbczych wyposażonych w zautomatyzowane magazyny narzędzi mogliby mi owej szybkości pozazdrościć :) 

Skrzynka zamknięta w bloku w końcu mogła pokazać swoje możliwości płynnie przeskakując przez wszystkie 6 swoich biegów. 

Widok skrzyni od strony sprzęgła. 

A tak wygląda porównanie bloku MZ 250/2 w stanie oryginalnym fabrycznym ze zmodyfikowanym blokiem mieszczącym 6-biegową austriacką skrzynię przekładniową. 

Cieszę się, że mam ten wymagający projekt już za sobą, lecz przyznać muszę, że jak żaden inny, dał mi niebagatelny bagaż doświadczeń, które z pewnością wykorzystam w przyszłych wyzwaniach. Tymczasem jednak zapraszam na wymianę oleju, naciągnięcie łańcucha a w ostateczności dokręcenie kilku poluzowanych śrubek. 

Historia pewnego silnika - Magnum na emigracji

    Jakiś czas temu zamieściłem posta, w którym opisywałem jak w pierwszej połowie lat 90-tych zrodził się pomysł budowy pierwszego silnika Magnum. Historia pewnego silnika -czytaj tutaj Tak jak wspomniałem w artykule, pobudowany motocykl z tymże właśnie silnikiem służył mi przez kilka lat, jednakże chęć jazdy na motocyklu o większej pojemności i mocy zdeterminowała mnie do działania. Stara dobra konstrukcja Magnuma nie zapewniała takich możliwości, dlatego ciesząc się jazdą jednocześnie gromadziłem części do pobudowania mocnego Panheada. I tak pod koniec lat 90-tych zapadła decyzja o sprzedaży Magnuma. Magnum trafił do Słupska ciesząc swoimi osiągami kolejnego właściciela, ja natomiast mogłem zrealizować marzenie o 100-konnym Panheadzie z silnikiem 1600 ccm, który po wielu modyfikacjach mechanicznych i wizualnych, służy mi do dziś. Budowa Panheada pozwoliła mi nieco okrzepnąć warsztatowo, a mianowicie wykonałem profesjonalny stół do spawania ram motocyklowych oraz zaopatrzyłem się w wyposażenie warsztatu niezbędne przy remontach napędów motocyklowych.  Najważniejszą jednak rzeczą było sporządzenie popartej rysunkami technicznymi dokumentacji, niezbędnej do dalszych poczynań. Dokumentacja zawierała rysunki ram motocyklowych i ich elementów, części silnikowych: czopów, tulejek, prowadnic itp. Były tam również całe podzespoły jak np. aparat zapłonowy z regulacją odśrodkową, który był przeznaczony do silników dolnozaworowych WL, UL itp. ale również doskonale nadawał się do silników Magnum. Aparat ten stał się bazą do późniejszej konwersji na zapłon elektroniczny. 
  W trakcie gdy rozwijałem swój warsztat pojawiło kilka zamówień na silniki Magnum. Pierwsze zamówienie było od kolegi z Torunia, który miał WL-kę choppera, lecz nie był zadowolony z jej osiągów. W miarę sprawnie udało mi się to zamówienie zrealizować, gdyż była to konwencjonalna przeróbka polegająca na napawaniu lewej połówki bloku silnika i bazująca na standardowym wale korbowym silnika WL i głowicach i cylindrach Sportstera Ironheada 900. Silnik dostał przerobiony oryginalny rozrząd, który zresztą bardzo szybko został wymieniony na sportowy rozrząd od Sporstera oraz odśrodkowy aparat zapłonowy mojej konstrukcji. W tamtych czasach nie byłem jeszcze warsztatowo przygotowany do zwiększania pojemności pomp olejowych, dlatego smarowanie głowic odbywało się dzięki pompie powrotnej wyposażonej w zawór ciśnieniowy też mojego pomysłu. Motocykl ten przez jakiś czas jeździł po Toruniu, a później został sprzedany za granicę. Bardzo charakterystycznym elementem tego motocykla było umieszczenie przez właściciela alternatora pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów. To oraz inne cechy takie jak np. charakterystyczny układ smarowania, pozwalają mi z bardzo dużą niemal 100% pewnością przypuszczać, że widziany niedawno w niemieckiej gazecie motocykl z silnikiem Magnum jest kolejnym wcieleniem motocykla o którym mowa. Jest dla mnie bardzo dużą satysfakcją, gdy po ponad 15 latach dowiedziałem się, że mój silnik zyskał drugie życie w nowej stylizacji motocykla. 

