Общая теория износа (двухтактники воздушного охлаждения)
Всякая теория громоздка. Ученые мужи годами сидят, пишут формулы, дискутируют. Нередко они заходят в такие дебри формулировок, что без посторонней помощи не могут оттуда выбраться. Мы с вами минуем эти тяжкие испытания: наша теория — это прямые выводы из каждодневной практики. Ее обоснования — это нормальная работа мотора и условия его долгой жизни, о которой сам мотор и рассказывает. Насколько это убедительно? Судить тому, кто ездит и чувствует энергию двигателя.Износ опорного подшипникиа к/вала. Радиальный люфт. Он гудел, стонал и плакал, но его не меняли. Тогда вместе с коленвалом он начал разбивать посадочное гнездо. Результат: замена картера или его сложный ремонт.

Опорные подшипники к/вала, шатун. Эти детали несут основную нагрузку, и любой серьезный ремонт обязательно связан с их заменой. На вопрос, что долговечнее: вкладыш, покрытый мягким сплавом или стальной каленый шарикоподшипник, даже многие инженеры ответят: конечно, мол, подшипник. Неверно. Во вкладышах (подшипнике скольжения) всегда присутствует давление масла, что подается маслонасосом и вал работает не по поверхности скольжения, он лежит на масляной подушке, он "обернут" маслом. Во время работы он "всплывает" и вообще не касается металлической поверхности. Шарик (или ролик) подшипника поставлен в неизмеримо более жесткие условия. Он катится в бензино-масляной эмульсии. Он едва смазан. Удары от смен нагрузок, собственная инерция шариков и сепаратора, нагрузки, передаваемые шатуном — все это сваливается на голову бедного шарика. Он начинает греться. Нагреваясь, он интенсивно выпаривает масло с беговой дорожки, и... греется еще сильнее. На оборотах, близких к максимальным, он вообще перестает смазываться. Центробежная сила срывает маслопленку, а сам подшипник переходит в высшую стадию нагрузки — к его разрушению подключается "насосный эффект" самих шариков. Каждый из них (шариков) при 7000-7500 оборотах начинает работать, как лопасть центробежного насоса.
При этом шарики-лопасти обезжиривают беговую дорожку. Подшипник начинает "гореть". Только прессовая посадка в гнездо картера кое-как спасает положение — дюралевый картер отбирает часть тепла. Во время разборки на подшипниках, работавших с "перекрутом", обнаруживаются "цвета побежалости" — явный знак перегрузки по оборотам.Кроме рассмотренного "перекрута", на долговечность влияет манера езды. Резкое открытие заслонки и дергание ручки газа сообщает опорным подшипникам резкое ускорение. Но шарики, имея собственную массу, момент инерции и будучи обременены тяжелым сепаратором, не могут "мгновенно покатиться". Они и не катятся. В момент очень резкого ускорения вала они скользят и сунутся, как полозья санок по беговой дорожке, вызывая взаимный износ: шарик-дорожка. Нижний подшипник шатуна работает примерно в тех же условиях, хотя "насосный эффект" на нем, в общем-то, не проявляется.
А как же спортивные моторы? Ударные нагрузки для них обычны! Они не идут — они бросаются в обороты! Они тянут, ревут, они прыгают и скачут.
Конечно, да, да... Но у них крайне короткая жизнь! Она измеряется не десятками тысяч километров пробега, а часами. Кроме того, это дорогие движки с усложненной системой смазки, питания. В их конструкциях пытаются свести до минимума те недостатки двухтактника, о которых мы говорим. В них используют иные конструктивные подходы, иные, дорогие материалы... Вот, опять вопрос о деньгах...
Можно ли сделать вечный двигатель? Теоретически — нет. Практически — да! Этот движок мог бы попеременно использовать энергию солнца, ветра, глубинное тепло земли, энергию морского прибоя. Приводя в действие домашнюю циркулярку, он бы легко окупился за 300-400 лет... Вот мы и замкнули квадрат, стороны которого: долговечность, стоимость, практичность, целесообразность.
Вывод. На каждую модель скутера и микромотоцикла есть инструкция, а в ней — рекомендованная конструктором средняя эксплуатационная скорость. Не пренебрегайте рекомендацией! Не смыкайте ручку газа! На уклонах, спусках, перекрестках — присбросьте газ! Дайте отдохнуть всему мотору, а подшипникам — хорошо смазаться.
