PROFIL UŽIVATELE

Beranidlo

Offline: Dnes v 21:41 Hlavní stránka sekce

Skupina: Registrovaný
Pohlaví: Muž
Věk: 15
Město: Brno-Brno Město
Lokalita: Brno-město Ji...
Pomohl: 31x
Založil témat: 6x
Napsal příspěvků: 487x
ID uživatele: 312667
Registrace: 28.5.2017

Adresa profilu:http://beranidlo.motorkari.cz (Sdílet)


Přeladění výfuku - YPVS

Prvním, kdo přivedl na svět dvoudobý motor s měnitelným časováním výfuku, byla Yamaha s jejím systémem otočného šoupátka YPVS.

Než se ale dostaneme k samotnému YPVS, je potřeba vše trošku uvést. Jednou ze zvlášností dvoudobého motoru je jeho otáčková charakteristika, pokud je použit výfukový rezonátor. Pro více detailů zde odkážu na sérii šesti článků na mém profilu Počítáme výfuk. Jen zopakuji, že otáčky motoru, na které je výfukový rezonátor naladěn, se počítají za vztahu:

Nrez = (Uv x Cs) / (12 x Lrez)

Přeladění výfuku na jiné otáčky je tedy možné změnou rezonanční délky, změnou rychlosti zvuku ve spalinách a změnou úhlu výfuku, tedy polohou horní hrany výfukového kanálu. Pokud měníme časování výfuku, samotný výfukový rezonátor je naladěn stále stejně - jeho délka je neměnná, tlaková vlna v něm musí urazit stejnou vzdálenost a na průchod potrubím potřebuje stejný čas. Pokud se tedy zmenší úhel výfuku o nějakých 20%, například ze základních 184°na 155°, musí se ve stejném poměru snížit i otáčky motoru, aby odražená tlaková vlna dorazila zpět k válci v okamžiku zavírání výfukového kanálu. Další malou změnou je snížení rychlosti zvuku o cca 5-7% při menším úhlu výfuku. Spaliny vyexpandují více ve válci a následně mají ve výfuku menší tlak a nižší teplotu (těch 5-7% ovšem není zanedbatelných, dělá to 500-700 otáček z 10000 ot/min).

Pro právě popsaný příklad zmenšení úhlu výfuku proti základní poloze hrany okna, se sníží otáčky největšího momentu motoru (rezonanční) z 10.000ot/min pro úplně otevřený kanál na 7800ot/min po snížení hrany kanálu(10.000 x 155 / 184 x 0,93). Jak víme z článku o výfuku samotném, takto laděný motor s neseškrceným kanálem by začal zabírat někde kolem 8500 ot/min a největší propad výkonu by měl při cca 6000 ot/min. Po snížení výfukového kanálu má tento motor mít největší sílu někde mezi těmi 6 a 8,5 tisíci, ovšem momentová charakteristika motoru je mnohem plošší a výfukovým rezonátorem není tolik ovlivněná.

Na obrázku je průběh točivého momentu pro Yamahu TZR250 z r.1989 - modře s funkční přívěrou a červeně s plně otevřeným výfukovým kanálem. Proti právě popsanému průběhu je zde jeden rozdíl. Hodnota točivého momentu motoru s funkční přívěrou YPVS neklesá po dosažení rezonančních otáček pro snížený výfukový kanál. Důvodem je to, že výška výfukového kanálu se plynule mění s otáčkami, což je zcela unikátní v porovnání s ostatními systémy regulace na výfuku.

Další unikátní věcí u tohoto systému je to, že se vlastně nezačal používat k účelu, pro který byl vymyšlen. Vše začalo někdy na začátku sedmdesátých let. Yamaha, Suzuki a Kawasaki vyráběly velmi výkonné cestovní dvoutakty, např. dvěstapadesátky s označením RD250, GT250 nebo S1.

Šestistupňové převodovky byly s ohledem na průběh výkonu nutností. Co ale vadilo nejvíc, kromě hluku, byly oblaky modrého kouře z výfuku, kterými tyto stroje obšťastňovaly své okolí. Ke slovu přišlo oddělené mazání a vícekanalové vyplachování s lepší účinností. To ale nestačilo, a tak v Yamaze začali vymýšlet a experimentovat, jak omezit emise škrcením výfukového kanálu při zachování výkonu. Pro komplikovanost se do série žádné z řešení nedostalo. Zařízení však dostalo druhou šanci tam, kde se na peníze tolik nehledělo - v silničních závodech.

