Głowica aluminiowa w modelach OSL - geneza i zalety według firmowej broszury NSU

Dotychczas nieopublikowane

glowica alu 2Znawcy motocykli NSU OSL wiedzą, że jedną z najważniejszych modyfikacji tego modelu była zmiana głowic żeliwnych z odkrytymi zaworami na w pełni zabudowane głowice ze stopu aluminium (z wyjątkiem najmniejszego modelu 201 OSL). W jednym z numerów wydawnictwa "NSU im Bild" z 1938 roku znalazłem ciekawy artykuł o genezie opracowania głowic aluminiowych do modeli OSL i zaletach tego rozwiązania w stosunku do poprzednich głowic żeliwnych. Szczególnie interesujący jest argument, że zmiana głowicy spowodowała przystosowanie modeli OSL do drługotrwałej jazdy autostradowej (możliwej juz wówczas w Niemczech), poprzez bardziej skuteczne odprowadzanie ciepła. Nie do przecenienia według autora jest też rzadsza i mniej pracochłonna obsługa układu rozrządu - czyli regulacja luzów zaworowych. Testy fabryczne potwierdziły też, że gniazda zaworowe wykonane z brązu wytrzymują dłużej od żeliwnych. Opis potwierdza także fakty istotne dla wspólczesnego użytkownika, np. to, że w głowicach aluminiowych stosowano zawsze prowadnice zaworowe z brązu, wbrew twierdzeniom niektórych, którzy w głowicach swoich silników znajdowali wstawione prowadnice żeliwne.

Na potrzeby naszej polskiej enesiarskiej społeczności zadałem sobie trud przetłumaczenia wspomnianego artykułu, który znajdziecie poniżej.

Sprawiamy, że nasz silnik jest odporny na autostrady!

Kilka ciekawych rozdziałów na temat sprawności dobrego i złego „pieca”, temperatur zaworów wydechowych i innych rzeczy. Wiele ciekawych faktów na temat głowicy cylindrów z lekkiego stopu.

Pod koniec ubiegłego roku ukończono ponad 2000 km Autostrad Rzeszy. Do końca tego roku będzie to ponad 3000. W związku z tym cały ruch pojazdów silnikowych będzie w coraz większym stopniu odbywał się na autostradach. - Pozbawione wybojów ulice z powierzchnią parkietu kuszą teraz nawet najbardziej ostrożnego kierowcę, by odkręcić; I rzeczywiście, dużą prędkość można bezpiecznie utrzymać na długich dystansach na autostradzie. - Bezpiecznie? - Tylko dla kierowcy, którego silnik jest odporny na autostrady! Ponieważ silnik jest obciążony znacznie bardziej na autostradzie niż podczas jazdy po wiejskiej drodze, gdzie trzeba spuścić gaz na każdym trudnym zakręcie, dzięki czemu silnik zawsze może odzyskać sprawność.

Jak pozbywasz się ciepła?

Dlatego też jest pewne, że wszystkie silniki są używane na autostradzie znacznie intensywniej niż na zwykłych drogach wiejskich. Nie ma znaczenia, czy silnik jest chłodzony powietrzem czy wodą. Wyższy stres jest zauważalny na zewnątrz poprzez większe nagrzanie. Dlatego też, jeśli silnik ma być „odporny na autostrady”, konstruktorowi musi udać się zbudować silnik w taki sposób, aby ciepło generowane przez duże ciągłe obciążenie było zawsze bezpiecznie odprowadzane. Metal lekki ma współczynnik przewodności cieplnej około 180. Z drugiej strony współczynnik przewodnictwa cieplnego żeliwa szarego wynosi od 40 do 50. Przewodność cieplna metalu lekkiego jest ponad trzykrotnie większa niż żeliwa. I konstruktorzy NSU wykorzystali ten fakt w związku z trwającą budową autostrad, wyposażyli nowe modele NSU w głowice cylindrów wykonane z lekkiego metalu i sprawili, że silniki stały się odporne na jazdę na autostradzie!

Ponieważ głowica sterowanego od góry silnika sportowego jest jedną z najważniejszych części, NSU zawsze przywiązywała dużą wagę do jej starannego ukształtowania. Najlepszym dowodem na to jest fakt, że wiele silników górnozaworowych NSU w użytkowaniu klienta zużywa nawet mniej paliwa niż jest to określone w fabryce. Nierzadko NSU 351 OSL osiąga przy stabilnej jeździe od 2,3 do 2,5 litra na 100 km; odpowiednie wartości dla modelu 501 OSL to 2,6 do 2,8 litra / 100 km.

