INCREDIBLE RACING SIDE VALVES - WORKSHOP

Poprzednie wpisy pod wspólnym tytułem Incredible Racing Side Valves (część I czytaj tutaj,  część czytaj II tutaj) pozwoliły nakreślić historię ewolucji dolnozaworowych silników. Zwieńczeniem ich był silnik WR,  którego budowę będę opisywał w poniższym poście. 

Ta historia zaczęła się jak wszystkie inne jej podobne. Mój dobry kolega wszedł w posiadanie bardzo trudno dostępnych cylindrów od wyścigowego silnika WR i zaczął kombinować co dalej z tym począć. Po głowie chodziła mu tylko jedna myśl: ma zapierdalać. W związku z tym założenie cylindrów na standardowy blok WL-ki nie wchodziło w grę. Udało się znaleźć odpowiednią prawą stronę bloku silnika z pokrywą rozrządu. Dostałem również replikę oryginalnego rozrządu WR-a oraz repliki głowic WR nie całkiem dobrze wykonane, ale o tym później.  I to w zasadzie wszystko czym dysponowałem na początku prac. Reszta podzespołów miała być dokompletowana lub dorobiona w moim warsztacie. Otrzymałem również kilka oryginalnych rysunków z serwisówki H-D WR. Silnik w swoim założeniu miał być wyjątkowy również pod względem pojemności bardzo zbliżonej do 900 ccm. 

Na początku prace ruszyły z kopyta, wykonałem model lewej połówki silnika i zleciłem odlanie go dokładnie na wzór oryginału. Zakupiłem również bardzo dobrej jakości przeciwwagi T&O o skoku 4 7/16" oraz dedykowane tłoki, dużo krótsze i przez to około 100 gram lżejsze od oryginałów. Wał korbowy został przeze mnie wyważony i złożony razem z kompleksowo wyremontowanymi korbowodami, tak aby silnik pracował z minimalnymi drganiami. Po tym etapie prace nieco zamarły w oczekiwaniu na odlew bloku silnika. Gdy już otrzymałem blok, przystąpiłem do jego obróbki i była to jedna z najtrudniejszych i najdłużej trwających prac przy tym silniku. Poza standardowymi czynnościami polegającymi na obrobieniu surowej połówki i dopasowaniu jej do oryginalnej prawej, należało jeszcze wykonać wyfrezowania na korbowody w otworach cylindrów, jako że wydłużony skok wału powodowałby kolizję korbowodów z blokiem. Po umieszczeniu wału w bloku przyszła kolej na skomplikowany rozrząd WR-a. Długo wahałem się czy łożyskować go zgodnie z oryginałem czyli na łożyskach kulkowych, czy też zastosować łożyska igiełkowe znane z późniejszego Sportstera. Aby zachować zgodność z oryginałem skłoniłem się ku pierwszemu rozwiązaniu i wybrałem trudniejsze do wykonania łożyskowanie kulkowe. Przed przystąpieniem do pracy trzeba było dokonać dokładnych obliczeń głębokości gniazd pod łożyska, tak aby po złożeniu wałki rozrządu nie naciskały osiowo na łożyska, a krzywki współpracowały całą powierzchnią ze stopami popychaczy. Obliczenia przewidywały nieznaczny luz poosiowy wałków i możliwość dystansowania poosiowego rozrządu. O ile prace nad łożyskowaniem w bloku poszły w miarę sprawnie, to pokrywa rozrządu dostarczyła dodatkowych komplikacji z mocowaniem. Mój plan prac zakładał, że dwa gniazda pod łożyska kulkowe w pokrywie rozrządu zostaną wykonane w ten sposób, aby uzyskać maksymalna dokładność osiowości wałków (wałki przedniego cylindra są łożyskowane tocznie z obydwu stron zarówno w bloku jak i w pokrywie rozrządu) osiągnięcie tego stanu rzeczy sprawiło mi nie lada trudność. Poniżej schemat rozrządu tego silnika. 

 Rozrząd silnika WR jest jedyny w swoim rodzaju, gdyż popychacze nie nacierają pod kątem prostym na krzywki wałków rozrządów a są nieznacznie odchylone od osi prostopadłej. Ma to na celu maksymalnie zbliżyć zawory do osi cylindra, a przez to poprawić efektywność komory spalania, co w tym silniku było priorytetem. 

Prace przy rozrządzie polegały na tym, że do każdego z otworów rozrządu należało wycentrować głowicę wytaczarki i dopiero wówczas można było przystąpić do obróbki. 

Wytaczanie otworów w pokrywie rozrządu było o tyle trudne, że bazę do centrowania stanowiły otwory w połówce rozrządowej bloku silnika. 

Poniżej widoczny próbny montaż nowych łożysk. 

Charakterystyczny rozrząd silnika WR z osiami pod łożyska kulkowe i krzywkami przystosowanymi do współpracy z popychaczem ślizgowym. 

