19 listopada 2017


„W celu inicjacji pracy silnika spalinowego konieczny jest jego rozruch. W sprawnym silniku wystarczy by jeden z tłoków wykonał suw ssania i sprężania do momentu zapłonu, by dalsza praca była podtrzymana samoczynnie. Niekiedy konieczne jest wykonanie kilku cykli pracy zanim nastąpi pełny rozruch silnika. W małych silnikach motocyklowych oraz tych napędzających innego rodzaju sprzęt stosuje się rozruch manualny. Dla większych silników konieczne jest wspomaganie rozruchu. Najczęściej do tego celu stosuje się zasilany z akumulatora silnik elektryczny (rozrusznik), który w czasie rozruchu sprzęgnięty jest z kołem zamachowym silnika. Duże silniki np. okrętowe,  uruchamia się doprowadzając przez rozdzielacz i specjalne zawory rozruchowe, sprężone powietrze do cylindrów. Rzadko do uruchamiania stosuje się mniejszy silnik spalinowy.” Tyle Wikipedia.

Jerzy Mydlarz

Silniki spalinowe pojazdów współczesnych są zasadniczo uruchamiane przy pomocy maszyn elektrycznych. Silniki motocyklowe, w szczególności jedno i dwucylindrowe, są uruchamiane elektrycznie, w sposób nieco odmienny od samochodowych. Brak miejsca i ograniczenia masowe powodują, że ani akumulator, ani rozrusznik nie mogą być tak duże jak w samochodzie. W tych warunkach większość silników motocyklowych wykorzystuje tzw. odprężnik dla ułatwienia rozruchu. Funkcja odprężnika polega na otwarciu dodatkowego zaworu, lub nie zamknięciu jednego z zaworów wylotowych. Ma to na celu umożliwienie obracania wałem korbowym ze znacznie mniejszymi oporami. Kiedy silnik osiągnie tą drogą wystarczająco duże obroty następuje zamknięcie zaworu i uruchomienie silnika. Rozwiązań konstrukcyjnych jest wiele. W najprostszych, np. Royal Enfield Delux, odprężnik jest sterowany ręcznie. Instrukcja zaleca stosowanie go dla wspomagania rozruchu przy zimnym silniku.  W wielu motocyklach jest on uruchamiany elektromagnetycznie. W niektórych jest uruchamiany automatycznie z wykorzystaniem sprężyny i siły odśrodkowej. Takie rozwiązanie (chronione patentami) preferuje Honda w dużych singlach. Całe urządzenie jest umieszczone w głowicy na wałku rozrządu i powoduje otwieranie prawego zaworu wylotowego poniżej pewnej prędkości obrotowej. Przy wyłączaniu silnika słychać charakterystyczny metaliczny stuk sygnalizujący zadziałanie urządzenia i przygotowanie silnika do kolejnego rozruchu.
Jest też grupa motocykli klasycznych, które nie posiadają wcale rozrusznika elektrycznego tylko tzw. kick starter zwany po polsku „kopką”. Uruchamianie motocykla w taki sposób jest ciągle w bardzo dobrym tonie. Ta czynność staje się jednak kłopotliwa, jeśli trzeba ją powtórzyć zbyt wiele razy. Typową sytuacją jest tzw. zalanie silnika, czyli zjawisko spowodowane nieumiejętnym stosowaniem urządzenia rozruchowego w gaźniku. Jedynym wyjściem z takiej sytuacji jest „przedmuchanie” silnika przez pokręcanie wałem korbowym, przy wyłączonym urządzeniu rozruchowym ”ssaniu” i całkowicie otwartej przepustnicy, w celu usunięcia nadmiaru paliwa.
Dziś widok ten nie jest zbyt częsty, ale dawniej widywało się motocyklistów pchających swoje pojazdy w celach rozruchowych. W takiej sytuacji wszelkie wzniesienia były dużą pomocą w rozruchu: zjazd w dół z wykorzystaniem grawitacji służył do tego najlepiej.
Fot._1_sWspółcześnie w wyścigach zabytkowych motocykli wyścigowych również spotyka się taką technikę rozruchu, gdyż sam rozrusznik elektryczny został wyeliminowany z pojazdu dla zmniejszenia jego masy, albo w dawnej konstrukcji wcale go nie było. Dzisiejsi motocykliści nie pchają już swoich pojazdów, ponieważ powstały przewoźne rolkowe urządzenia rozruchowe zasilane akumulatorami. Takie urządzenie pod nazwą Solo Starter można zakupić w Anglii. Jest ono pokazane na zdjęciu 1.