Цилиндро-поршневая группа. От точности и чистоты обработки цилиндра зависит его долговечность. Не зря поверхность цилиндра зовут зеркалом. Не совсем точно. Возьмите лупу 1:6, рассмотрите металл, и вы увидите в нем поры. Пористая поверхность-губка позволяет удерживать масло. Из доступных материалов только чугун имеет такую структуру. Не всегда без инструмента (особенно на малых кубатурах) можно определить на глаз состояние цилиндра. Даже при идеально чистой поверхности, цилиндр может нуждаться в ремонте. И ослабленная компрессия (при новых кольцах и поршне) это подтверждает. Причина: "бочка" — бочкообразное увеличение диаметра в зоне перекладки поршня. После расточки под новый ремонтный поршень, цилиндр хонингуют, специальным приспособлением — хоном, снимают мельчайшие следы резца, повышают чистоту поверхности. Какой должна быть разница в диаметрах цилиндр-поршень, зазор? Нужен микрометр. Измерение с точностью до 1 сотой мм. А если без него? Без него: для кубатур до 125 см3: сухой поршень падает, проходя через цилиндр, смазанный моторным маслом, зависает и требует некоторого усилия или потряхивания для перемещения.Расточные работы выполняют, как правило, на высокоточных координатно-расточных станках (точность обработки +/- 0,01 мм). Но хороший мастер может сделать расточку и на токарном станке (если станок моложе 50 лет). Почему же наш цилиндр начинает нуждаться в ре-монтных операциях, как он доходит до жизни такой?
Рассмотрим его функции. Первая его задача — энергию расширившихся газов передать через шатун на маховик коленвала. Вторая — быть надежной направляющей для поршня, который (как и все узлы механических, да и социальных, систем) стремится уйти от оси нагрузок. Эта неразрывная пара находится в постоянном конфликте: цилиндр удерживает поршень, который (особенно в момент перекладки) старается изменить траекторию своего движения. (Будь он живым существом, то давно бы отвязался и убежал из этого пекла!). Но цилиндр — это его рамки, его клетка — не позволяет так поступить. А тут еще шатун подключается! На возрастающих оборотах (при традиционном вращении вала "по солнцу") он своей инерцией все сильнее и сильнее начинает прижимать поршень к выхлопному окну, где и без того жарко. В таких условиях износ пары (поршень-цилиндр) неизбежен, обязателен и неотвратим. Иной вопрос: как свести его к минимуму. Только грамотная езда, умение слушать мотор, давать ему отдых (даже на трассе кросса!) и применение качественных масел смогут многократно продлить жизнь вашего двухтактника.
Вспомните, как после пробега в 2-3 тыс. км работали ваши "Карпаты", ваш "Ковровец", как звучал их мотор. Ну да, шелест, хрип и лязг... Если за пределами видимости, то сразу не понять — то ли это сосед со двора выехал, то ли старая колхозная жатка двинула травы на лугах косить. Причина этого металл-рока — вибрация. Заметим сразу, что полностью сбалансировать одноцилиндровый движок невозможно. Но значительно уменьшить пагубную разрушительную роль вибрации вполне по плечу любому конструктору. Дело не только в разумном балансе коленвала — это явная, видимая задача. Масса цилиндра — его собственный вес, его соотношение к весу поршень+палец имеет колоссальную роль! Об этом никто никогда не упоминал, а мы обсудим. Обратите внимание на цилиндр Honda Dio "полтинника". Стенка цилиндра в палец толщиной! Почему? Может, цилиндрик рассчитан на 10-12 расточек? А, может, в Японии излишки металла надо куда-то списать? Нет. Цилиндр — тяжелая наковальня, поршень — легкий молоток. Мы блокируем вибрацию! Благодаря этому, аппаратик Dio — мягкий и спокойный, не зря занял место в группе машин "всех времен и народов". И старушки не плюются и не крестятся в испуге, когда рядом проезжает наша деликатная хондочка. А теперь сравните алюминиевую рубашку с тоненькой впрессованной гильзой — вчерашняя радость нашего мотопрома. Да там, бывало, ребра охлаждения срезало и рвало вибрацией! А почему такое производили? Совершенно ошибочно предполагать, что в тех КБ сидели вчерашние двоечники и недоумки. Но одно из правил работы всех систем (включая социальную), об этом мы уже упомянули, гласит: все системы инерционны, они "не любят" резких ускорений, изменений и стремятся уйти от возникших нагрузок. В этом смысле все мы (люди) вполне солидарны с поршнем и коленвалом.