Co ma wspólnego zużycie z konstrukcją głowicy cylindrów? - No cóż, dobry piec lepiej się nagrzewa, a także zużywa mniej paliwa niż zły. W takim przypadku technik mówi: „Sprawność dobrego pieca jest lepsza”. Ponieważ dotyczy to nie tylko pieców, w przypadku silnika spalinowego obowiązuje zasada: im korzystniejszy kształt komory spalania głowicy cylindra, tym lepsze spalanie. Tym wyższa wydajność i niższe zużycie paliwa, ponieważ logicznie rzecz biorąc, przy najlepszym spalaniu paliwo jest najlepiej wykorzystane!

Trudne zadanie: wysoka moc, a jednocześnie elastyczność

Zanim jednak gazy zostaną spalone, muszą najpierw dostać się do komory spalania, muszą zostać zassane. Silnik robi to sam. Ale czy kiedykolwiek pomyślałeś, że w żadnym wypadku nie ma znaczenia, w jaki sposób powstają kanały gazowe, tj. droga, którą muszą podążać gazy? - Jeśli butelka ma być napełniona wodą, najszybszym sposobem na jej wprowadzenie jest bardzo szeroka szyjka butelki. Ponieważ gazy są takie same jak woda, bardzo szerokie kanały gazowe w połączeniu z odpowiednim przekrojem poprzecznym gaźnika musiały zapewnić wysoką wydajność. Tak jest również w tym przypadku, a jednak te obliczenia nie do końca działają w przypadku silnika użytkowego! Ponieważ dostępne jest tylko pewne podciśnienie do zasysania gazów. To podciśnienie zmienia się wraz z prędkością obrotową silnika. Ponieważ jednak ma być zapewnione dobre napełnianie, a co za tym idzie, dobre osiągi w całym zakresie prędkości, konstruktor musi iść na kompromis. Kompromis jest konieczny, ponieważ doświadczenie pokazało, że wąskie kanały gazowe zapewniają dużą elastyczność silnika. Silnik powinien mieć dużą moc i nadal pozostawać elastyczny. – O szczęściu, jakie mieli konstruktorzy NSU w kształtowaniu kanałów gazowych, świadczy fakt, że wszystkie modele NSU, oprócz uznanej wysokiej mocy, mogą być napędzane zaskakująco wolno nawet na biegu bezpośrednim, gdy dźwignia zapłonu jest obsługiwana, czyli są niezwykle elastyczne.

W śmiesznie krótkim czasie

Czy wiesz, że zawory wydechowe wysokoobrotowych silników dochodzą do temperatur od 600 do 700 stopni C podczas ciężkiej jazdy, czyli podczas pracy nagrzewają się do czerwoności? - W śmiesznie krótkim czasie ciepło to musi być bezpiecznie odprowadzane z trzpienia zaworu przez prowadnicę zaworu i, co może nawet ważniejsze, im lepiej materiał prowadnicy zaworu może w ogóle odprowadzać ciepło. Jednak prowadnice zaworów nie mogą być wykonane tak długie, jak jest to pożądane, aby nie stanowiły dodatkowego oporu dla przepływających gazów. Pomyśl o butelce z wąską szyjką! - Wspomniano już, że żeliwo ma przewodność cieplną około 40. W przeciwieństwie do tego brąz ma przewodność cieplną około 120 do 140; Dzięki temu brąz może znacznie szybciej odprowadzać ciepło. Z tego powodu prowadnice zaworów wykonane z brązu zawsze były stosowane w silnikach NSU, nawet w starszych modelach. To dzięki tej mądrej przezorności wszelkie problemy z zaworami są całkowicie pomijane w sterowanych głowicą silnikach NSU.

Fakt, że prowadnice zaworów wykonane ze specjalnego brązu są również używane w nowych modelach z głowicami cylindrów z lekkiego metalu, wynika z dotychczasowych doskonałych doświadczeń. jednakże rozpraszanie ciepła jest teraz znacznie lepsze niż dawniej, ponieważ lekki metal głowicy z kolei rozprasza ciepło „dostarczane” do niej przez prowadnice zaworów szybciej niż wcześniej stosowane żeliwo szare. Fakt ten można było uwzględnić w projektowaniu, gdyż można było pracować przy mniejszych luzach montażowych, co skutkowało cichszą mechanicznie pracą silnika.