 Charakterystyczny skośnie ustawiony popychacz, który dla każdego cylindra wygląda nieco inaczej więc łatwo o błąd montażowy. 

Właściwa pozycja popychaczy w tym silniku. 

Sporo problemów przysporzył sam rozrząd z racji niedokładnego wykonania. okazało się bowiem, że jeden z wałków w pewnym określonym położeniu zakleszcza się na zębach. Zniwelowanie tej wady zajęło kilka godzin. 

 Projekt tego silnika wymagał ode mnie kompleksowego podejścia, w związku z czym zająłem się również układem smarowania a w szczególności poprawą jego wydajności i parametrów pracy. Na poniższym zdjęciu widoczna pompa powrotna o zwiększonej o 20% wydajności. 

 Modyfikacjom została poddana również pompa zasilająca, zwiększyłem jej wydajność o 50% oraz zmieniłem średnicę kanałów doprowadzających olej, tak aby zwiększyć ciśnienie pracy pompy. Ponadto łożysko korbowe będzie otrzymywało dwukrotnie większą ilość oleju niż dotychczas, co wydatnie poprawi smarowanie gładzi cylindrowych i odprowadzenie ciepła od tłoków. 

Czynności montażowe są niezwykle istotne dla długotrwałej poprawnej pracy silnika. Tu widoczny jest sprawdzian do pomiaru równoległości sworznia tłokowego względem przylgni cylindra. To zazwyczaj ostatnia czynność przy montażu dołu silnika.

Czas zająć się górą czyli cylindrami i głowicami. Cylindry, które zostały mi powierzone były już dość sfatygowane, więc w pierwszej kolejności trafiły do szlifu i tulejowania a następnie zostały przeze mnie splanowane i wyposażone w nowe prowadnice i zawory. Ten silnik charakteryzuje się większymi zaworami ssącymi oraz znacznie powiększonymi do 40mm kanałami dolotowymi. Inny jest również kształt samego cylindra, gdyż posiada on bogatsze użebrowanie w stosunku do silnika WL, co niestety czyni go również o około 3 kg cięższym. Dodatkowym problemem w tych cylindrach były "spływki" w okolicach zaworów, gdyż jeden z cylindrów miał je głębiej osadzone. Dlatego należało je wyrównać. 

Po wnikliwej analizie literatury dowiedziałem się, że WR miał twardsze o 20% sprężyny zaworowe. Niestety nie dysponowałem oryginalnymi sprężynami, dlatego postanowiłem zastosować pakiet dwóch sprężyn na zawór, co wymusiło konieczność zaprojektowania odpowiednich prowadnic zaworowych i przerobienia talerzyków sprężyn. Montaż sprężyn poprzedzony był pomiarami skoku zaworów, aby uniknąć sytuacji, w której zwój sprężyny siada na zwoju, gdyż zawsze prowadzi to do zniszczenia rozrządu. 

Próbny montaż sprężyny wewnętrznej do pomiarów przed jej skróceniem do właściwego wymiaru. 

Na początku postu wspomniałem o niezbyt pasujących replikach głowic. Co zostało zrobione nie tak? Najważniejszy element- komora spalania została wykonana jak standardowa do silnika WL, czyli dużo większa niż potrzebna w tym silniku. W związku z tym zaistniała konieczność wyspawania kieszeni zaworowych i ponownej ich obróbki. Przy tej okazji postanowiłem również zmienić kształt komór spalania wzorując się na bardziej wydajnej konstrukcji Indiana. 

Poniżej porównanie komory po obróbce z nieobrobioną surową komorą. 

Rola uszczelek pod głowicą jest marginalizowana, gdyż istnieje błędne przekonanie, ze ich zadaniem jest tylko uszczelnienie styku cylindra z głowicą. Tymczasem mają one również za zadanie szczelnie wypełnić przylgnię głowicy aż do granicy komory spalania tak, aby nie powstały martwe strefy w komorze, dlatego tak ważne jest idealne dopasowanie tej uszczelki. Powstanie martwych stref powoduje spadek ciśnienia sprężania i rozprasza ciśnienie spalania mieszanki. po obliczeniach i pomiarach stopień sprężania tego silnika ustawiłem na dość bezpiecznym dla dolniaka poziomie 6,5:1. 

Na sam koniec pozostało mi dopasowanie iskrownika Hunt, który był lekko zdekompletowany i nie posiadał regulacji wyprzedzenia zapłonu. Regulacja w tym iskrowniku odbywa się ręcznie a moim zadaniem było dorobienie płytki podtrzymującej iskrownik z ogranicznikiem wyprzedzenia. 

W tej chwili silnik czeka na odpalenie. Jego spodziewana moc to około 35 do nawet 38 KM, co przy jego lekkiej ramie może zaowocować prędkością maksymalną w okolicach 160 km/h. Ale kto chciałby jeździć tak szybko Harleyem 😈