Honda CBX 250 RS – Podwójne dźwigienki zaworowe

honda-cbx-250Pozytywne wyniki zastosowania czterozaworowych silników w samochodach produkowanych seryjnie sprawiły, że Honda wykorzystała to rozwiązanie w jednocylindrowym silniku motocyklowym. Silnik ten jest montowany w modelu CBX 250 RS  i ma pojemność skokową 250 cm3 przy średnicy tłoka 72 mm. Stopień sprężania wynosi 10,5.
W głowicy tego oryginalnego silnika znajdują się cztery promieniowo rozmieszczone względem półkolistej komory spalania zawory sterowane dwoma wałkami rozrządu. Na szczególną uwagę zasługuje rozwiązane układu rozrządu, który składa się z dźwigienek właściwych współpracujących z wałkiem rozrządu i pośrednich umieszczonych pod kątem prostym do osi podłużnej wałków.
Zastosowanie zaworów promieniowych umożliwiło efektywne wykorzystanie komory półkolistej, a przez to zwiększenie do maksimum sprawności spalania mieszanki.
Sprawny dopływ mieszanki do silnika zapewnia podwójny kolektor dolotowy i dwugardzielowy gaźnik. Oba kolektory dolotowe połączone są kanałem pośrednim. Przy małych obciążeniach silnika i niskiej prędkości obrotowej mieszanka doprowadzana jest ‚o komory spalania tylko z jednej gardzieli gaźnika, ale obydwoma kolektorami, część mieszanki przepływa bowiem przez kanał pośredni. W tym czasie druga przepustnica gaźnika jest zamknięta, co w istotny sposób wpływa na obniżenie zużycia paliwa. Doprowadzenie mieszanki dwoma kolektorami zwiększa jej zawirowanie w pobliżu świecy zapłonowej centralnie umieszczonej w komorze. Podwójne kolektory zastosowano również w układzie wylotowym silnika. Umożliwiają one szybkie opróżnienie komory spalania z gazów i sprawniejsze jej napełnienie nowym ładunkiem.

Oryginalny silnik Hondy ma moc 22 kW przy 9500 obr/min, przy 8000 obr/min osiąga natomiast maksymalny moment obrotowy 24 Nm. Ocenia się, że motocykl z tym silnikiem  zużywa średnio 1,7 dm3 paliwa na 100 km. Masa motocykla wynosi 129 kg.

Atrakcyjność eksploatacyjną motocykla CBX 250 RS podnosi zastosowanie sześciobiegowej skrzyni biegów umożliwiającej optymalne wykorzystanie mocy silnika w różnych warunkach jazdy.