Yamaha stavěla pro třídu 500ccm řadové čtyřválce a v roce 1975 se na něm podařilo Agostinimu poprvé porazit MV Agustu. Nicméně o rok později byla supervýkonná, ale obrovská a těžká Yamaha se sáním řízeným pístem zcela vymazána obratnou Suzuki RG500, legendární Square Four s rotačními šoupátky na sání. V jediném závodě Suzuki nevyhrála, to když si Ago přivezl na Nordschleife postarší MV. Ani rok 1977 nedopadl pro Yamahu o moc lépe, Barry Sheene řádil a na Yamahu s typem OW35 občas něco zbylo. Teprve v závěru sezóny se dostal k vítězství i Cecotto, na upraveném modelu YZR500 OW35K. Tento, jako první, měl ve výfuku přívěru, která umožnila jezdci zvládnout strmý nástup brutálního výkonu potřebného pro rozpohybování těžkého stroje. Pro rok 1978 už bylo vše nachystáno pro znovu získání titulu a Yamaha se tím netajila. Svět obletěly snímky nové YZR500 OW35K (později modifikované na OW45), určené pro Kenny Robertse, a vynálezu honosně pojmenovaném Yamaha Power Valve System. Yamaha si samozřejmě vše nechala patentovat, pod číslem US4121552, jako "prostředek k odstranění nevýhod dvoudobého motoru". Už na prvních obrázcích bylo dobře vidět princip - hrana otočného šoupátka se pohybuje v co nejtěsnější blízkosti pístu a posouvá tak horní hranu výfukového kanálu. Hloubavějším je jasné, že nejblíže k pístu je tato hrana jen v jednom místě, a to v oblasti nejmenšího průřezu výfuku, jinak se jedná spíše o jakýsi spoiler v cestě výfukových plynů, než o přesně řízené časování. Regulace natočení šoupátka v závislosti na otáčkách musí být navíc velmi rychlá a bezporuchová. A v závodech všeho druhu se začalo ukazovat, že ne vždy YPVS přináší takový efekt, jak by si jeho uživatelé přáli...

Už v roce 1980 bylo YPVS pro silniční závody zatraceno, i když na závodních strojích se nápisy YPVS a později Power Valve z reklamních důvodů stále objevovaly. Roberts dostal řadový čtyřválec OW48R, s krajními válci otočenými výfukem dozadu, a zcela evidentně s gilotinovou přívěrou. Následující typy OW54 a OW60 (Square Four s rotačním šoupátkem na sání) a pozdější vidlicové od OW61 výš už měly všechny gilotinu. Poslední zbytky řadových čtyřválců s YPVS se dávaly do prodejní TZ500 v roce 1982 a následně se používaly v sajdkárech.

Opuštění YPVS v silničních závodech pětistovek ovšem nadělalo těžkou hlavu prodeji cestovních strojů. Do výroby se chystaly sportovní RD250 / RD350 s přívěrou. Bylo rozhodnuto ponechat YPVS alespoň pro silniční závodní TZ250. Jenže to, co fungovalo v roce 1981, bylo už v roce 1984 beznadějně zastaralé a i zde se od dalšího roku pro boj s Hondou RS250 začaly vyrábět motory s gilotinou.

Dalším z odvětví, kde se začalo s  YPVS, byl motokros. Možná se to zdálo účelné, možná to bylo tehdy dobré pro marketing a silniční řadu RD, jenže... Do méně prestižního motokrosu měla přívěra YPVS o něco komplikovanější cestu z několika důvodů. Kromě ceny to byla nutnost jednoduššího ovládání a otázka spolehlivosti a servisu v polních podmínkách, co limitovalo použití. Poprvé se přívěra objevila v mistrovství světa v roce 1981 na továrních strojích a to ještě ne ve všech závodech, protože ji jezdci odmítali. Na dřívějších vzduchem chlazených motorech byl problém i s dlouhodobou spolehlivostí. Namísto ovládání elektrickým servomotorem (změna polohy šoupátka je plynulá!) přišla odstředivá regulace. U nás bylo toto k vidění na vodou chlazené YZ250 v Holicích i na vzduchem chlazené YZ500 ve Sverepci. (zde na fotce z r.1982 je LaPorte na YZ500, u pásky koučuje Mikkola)

Revoluce se chystala na rok 1982. Yamaha uvedla YPVS na prodejních YZ125 i na YZ250. Výsledkem byla ... katastrofa. Oba motoricky choulostivé stroje měly totiž těžký vodní chladič hned za přední číslovou tabulkou pod řidítky, což spolu s přívodními hadicemi podstatně zhoršovalo ovladatelnost. Toto se sice podařilo v následující sezóně 1983 odstranit, ale ...