Tekst artykułu w "Custombike"

Kolejny Magnum, który wyjechał z mojego warsztatu trafił w ręce Tomka- Polaka, który mieszkał i pracował w Hiszpanii (Tomek odezwij się jeśli to czytasz). Z budową tego silnika łączy się  dość zawiła historia. W wyniku pewnego rozliczenia z kolegą stałem się posiadaczem części, które posłużyły mi do budowy kolejnego egzemplarza. Tak więc otrzymałem sporo elementów karoseryjnych, ramę do WL-ki rozłożoną na odkuwki, lecz najważniejszym dla mnie elementem był silnik. Miał to być silnik  Magnum, który kolega próbował wykonać samodzielnie wykorzystując moje wskazówki. Niestety okazało się, że jakość poczynionych modyfikacji nie pozwoliłaby na pracę. Tak więc byłem zmuszony poskładać od nowa silnik, modyfikując i remontując wiele jego elementów. Zregenerowałem i ponownie wycentrowałem wał korbowy, wymieniłem wszystkie tulejki i bieżnie. Był to bardzo charakterystyczny silnik o pojemności jedynie 750 ccm wyposażony w oryginalne tłoki z silnika WL z napawanymi i frezowanymi denkami, tak, aby zapewnić odpowiedni stopień sprężania. Cylindry natomiast miały wciśnięte tuleje redukcyjne, aby zredukować średnicę z 76,2 mm do 69 mm. Tłoki były wykonane poprawnie, a spawanie nie naruszyło w najmniejszym stopniu ich wymiarów, dlatego postanowiłem je założyć ponownie. Silnik ten został wyposażony w oryginalny rozrząd z WL-ki. Doposażyłem go również w zawór zapewniający smarowanie głowic oraz odśrodkowy aparat zapłonowy mojego pomysłu. Następnym etapem prac było wykonanie ramy (o ile dobrze pamiętam była to sztywna rama z dwiema rurami kołyskowymi), w którą zamontowałem poza silnikiem Magnum 4-biegową skrzynię przekładniową od motocykla BSA i przerobione sprzęgło od BigTwina. Kiedy w 2003 roku Tomek odbierał zestaw, miałem okazję poznać jego narzeczoną Hiszpankę, niestety widzieliśmy się wtedy ostatni raz i ślad po nim zaginął. Wiem tylko, że Tomek planował zatrudnić się w salonie Harleya, a przepustką do tego miał być właśnie ten motocykl. Praca została mu zagwarantowana pod warunkiem, że przyjedzie do salonu Magnumem.  Miało to być prawdopodobnie w Barcelonie, więc jeżeli spotkaliście kiedyś Polaka pracującego w Harleyu w Hiszpanii to prawdopodobnie był Tomek. Niestety do dziś nie wiem, czy tak się stało, ani nie została mi żadna dokumentacja zdjęciowa. Ktokolwiek widział, ktokolwiek wie- proszę o informacje. 

To jeszcze nie koniec historii Magnuma- przedstawiam kolejne  egzemplarze, które zbudowałem na początku obecnego milenium czytaj tutaj: https://cyclone-motor.blogspot.com/2018/11/magnum-po-latach-historia-zatoczya-koo.html

Silniki Magnum strona Facebook

Silniki Magnum blog

Wyrównoważenie silnika dwucylindrowego w układzie V

Jeszcze do niedawna konstruktorzy silników zmierzali w kierunku prostoty, funkcjonalności i redukcji ilości części w silniku do niezbędnego minimum. W związku z tym minimalistycznym podejściem do projektowania silniki starszej generacji są prostsze w remontach, a właściwie rzec można, w ogóle dają się wyremontować. Jednym z aspektów profesjonalnie wykonanego remontu jest sumienne podejście do zagadnienia drgań silnika.

Silniki starszej generacji, głownie ze względu na  układ cylindrów, pracują w charakterystyczny dla siebie sposób.  I tak np. silniki z tłokami przeciwbieżnymi popularnie zwane "bokser", generujące znikome drgania z racji swojej konstrukcji, mają dość znaczącą wadę, a mianowicie reakcję jednokierunkową na gaz. Wada ta objawia się przechyłem motocykla w kierunku obrotów wału korbowego przy każdorazowym dodaniu gazu. Podobnie, lecz przy nieco większych drganiach, reagują wszystkie silniki z wałem umieszczonym wzdłuż osi motocykla np. V-90 Motoguzzi. Charakterystyczną dla siebie pracę mają również silniki w układzie V z wałem umieszczonym poprzecznie (prostopadle) do osi motocykla. W zależności od kąta rozchylenia cylindrów, generują one niższy lub wyższy poziom drgań, lecz łączy je jedna cecha: motocykl "przysiada" na zawieszeniach przy każdym dodaniu gazu. Z reakcją na dodanie gazu w warunkach warsztatowych nic nie zdołamy zrobić. Tę wadę można wyeliminować jedynie na poziomie projektowym. Przy odrobinie doświadczenia możemy jednak z powodzeniem  obniżyć poziom drgań silnika.  Dotyczy to oczywiście starszych konstrukcji pozbawionych wałków wyrównoważających oraz  przeciwbieżnie kręcących się koszy sprzęgłowych w stosunku do obrotów wału korbowego. W poniższym poście przedstawię prace związane z wyważeniem silnika Harley-Panhead 1200. 