Bezstopniowa przekładnia cierna

przekladnia-bezstopniowaFirma Leyland Vehicles ma szansę uzyskać znaczną przewagę nad konkurentami w zakresie oszczędności paliwa dzięki zastosowaniu w swych pojazdach bezstopniowej przekładni rolkowo-tarczowej opatentowanej w roku 1899 przez W. D. Hojfmana. Pomysł tej przekładni próbowano wykorzystać już kilkakrotnie. Warto wspomnieć o konstrukcjach F. A. Hayesa stosowanych w roku 1930 w samochodach Austin 16 i F. Perry’ego przy napędzie alternatorów w samolotach pionowego startu typu Harrier, w samochodach Triumph Dolomite oraz po związaniu się tego konstruktora w roku 1979 z firmą Leyland Vehicles w samochodach ciężarowych typu Terrier. Na tym ostatnim rozwiązaniu oparto konstrukcję nowej, większej przekładni przeznaczonej dla autobusów Leyland National. Dzisiejsze powodzenie przekładnia ta zawdzięcza ostatnim osiągnięciom w dziedzinie olei smarujących oraz układów hydraulicznych sterowanych elektronicznie. Przewiduje się, że zastosowanie jej w autobusach obniży zużycie paliwa o ok. 22%, zaś przy wykorzystaniu koła zamachowego magazynującego energię hamowania zysk ten dojdzie do ponad 30°/o. Nowa przekładnia zaprojektowana jest na moc 370 kW, zaś jej gabaryty i masa (ok. 330 kg) zbliżone są do przekładni tradycyjnej. Firma Leyland twierdzi, że przekładnia ma sprawność ponad 90%, a więc wyższą niż bezstopniowa przekładnia z paskiem stalowym i że jej trwałość osiąga 300 000 km przebiegu.
Bezstopniowa przekładnia cierna zawiera parę tarcz o średnicy 300 mm osadzonych na wale wejściowym oraz dwustronną tarczę wyjściową umieszczoną między tarczami wejściowymi. Pomiędzy toroidalnymi wybraniami tarcz zewnętrznych i tarczą wewnętrzną osadzone są po trzy rolki pośrednie o średnicy 140 mm. Równoczesne wychylanie się tych rolek powoduje zmianę punktów ich styku z tarczą wewnętrzną i zewnętrzną, a więc i zmianę przełożenia napędu. Sterowanie położeniem rolek pośrednich odbywa się poprzez niewielki ruch obrotowy centralnej tulei regulacyjnej. Ruch ten powoduje równoczesne kątowe wychylanie się dźwigni i liniowe przemieszczenie koszy rolek. To boczne przesunięcie punktów styku rolek z tarczami wywołuje samoczynne ustawienie się rolek pod innym kątem i zmianę przełożenia napędu. Pewien luz promieniowy w osadzeniu tulei regulacyjnej na osi zapewnia równomierny rozdział przenoszonej mocy na wszystkie rolki pośrednie przekładni. Poważnym problemem w tego typu przekładni jest zapewnienie odpowiedniego docisku rolek do tarcz. W opisywanym rozwiązaniu zrealizowane jest to za pomocą siłownika hydraulicznego wywierającego siłę osiową do 150 kN oraz naciski w punktach styku dochodzące do 2300 MPa. Zniszczeniu bieżni przy takich naciskach zapobiega zastosowanie specjalnych olei smarujących o wysokiej smarności, które powodują powstanie klina olejowego rozdzielającego współpracujące powierzchnie. Klin ten umożliwia równocześnie niewielki poślizg tłumiący pulsacje momentu obrotowego.
Z uwagi na fakt, że przekładnia cierna nie ma możliwości biegu luzem ani zmiany kierunku obrotów połączono ją w układzie bocznikowym z przekładnią planetarną zaopatrzoną w dwa sprzęgła. Wejście przekładni ciernej oraz kosz satelitów przekładni planetarnej zazębione są na stałe z wałem głównym przekładni, zaś wyjście przekładni ciernej napędza koło słoneczne przekładni planetarnej. Przy ruszaniu sprzęgło A łączy koło pierścieniowe przekładni planetarnej z wałem wyjściowym, zaś sprzęgło B jest rozłączone. Gdy rolki ustawione są równolegle do osi dając przełożenie przekładni ciernej 1:1, na wał wyjściowy nie jest przenoszony żaden moment, gdyż koło słoneczne i kosz satelitów obracają się z tymi samymi prędkościami w przeciwnych kierunkach. Zmniejszając przełożenie przekładni ciernej uzyskuje się obniżenie prędkości obrotowej koła słonecznego, przez co na kole pierścieniowym pojawia się moment obrotowy przekazywany na wał wyjściowy. Analogicznie, zwiększając przełożenie uzyskujemy bieg wsteczny. Zakres przełożeń uzyskiwany bezstopniowo przy tym rodzaju pracy wynosi 4,23 :1. Przy prędkości odpowiadającej przełożeniu drugiego biegu przekładni tradycyjnej koła słoneczne i pierścieniowe przekładni planetarnej obracają się w tym samym kierunku z jednakowymi prędkościami. W tym punkcie następuje przełączenie na drugi rodzaj pracy: sprzęgło B zostaje włączone, zaś sprzęgło A rozłączone. Od tej pory przekładnia planetarna jest zbocznikowana i napęd przechodzi tylko przez przekładnię cierną, która umożliwia osiągnięcie wysokiego nadbiegu 0,55 :1.

Zmiana przełożenia przekładni, przełączanie zakresów oraz docisk osiowy w przekładni ciernej regulowane są przez układ hydrauliczny sterowany mikrokomputerem. W odróżnieniu od tradycyjnej przekładni automatycznej przekładnia tego typu wymaga sterowania, ciągłego. W układzie zastosowano 16-bitowy mikroprocesor z oprogramowaniem sterującym 8 Kb oraz 2 Kb pamięci o dostępie swobodnym. Układ zawiera także niezbędne cyfrowe i analogowe wejścia i wyjścia łączące go z kierowcą, silnikiem pojazdu oraz mechanizmami przekładni. Głównym elementem układu wykonawczego jest zawór elektrohydrauliczny regulujący ciśnienie w siłowniku dociskającym rolki do tarcz. W celu zmniejszenia zużycia powierzchni oraz obniżenia strat tarcia docisk ten regulowany jest w funkcji chwilowego obciążenia przekładni.
Zalety bezstopniowej przekładni ciernej, zwłaszcza w połączeniu z układem odzyskiwania energii hamowania za pomocą koła zamachowego sprawiły, że firma Leyland zaangażowała w prace konstrukcyjne znaczne fundusze.