Układ smarowania w silniku Magnum1120 ccm (68")

W najnowszym silniku Magnum 1120 zaprojektowałem dużo bardziej skomplikowany system smarowania, niż w jego poprzedniku (Magnum 900), choć jest on jego konstrukcyjną kontynuacją. Zmiany te wymogła przede wszystkim zwiększona o ponad 20% pojemność oraz wyższy stopień sprężania, a co za tym idzie skłonność do przegrzewania się. Motorem zmian była też jedna rzecz, o której nigdy nie pisałem- moje upodobanie do stosowania wysokiej jakości w pełni syntetycznych olejów o stosunkowo niskiej, jak na ten typ silnika, lepkości. Krótko mówiąc, stosuję olej 20W50 full syntetic z dodatkiem estrów, co bez wątpienia wydłuża trwałość silnika. Przy dotychczasowym użytkowaniu turystycznym poprzedniego silnika, podczas stania w korkach i temperaturach powyżej 30 stopni C olej potrafił stracić trochę na lepkości, co objawiało się mruganiem kontrolki na najniższych obrotach (około 600 RPM). Mój system smarowania opiera się o następujące składowe: Zaprojektowana i wykonana przeze mnie z brązu pompa zasilająca. Charakteryzuje się ona wydajnością zwiększoną o 50% aby zasilić dodatkowy obieg smarowania, którego zadaniem jest chłodzić dużo bardziej obciążone denka tłoków i dodatkowo smarować gładź cylindrową. Tłoki w Ironheadzie, ze względu na kształt denka, nie mają lekkiego żywota- chodzi o to, że bardzo mocno wypukłe denko tłoka ma dużo większą powierzchnię absorbcji ciepła w stosunku do tłoka z płaskim denkiem. Stąd przy długiej i nieprzerwanej eksploatacji w wysokich temperaturach i obciążeniach może dochodzić do zerwania filmu smarnego na gładzi cylindra, co w ostateczności prowadzi do zatarcia. Chłodzenie tłoka olejem powinno zabezpieczyć go przed tym niebezpiecznym zjawiskiem. Przy okazji zwiększonej wydajności będzie się lepiej spisywała współpracując z pełno syntetycznymi olejami. Wracając do tematu pompy- zasada jej działania opiera się o dwa zaworki tłoczkowe, które otwierają po kolei każdą z gałęzi doprowadzających olej do poszczególnych sekcji. Obrazowo mówiąc po wprawieniu silnika w ruch i pojawieniu się ciśnienia oleju, w pierwszej kolejności zasilone zostają hydrauliczne popychacze a za ich pośrednictwem klawiatury głowic. Gdy w tej gałęzi ciśnienie jest już stabilne, zaworek tłoczkowy podnosi się nieco wyżej i otwiera kolejną gałąź, która zasila łożysko korbowe oraz smaruje rozbryzgowo gładzie cylindrów. W wale korbowym znajduje się zwężka, która również pozwala utrzymywać stałe ciśnienie i przepływ w tej gałęzi. Gdy i tutaj mamy już stabilne ciśnienie i zaworek jeszcze trochę się podniesie, odsłaniając kolejny obieg- obiegiem tym zasilane są dysze chłodzące tłoków, których średnica wylotu jest mniejsza niż 1 mm. Za stabilizację ciśnienia w tej gałęzi dba kolejny zaworek tłoczkowy, który po wyrównaniu ciśnienia w tej gałęzi otworzy się i nadmiar oleju (który byłby szkodliwy podczas pracy silnika), wypływa przez przelew do jego wnętrza smarując przy okazji rozbrygiem zębatki rozrządu. Jak wiadomo nadmiar oleju w silniku również bywa szkodliwy. O to by w silniku nie nagromadziła się zbyt duża jego ilość dba pompa powrotna, której wydajność jest o około 100% większa od pompy zasilającej, ale o tym za chwilę. Wszystkie zawory, sprężynki i elementy robocze pompy są policzone na tyle dokładnie by mieć pewność, że układ będzie działał lepiej niż fabryczny. Podobne lecz o wiele mniej skomplikowane układy stosował Harley w swoich silnikach- głównie BT do 1999. Dysze chłodzące denka tłoków w siniku Magnum 1100. Na filmie widoczne dysze w akcji. Strumień cieczy skierowany jest dokładnie w najgorętsze miejsce tłoka czyli okolice zaworu wydechowego. To po tej właśnie stronie tłoka najczęściej dochodzi do zatarć. To pierwszy silnik Magnum, w którym zastosowałem to rozwiązanie, dzięki któremu silnik będzie lepiej znosił moc podwyższoną