Yamahu jakoby postihlo stigma na příštích sedmnáct let. Vždy, když přišla s nějakým vylepšením, konkurence už byla o krok napřed. Motokrosové motory s YPVS samozřejmě nebyly úplně špatné a pro mnohé jezdce bylo ježdění s nimi příjemné. V závodech ovšem v porovnání s konkurencí zaostávaly ve špičkovém výkonu (někdy i o 10%) a ve schopnosti dosažení vyšších otáček. Rychlejší jezdci je považovali za líné. Byl sice k dispozici mohutný záběr ve středních otáčkách, ovšem po dosažení nejvyššího výkonu přišel rychlý propad a bylo nutno dříve řadit, což u Yamahy nebylo nejsnadnější. Zvýšení výkonu se podařilo dosáhnout použitím dvou přídavných výfukových kanálů, otevíraných drážkami k otočném šoupátku. Zároveň s tím se zavedlo od roku 1986 sání přes jazýčkové ventily přímo do klikové skříně. Problém s rychlým poklesem výkonu však přetrvával. Na výjezdu ze zatáčky byla Yamaha se správně zařazenou rychlostí výborná, ovšem na rovince musel být jezdec připravený k včasnému přeřazení, se spojkou a ubráním plynu (!), nebo bylo po náskoku.

V roce 1995 přišla další malá modifikace, kdy byla při uzavřeném šoupátku připojena ještě malá rezonanční komora, která byla součástí odlitku válce. Ani po mnoha letech výroby nebyl systém zcela spolehlivý. Trpěl na zakarbonování a potíže s těsností. Šoupátko bylo dělené uprostřed a sešroubované, a po uvolnění spoje docházelo k prohnutí šoupátka směrem k válci a zachycení o píst. Důvodem všech potíží s výkonem byla geometrie výfukového kanálu. Pronik dvou válců má totiž vždy eliptický tvar a horní hrana výfukového kanálu je pak zaoblená. Pro nejvyšší výkon je potřeba mít horní hranu rovnou. Zaoblení se dělá jen s ohledem na přechod pístních kroužků. Zkrátka v roce 1999 už byl původní systém YPVS (konečně!, viz. obrázek dole) zcela odepsán, nahradila jej gilotinová přívěra i v motokrosu a Yamaha se stala konkurenceschopnou.

Enduro bylo na pozadí zájmu Yamahy, považováno za nějakou zvláštní hru na honěnou po lese pro pár potrhlých Evropanů. Na rozdíl od motokrosu se tedy inovace v podobě YPVS sportovním endurům IT 175-250-490 vyhnula. Až do ukončení výroby roku 1983 měly pouze vzduchem chlazené motory. Pak už šly pro enduro použít jen upravené MX stroje, nebo, v případě nižších nároků, soft-endura DT125 a DT200, vodou chlazená a s YPVS od roku 1984 do ukončení výroby v r.1996 (DT200) resp. 2007 (DT125).

Rotační přívěru pak měly i všechny silniční motorky - RD125LC (83-86), RD250LC (83-87), RD350LC (83-87), čtyřválcová RD500LC (84-85), TZR125(87-95), TDR125 (1989-2002), TDR250 (88-93) a TZR250 (86-92). Pouze poslední TZR250SP-3XV s vidlicovým motorem už dostala gilotinovou přívěru (93-94).

Pokud se nezobrazují popisy  k obrázkům, tak kompletní galerie s popisy je zde (klikni).

Jak se Vám líbil tento článek?
Průměr: 1.00
Známkováno: 1x

Vložení komentáře

Pokud chcete vložit komentář, tak se registrujte a přihlaste.
Komentáře k článku
D-fens napsal 28.02.2018 v 15:31

krásný počtení, zvlášť když jsem fanda RD

Big.One napsal 12.12.2017 v 20:55

Částečně jsem smutný, že se tak ztrácí lesk z techniky o které jsem snil. Ale je to už spoustu let a nakonec jsem rád, že si o tom mohu počíst.

Beranidlo napsal 11.12.2017 v 01:52

Ať nezaplevelujeme článek odkazy na cizí stránky, patenty jsou k dispozici zde:
https://www.google.tl/patents/US4121552
V rámci patentů jsou uvedeny odkazy na dřívější a následné citace.
Zvláštní je taky jazyk patentů. Ne vždy je popisované zařízení nakresleno správně, ale většinou s úmyslnými chybami. Aby se obešly cizí patenty, uvede se do nového patentu pro velmi podobnou věc jako důvod i zjevná pitomost, vymyslí se nová funkce nebo se hraje se slovíčky - např. namísto škrcení jednoho kanálu se nově patentuje škrcení dvou kanálů.


TOPlist