И еще два слова о цилиндре. Тяжелый цилиндр — жесткая конструкция. Он стойко переносит все температурные потуги к деформации. А когда эта деформация происходит? Внезапная остановка в дороге — переход из напряженного режима в состояние покоя. Преодоление брода и глубоких луж, когда резкое охлаждение скручивает и корежит все тело нашего работяги-цилиндра. Избегайте таких ситуаций! До трогания — прогрев (1,5-2 мин.), перед глушением — холостые (2-3 мин.).
Поршень. Это, прежде всего, материал. В двухтактниках (не водяного, а массового, воздушного охлаждения) поршень испытывает огромные тепловые нагрузки. По этой причине главное — не как он сделан, хотя это тоже важно, а из чего он сделан. Алюминиевые сплавы, идущие на изготовление поршней, неоднородны по составу. Лучшие из них те, что имеют меньший коэффициент линейного расширения. Поршни, сформованные из таких материалов, не клинят, не "разбухают" в пределах нормативных нагревов. Определить уровень качества поршня в магазине "на глаз" невозможно. К тому же, параллельно росту спроса на любой товар, следует рост уровня фальсификации, крепнет и совершенствуется индустрия подделок. И если расточник, ремонтируя цилиндр, не ошибся, а новый поршень прихватывает — уменьшите нагрузку, добавьте масло в бензин (15 граммов на 1 литр), и избегая тяжелых дорог, сделайте обкатку более мягкой.В перегретом цилиндре произошел "прихват" (Б). При этом верхнее кольцо сместилось влево к "А", а в точке "Б" завальцевалось в канавке. Резкое ослабление компрессии (утечка по штриховке). Появляется звон и шелест. Необходимо немедленно снять цилиндр, вернуть кольцам подвижность!

Компрессионные кольца. Главные качества колец — износостойкость и упругость. И если уровень износостойкости мы не можем определить без нужной оснастки, то нужную упругость — вполне. Сожмите кольцо в руке между большим и указательным пальцем, замыкая стык.
Вы должны почувствовать мягкую (пропорциональную, "резиновую") упругость от начала до конца всего хода. Слишком жесткое "деревянное" кольцо плохо прирабатывается, изнашивает цилиндр и оно склонно к залеганию в поршневой канавке.
В работе кольца, выполняя свою уплотнительную роль, скользят (если масло не выгорает) и трутся о стенки цилиндра. Чтобы уменьшить взаимное трение, подбирают разноструктурные пары металлов. В нашем случае это — чугун (цилиндр). Он, как мы заметили, имеет губчатую микроповерхность для удержания масла и сталь (кольцо). Хрестоматийная схема, рабочая, испытанная со времен Даймлера. Но наши отставные мотопромовцы, как всегда, оказались впереди планеты всей! Тут вам и стальные ци- линдры, и чугунные кольца, и прочие гениальные выпады. Принимай, Родина, к такой-то дате наш ширпотребовский "вал"! Бедные "Карпаты", несчастные "Мински", как вас изувечили эти энергичные дядьки!
Толщина компрессорного кольца. Чрезвычайно важный показатель! Тонкое кольцо уменьшает возвратно-поступательную массу кривошипного механизма. Имея собственный малый вес, а, значит, и малую инерцию, способно уплотнять цилиндр даже в начинающей, зреющей "бочке". Но даже не это главное. Главное то, что тонкое кольцо не вибрирует! А значит, не разбивает поршневые канавки, не ломается и не поет в цилиндре дурным голосом. А какое кольцо быстрее износится? Вопрос непростой, спорный, и никто пока не дал на него определенного ответа. На спортивных моторах, как правило, стоит только одно и очень тонкое кольцо. А его, принятая всюду, толщина для повседневных, (не спортивных) машин обычно не превышает 1-1,4 мм.
Тюнинг. Очень нехорошее слово. Не произносите его в присутствии детей и женщин. Торговцы запчастями охотно пользуются им, получая солидный приработок. Тюнинговка двигателя, да еще, как правило, неграмотная — шаг к тому, чтобы погубить его. Вспомните Буратино. Разжился он пятью золотыми монетками, а лиса Алиса и мерзопакостный кот Базилио тут как тут — к тюнингу его склоняют. Закопай, мол, свои денежки, а назавтра вырастет их целый мешок. Мнение мое, конечно же, субъективно, может, я и не прав. Но на всякий случай советую скутеристу-Буратино запастись прочным мешком. В него можно будет сложить изувеченный двигатель, чтобы отнести его в ремонт.