do około 80-85 hp. To już prawie "olejak" czyli silnik chłodzony powietrzem i olejem. Firma H-D stosuje takie dysze od 1999 we silnikach TC. Jednak w silniku Magnum pozostałe elementy układu smarowania i cała jego koncepcja znacząco różnią się od wspomnianego wcześniej TC, więc nie można w tym przypadku mówić o kopiowaniu rozwiązań fabrycznych. Zaprojektowana przeze mnie od początku pompa powrotna, która charakteryzuje się istotnymi zmianami w stosunku do poprzedniego silnika. Dba ona o to, by w silniku nie nagromadziła się zbyt duża ilość oleju a jej wydajność jest około dwukrotnie większa od pompy zasilającej. Ma ona aż nadto wystarczające parametry, a świadczy o tym fakt, że podczas demontażu starego silnika przewód olejowy doprowadzający olej powrotny do filtra po przebiegu 50 tys. km zwiększył swoją średnicę, co z kolei świadczy o wysokim ciśnieniu występującym "na powrocie" przed filtrem oleju. Jest jedna podstawowa zmiana w pompie powrotnej i dotyczy ona jej zwiększonych gabarytów zewnętrznych oraz innego większego zaworu odpowietrzającego. Zawór ten jest integralna częścią pompy. Poprzednia pompa była oparta o zawór obrotowy pochodzący z silnika WL45, obecnie zawór obrotowy pochodzi z ostatnich lat produkcji silnika Ironhead 1000 z pompą zębatą. To tak zwany "big valve". Dzięki zastosowaniu tego zaworu udało mi się skrócić korpus pompy o jakieś 10 mm, choć element roboczy czyli tzw. gerotor pozostał ten sam. Zewnętrzne i wewnętrzne (niewidoczne) magistrale olejowe, których wykonanie było dla sporym wyzwaniem. W niektórych ze względu na wysokie ciśnienia w nich występujące, zastosowałem uszczelnienia o-ringowe a tam gdzie nie było takiej możliwości stare rozwiązanie z uszczelką czołową. Poprzedni silnik był nadzwyczaj szczelny, choć po 10 latach pojawiły się drobne wycieki, am więc nadzieję, że nowy silnik ze zwiększona ilością rurek olejowych, poradzi sobie z tematem wycieków równie dobrze. Ten silnik, podobnie jak poprzednik jest wyposażony w zewnętrzny filtr oleju. O stosowaniu filtra w obiegu nie muszę chyba nikogo przekonywać, ale warto nadmienić, że po 50 tys km bez tego filtra pompy z pewnością nie wyglądałaby jak nowe, a po pobieżnych oględzinach starego silnika mogę stwierdzić, że tak właśnie jest. W przypadku transportu większych zanieczyszczeń w pierwszej kolejności zwiększonemu i przyspieszonemu zużyciu ulega pompa powrotna, lecz zanieczyszczony olej często również odciska swoje piętno na pompie zasilającej.

7 pompek z Albatrosa ♪♪♪

Pompa oleju, zaraz po gaźniku, jest najbardziej skomplikowanym i precyzyjnym elementem w konstrukcji silnika spalinowego. O ile w większości konstrukcji liczy się głownie precyzja, tak w przypadku Harley'a dochodzą jeszcze pewne komplikacje konstrukcyjne. Firma wypracowała specyficzny dla siebie model pompy, który charakteryzuje się kilkoma obiegami zasilającymi, które to w zależności od pojawiającego się ciśnienia są kolejno otwierane. Nie inaczej jest w przypadku pompy zastosowanej w dolnozaworowych silnikach serii W, WL, U, UL i pokrewnych. Z pozoru jest to prosta pompa łopatkowa, która ma wiele zalet a podstawową jest to, że zazwyczaj nie ulega zniszczeniu podczas awarii któregoś z łożysk silnika, co jest typowe dla pomp zębatych. W większości silników pompy te pracują po dziś dzień, lecz ich zdolność utrzymywania ciśnienia znacząco spada. Za chwilę wrócę do tego tematu, lecz najpierw opiszę stopień skomplikowania tej pompy, gdyż być może nie wszyscy zagłębili się w jej konstrukcję na tyle, aby mieć pełen obraz. Tak więc głównym zadaniem tej pompy jest tłoczenie oleju do wału korbowego i za jego pośrednictwem smarowanie gładzi cylindrowych. Gdy ten cel zostanie osiągnięty, nadmiar ciśnienia oleju wypływa przez regulowany zawór przelewowy (to ten z mocniejszą sprężynką) do komory rozrządu. Konstruktor chciał