Przewodnictwo cieplne otrzymujesz za darmo

W przeszłości, w przypadku głowic z żeliwa szarego, nie trzeba było umieszczać żadnych specjalnych gniazd zaworów. Lekki metal nie potrzebował by jednak dużo czasu, aby poddać się uderzeniom zaworów, które w ciągu minuty otwierały się aż 2500 razy na ich gniazdach. Ponieważ konieczne było znalezienie specjalnego materiału na niezbędne gniazda zaworowe, które przy wystarczającej odporności na ścieranie przy ciągłych, nagłych obciążeniach musiały również mieć taką samą rozszerzalność jak wspornik gniazda zaworu, czyli lekki metal głowicy (aby gniazda nie poluzowały się podczas pracy!), eksperymenty zostały wykonane z lekkim brązem metalowym, który jest również używany do prowadnic zaworów. I w tych testach okazało się, że ten brąz jest jeszcze bardziej niewrażliwy na uderzanie zaworów niż żeliwo szare. Do pewnego stopnia otrzymałeś w prezencie przewagę cieplną.

Duże podobieństwo do jaja Kolumba

A wahacze? - Oczywiście, że one też muszą tam być. One też są, ale pod doskonałą hermetyzacją. Ale to wciąż nie jest takie proste! Muszą zajmować bardzo mało miejsca w głowicy cylindrów. Ich łożyska muszą być doskonale nasmarowane, aby służyły przez długi czas. Nie wolno również naciskać z boku trzpienia zaworu, ale jeśli to możliwe, tylko pod kątem 90 stopni. Jeśli tego nie będzie, pomimo najlepszego smarowania występuje duże zużycie.

A potem jeszcze coś: z ręką na sercu, ktokolwiek chce wyregulować luz zaworowy, zwykle zdejmuje osłonę dopiero przy pierwszym demontażu zbiornika, a po drugie, gdy hermetyzacja zostanie usunięta, drogi olej wycieka.

Dzięki nowym głowicom cylindrów NSU nie ma potrzeby demontowania zbiornika ani pokryw głowicy cylindra w celu regulacji luzu zaworowego. Ponieważ projektant pomyślał również o komforcie kierowcy. Po prostu wsparł mimośrodowo osie wahaczy. Na zewnątrz znajduje się przeciwnakrętka, która utrzymuje wszystko na swoim miejscu. Ale to nie było wystarczająco łatwe. Dlatego umieścił małe tabelki na zewnątrz osi wahaczy, skalibrowane liniami, z których każda ma dokładność do jednej dziesiątej milimetra! Slogan bardzo podobny do słynnego jajka Błogosławionego Kolumba.

Ale najlepsze jest to, że teraz w hermetycznej obudowie, w której wszystkie ruchome części chlapią się w kąpieli olejowej lub w oparach oleju, wszystkie części są tak wygodne, że może trzeba będzie ustawić luz zaworowy po 10.000 km jazdy, podczas gdy w przeszłości należy regulować co 1.000 km. To wstyd dla hobbystów, gdy ustawienie jest tak łatwe i wygodne.

Dzisiejsza maszyna wyścigowa ...

Pomyśl o tym wszystkim, gdy jeździsz swoim NSU z dużą prędkością na naszych pięknych autostradach. Masz więcej czasu na jazdę, ponieważ twoja jednostka napędowa jest wyjątkowo tania w utrzymaniu. Nie musisz obawiać się dużych prędkości ciągłych, ponieważ silnik Twojej jednostki napędowej jest w dużej mierze odporny na autostrady. Ale pomyśl też, ile nowych pomysłów było potrzebnych, aby zbudować tak idealną głowicę cylindrów. Pomysły, które zrodziły się podczas budowy udanego silnika wyścigowego NSU, zostały już wdrożone seryjnie w dopracowanej formie. Po raz kolejny udowodniono, że dzisiejsza maszyna wyścigowa jest maszyną sportową jutra i maszyną codziennego użytku pojutrze.

Tłumaczenie jest przyznaję nieco "surowe" i nie do końca dopracowane stylistycznie, ale myślę, że przynajmniej zrozumiałe. Nie ukrywam, ze posiłkowałem sie częściowo internetowymi programami tłumaczącymi. Chcecie więcej? Czekam na opinie na naszym forum.