Silnik Panhead  posiadał jeden z cięższych wałów korbowych: słuszne 21 kg kręcące się z prędkościami dochodzącymi do 5500 obrotów na minutę. Z powodu tej masy złe wyważenie wału korbowego kończy się zazwyczaj pęknięciami karteru lub urwanymi uchwytami mocującymi silnika. Wydać się może, że fabryka dysponując powtarzalnym procesem produkcji i technologią wyważania dynamicznego, jest w stanie osiągnąć te same standardy w zakresie kultury pracy dla wszystkich motocykli. Nic bardziej mylnego. Co prawda wszystkie przeciwwagi były wyważane przy pomocy tej samej masy zastępczej (zastępującej masę korbowodów i tłoków), lecz wartości w masach korbowodów i tłoków pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami były różne. Na skutek tych rozbieżności silniki pracowały na różnym poziomie drgań. 

Ale przejdźmy do konkretów. Równo pracujący silnik Harleya powinien być wyważony na poziomie 55-60%. Właściciel przedstawionego poniżej silnika uskarżał się na kolosalne drgania, w efekcie których uszkodzeniu uległ karter. Gdy zgłębiłem się w remont okazało się, że winę za zastany stan rzeczy ponosi głównie ktoś kto jeszcze w USA zamontował bardzo ciężkie wzmacniane korbowody S&S do fabrycznych przeciwwag nie przejmując się ponownym wyważeniem wału. Przysłowiowym gwoździem do trumny były ciężkie fabryczne tłoki.  Gdy zważyłem ten zestaw okazało się, że jest wyważony zaledwie na 30%. 

Aby obliczyć procentowe wyrównoważenie układu korbowo-tłokowego trzeba znać dokładną masę korbowodów, tłoków oraz masę, która całkowicie wyrównoważa wał korbowy. Warto tez posiłkować się wiedzą teoretyczna, w tym przypadku najlepiej sprawdzają się stare opracowania akademickie. 

W wyniku obliczeń wyszło mi, że muszę z przeciwwag zrobić ser szwajcarski i zdjąć z nich ponad 300 gramów żeliwa, czyli równowartość masy połowy tłoka. 

 Po owierceniu wyglądały właśnie jak na poniższym zdjęciu. 

Po tych wszystkich zabiegach przyszła pora na poskładanie go w jedną całość i wycentrowanie, czyli doprowadzenie do osiowości czopów głównych. 

Stara dobra szkoła H-D wykonywania wałów korbowych gwarantuje w 95% przypadków wycentrowanie poniżej 0,025mm tutaj jest nawet lepiej: strona rozrządu 0,005, strona sprzęgła 0,015. 

Należy się jeszcze pewne wyjaśnienie dotyczące różnic pomiędzy wyważeniem statycznym i dynamicznym wałów.  Niejednokrotnie spotkałem się z opinią na temat zdecydowanej przewagi wyrównoważania dynamicznego, gdzie pomiar wykonywany jest podczas obrotów wału. Dokonuje się go dla każdej przeciwwagi z osobna przy pomocy masy zastępczej, o której pisałem już wyżej. Niebagatelną rolę w wyważaniu gra również współczynnik zwany procentowym wyważeniem wału korbowego, który w zależności od silnika może zawierać się   pomiędzy 25 a 75 %. Ten współczynnik to nic innego jak procentowa niedoważenie wału, które jest na tyle duże, że wyważanie dynamiczne w przypadku wałów nie ma większego sensu. Jedynym argumentem, który przemawia za metodą dynamiczną jest oszczędność czasu produkcji. Inaczej ma się sprawa z wyważaniem statycznym, które jest dokładniejsze, ponieważ uwzględnia poszczególne masy składowe (tłoki, korbowody). Dzięki temu ta metoda doskonale sprawdza się w warunkach warsztatowych. 

Z moich doświadczeń warsztatowych wynika, że przy pomocy metody statycznej możemy w znacznym stopniu wyeliminować drgania poprawiając komfort jazdy i trwałość motocykla. W jednym z kolejnych odcinków postaram się nieco dokładniej opisać tę metodę.