jednak zabezpieczyć olejem również układ rozrządu na wolnych obrotach, dlatego też zaprojektował dodatkowy obieg oleju, który zapewnia smarowanie tulejkom rozrządu do około 1500- 2000 rpm. Elementem wykonawczym jest tam zaworek zamykany siłą odśrodkową, która to narasta wraz z obrotami silnika, dlatego też gałąź działa na wolnych obrotach. Olej z tej gałęzi jest wyrzucany przez otwór będący zakończeniem syfonu, dzięki któremu z kolei jest smarowany kroplowo łańcuch sprzęgłowy. Tym samym syfonem wyrzucany jest również olej z zaworu przelewowego na wysokich obrotach. Reasumując, układ rozrządu ma smarowanie przez cały czas- zarówno na wysokich jak i wolnych obrotach, jednakże realizowane jest to wymiennie przez dwa różne obiegi oleju w pompie. W pompie tej znajdują się jeszcze dwa dodatkowe zawory kulowe, które zabezpieczają silnik przed schodzeniem oleju do zbiornika podczas przerw postojowych. Ich nieszczelność jest przyczyną gromadzenia się oleju w silniku i wyrzucania go przez odmę zaraz po odpaleniu po dłuższym postoju, co jest częstą przypadłością, szczególnie, gdy w oleju krążą zanieczyszczenia niewychwytywane przez filtr oleju. Wracając do tematu ciśnienia, przez lata elementy robocze czyli łopatki i powierzchnia z nimi współpracująca, ulegają zużyciu. W przypadku łopatek zużycie polega na wytarciu ich powierzchni czołowej. Gdy współpracują zbyt dużą powierzchnią zmniejsza się siła nacisku i pogarsza uszczelnienie tego elementu. Zużyciu podlega również korpus pompy w miejscu styku z łopatkami, powierzchnia robocza traci swą krągłość a wyrobienia potrafią sięgać powyżej 0,1 mm co może prowadzić do odrywania się łopatek od powierzchni roboczej podczas pracy. Zużyciu podlega również wirnik, który w niektórych przypadkach również należy wymienić, lecz zazwyczaj nawet po 80 latach od wyprodukowania nadaje się do dalszej eksploatacji. Podczas wieloletniej pracy z silnikami H-D zauważyłem pewne niedobory parametrów tej pompy, co objawia się mruganiem kontrolki oleju na wolnych obrotach, co jest nie tylko denerwujące, ale potrafi być również szkodliwe dla silnika. Po wyliczeniach wydajności pompy zasilającej i powrotnej doszedłem do wniosku, że wydajność pompy zasilającej można znacznie zwiększyć bez obawy o to, ze nadmiar oleju nie zostanie odprowadzony przez pompę powrotną do zbiornika. Jak wszystkim wiadomo, dobrze nasmarowany silnik to szczęśliwy silnik, dlatego w przypadku silnika 750 WL lub 1200 U zwiększam wydajność tych pomp o 30%. Korzyści z tego są takie, że wycisza się nieco praca silnika, silnik ma mniejszą tendencję do przegrzewania się a dodatkowo pozbywamy się efektu mrugającej na wolnych obrotach kontrolki. Byłbym zapomniał- w końcu możemy użyć oleju o lepkości 20W50, a jeśli dbamy o trwałość silnika możemy nawet zastosować pełen syntetyk nie obawiając się o zgubienie ciśnienie oleju. Zmodernizowane w ten sposób pompy od lat zakładam do remontowanych przeze mnie silników, niektóre z nich testowałem osobiście i sprawdziły się wyśmienicie. Stosowałem je również w moich silnikach Magnum, gdzie dodatkowego zasilenia wymagają głowice. Fabryczna pompa WL nie dawała sobie z tym rady, lecz zwiększenie wydajności o prawie połowę spowodowało, że silnik na oleju 20W50 utrzymywał na wolnych obrotach ciśnienie w okolicach 5-10 psi a na wysokich w okolicach 25-30 psi. Na zdjęciach poniżej efekt moich ostatnich prac pompowych. Jedna z tych pomp będzie zasilać spuchniętego do 1600 ccm Spuchlaka. Przy tak dużym silniku zwiększona wydajność będzie z pewnością jak najbardziej na miejscu. W ramach ciekawostki powiem jeszcze, że dwie z tych pomp są przeznaczone do kolejnych Magnumów a jedna do sportowego silnika WLDR z 1939 roku. Na marginesie dodam, że pojawili się naśladowcy moich

pomysłów, ale pompy modernizowane przeze mnie łatwo rozpoznać, ponieważ są oznakowane.