Kilka potyczek z regulacją gaźnika mojego klasycznego motocykla spowodowało, że zacząłem pragnąć takiego urządzenia. Potrzebę tę nasiliły jeszcze moje dwa zabytkowe samochody marki Volkswagen. Ich układ paliwowy jest tak zbudowany, że zbiornik paliwa znajduje się w przedniej części pojazdu, a silnik z tyłu. Po zimowej przerwie eksploatacyjnej, gdy paliwo odparuje z pompy paliwowej i zaworki się zeschną, i tracą szczelność, pierwszy wiosenny rozruch jest wyzwaniem. Kręcenie rozrusznikiem jest wykluczone, bo szkoda rozrusznika i akumulatora. Na całe szczęście oba pojazdy mają korby rozruchowe. Tak więc każdej wiosny mozolnie kręciłem korbą, lecz w miarę upływu lat coraz mniej chętnie i z narastającą irytacją. Po pierwszym rozruchu problem ustępuje i mamy spokój do następnej wiosny. Pomyślałem sobie, że dobrze by było mieć urządzenie rozruchowe do moich pojazdów, by przestać się męczyć. Jak zwykle zadziałała potrzeba, jako matka wynalazków. Dodatkową motywacją, by przejść ze sfery koncepcji do czynów była potrzeba okresowego pokręcania silnika moich czterech zabawowych pojazdów w okresie zimowym. W jednostkach spalinowych jest to zalecane dla przesmarowania wszystkich elementów silnika i ochrony gładzi cylindra przed korozją. Mówiąc krótko, miałem czym kręcić i nie chciałem już tego dłużej robić siłą moich mięśni.

Założenia
Po obejrzeniu kilku podobnych urządzeń w Internecie przystąpiłem do formułowania założeń projektu. Już we wstępnej fazie zrezygnowałem z zasilania akumulatorami, ponieważ urządzenie miało być stosowane tylko w garażu lub przed nim. Tak więc, urządzenie miało spełniać następujące wymagania i być:

  • zasilane z sieci, aby nie trzeba było zajmować się kolejnym akumulatorem
  • ruchome, przewoźne, bo pojazdów do obsługi jest kilka.
  • składane, aby po użyciu nie zajmowało zbyt wiele miejsca.
  • z jedną rolką napędzaną, ponieważ pod obciążeniem to ona przenosi większość momentu napędowego
  • posiadające regulację umożliwiającą dostosowanie go do rozmiaru koła i mieć wystarczająco szerokie rolki, gdyż każdy z czterech pojazdów ma inną średnicę i szerokość kół
  • zabezpieczone (jak każdy rozrusznik) przed uszkodzeniem, po uruchomieniu silnika spalinowego
  • estetyczne, żeby można je było bez wstydu pokazać żonie i kolegom
  • w całości do zmontowania w moich, czyli przeciętnych, warunkach warsztatowych


Obliczenia

1.Moc silnika rozrusznika
Jak to często bywa, obliczenia wprawiły mnie w zakłopotanie. Opierając się na bogatej bibliotece zawodowej ułożyłem w arkuszu kalkulacyjnym stosowny algorytm, w którym mogłem żonglować parametrami. Moja konfuzja wynikała z dużej rozpiętości uzyskanych wyników. Z obliczeń wynikało, że do rozruchu mojego motocykla klasycznego wystarczy w najlepszym razie silnik elektryczny o mocy 500W, a w najgorszym około 900W. W moim przypadku musiałem jeszcze uwzględnić sprawność przekładni ciernej pomiędzy rolką napędową urządzenia a oponą, sprawność starodawnej skrzynki biegów z wałkiem pośrednim ułożyskowanym na tulejkach z brązu i sprawność przekładni łańcuchowej sprzęgła.