Motocykle zabytkowe, Vintage motorcycles, Oldtimer-Motorräder
Motocykle zabytkowe, Vintage motorcycles, Oldtimer-Motorräder
Simson AWO należy do grupy powojennych niemieckich motocykli, które mimo upływu wielu dziesięcioleci nadal są remontowane i użytkowane przez miłośników zabytkowej motoryzacji.
Produkcję motocykli AWO rozpoczęto w zakładach w Suhl w NRD na początku lat 50. Pierwszym modelem był AWO 425, znany później jako 425 T (Touren). W drugiej połowie lat 50. dołączył do niego bardziej sportowy Simson 425 S (Sport). Produkcja tej rodziny motocykli trwała do początku lat 60.
Były to czterosuwowe jednocylindrowe motocykle o pojemności około 250 cm³, które swoją konstrukcją i jakością wykonania zdobyły bardzo dobrą opinię. Dzisiaj AWO jest już pełnoprawnym motocyklem zabytkowym, ale wiele egzemplarzy nadal pozostaje w normalnej eksploatacji.
I właśnie tutaj zaczyna się problem, który dotyczy praktycznie każdego remontu tak starego silnika.
Od zakończenia produkcji minęło ponad sześćdziesiąt lat. Zapasy oryginalnych części stopniowo się wyczerpały, a w przypadku niektórych elementów coraz trudniej znaleźć część, która nie tylko pasuje wymiarowo, ale również zachowuje prawidłową geometrię i jakość wykonania.
Jednym z takich elementów jest wałek rozrządu.
Przy remoncie zabytkowego silnika najłatwiej byłoby znaleźć nową część wykonaną według oryginalnej dokumentacji i po prostu ją zamontować. W przypadku AWO taka możliwość jest jednak mocno ograniczona.
Oryginalne wałki, które trafiają dziś do warsztatów, mają za sobą kilkadziesiąt lat pracy. Część z nich była wielokrotnie montowana w kolejnych silnikach, a powierzchnie krzywek wykazują mniejsze lub większe ślady zużycia.
Problem polega na tym, że wałka rozrządu nie można prawidłowo ocenić wyłącznie na podstawie jego wyglądu albo pomiaru maksymalnej wysokości krzywki.
Nawet stosunkowo niewielkie zużycie zbocza krzywki może zmienić sposób unoszenia popychacza, rzeczywisty czas otwarcia zaworu i przebieg jego ruchu.
Dlatego zdecydowaliśmy się podjąć próbę odtworzenia wałka rozrządu Simson AWO i przygotowania technologii umożliwiającej jego ponowną produkcję.
Dużym impulsem do rozpoczęcia tego projektu okazała się wizyta Piotra Kluski, który od lat jest jednym z największych znanych mi pasjonatów motocykli Simson AWO. Odbudował już imponującą liczbę tych motocykli i pracuje nad kolejnymi.
Podczas naszego spotkania podzielił się ze mną ogromną wiedzą praktyczną dotyczącą tych silników – ich typowych problemów, stanu zachowanych części oryginalnych oraz jakości dostępnych obecnie zamienników. Dostarczył również szeroki zestaw bloków silników i oryginalnych części, które stały się bardzo dobrą bazą porównawczą i wzorcami potrzebnymi do rozpoczęcia prac nad całym projektem.
Nie chcieliśmy jednak rozpoczynać od narysowania krzywki na podstawie kilku wymiarów ani kopiować pierwszego znalezionego używanego wałka.
Najpierw należało odpowiedzieć na znacznie ważniejsze pytanie:
jak rzeczywiście wyglądał prawidłowy profil oryginalnej krzywki AWO?
WSTAWIĆ ZDJECIA STARYCH CZĘSCI
Do badań wybraliśmy dwa oryginalne wałki rozrządu Simson AWO, które zachowały się w dobrym stanie.
To właśnie od nich rozpoczęliśmy cały projekt.
Każdy z wałków został najpierw sprawdzony wymiarowo, a następnie przygotowany do dokładnego pomiaru profili krzywek. Interesowała nas nie tylko ich maksymalna wysokość, ale przede wszystkim pełny przebieg krzywki na całym obwodzie.
WSTAWIĆ ZDJĘCIE – dwa oryginalne wałki AWO wykorzystane do pomiarów
W tym miejscu zaczyna się właściwa część naszego opracowania: pomiar oryginalnych krzywek i próba ustalenia, jaka była ich pierwotna geometria, zanim kilkadziesiąt lat eksploatacji pozostawiło na nich swoje ślady.
Aby pomiary były powtarzalne, a położenie wałka jednoznaczne, wykonaliśmy specjalne zabieraki umożliwiające jego precyzyjne ustawienie zarówno na stanowisku pomiarowym, jak i później na szlifierce. Dzięki temu na każdym etapie prac możemy zachować tę samą pozycję kątową wałka i bezpośrednio odnosić wyniki pomiarów do wykonywanego profilu.
Do dokładnego zbadania oryginalnych wałków wykorzystaliśmy optyczny przyrząd podziałowy CARL ZEISS JENA, który żargonowo w naszym warsztacie nazywany jest „CAIS-em”, połączony z cyfrowym układem pomiaru przemieszczenia.
Zamiast ograniczać się do pomiaru średnicy koła podstawowego i maksymalnej wysokości krzywki, mierzyliśmy jej przebieg co 1° obrotu wałka rozrządu. W ten sposób dla każdej badanej krzywki otrzymaliśmy pełny zestaw punktów opisujących zmianę położenia popychacza na całym obwodzie.
WSTAWIĆ ZDJĘCIE – wałek Simson AWO zamontowany na przyrządzie CAIS
WSTAWIĆ ZDJĘCIE – szczegół układu pomiarowego
Tak wykonany pomiar pozwala zobaczyć rzeczy, których nie da się wiarygodnie ocenić wzrokowo.
Dobrym przykładem okazał się wałek nr 1. Wizualnie jego krzywki nie wyglądały źle i przy zwykłej ocenie warsztatowej wałek można byłoby uznać za całkiem dobry. Dopiero zapis całego przebiegu krzywki pokazał, że zużycie wpłynęło na jej rzeczywistą pracę.
Wałek zachował znaczną część swojego wzniosu, ale utracił część efektywnego czasu działania krzywki. Jest to szczególnie istotne w rejonie początku otwierania i końca zamykania zaworu, gdzie nawet niewielka utrata materiału zmienia moment osiągnięcia określonego wzniosu popychacza.
Dlatego przy porównywaniu czasów przyjęliśmy jeden, jednakowy dla wszystkich profili punkt odniesienia: 0,10 mm wzniosu płaskiego popychacza. Czasy podajemy w stopniach obrotu wału korbowego.
Pomiary drugiego wałka dały wyraźnie lepszy wynik.
Wałek nr 2 zachował pełniejszy przebieg krzywki i właśnie jego pomiary stały się głównym punktem odniesienia przy odtwarzaniu oryginalnego profilu AWO.
Nie oznaczało to jednak prostego skopiowania jego powierzchni punkt po punkcie. Nadal mieliśmy do czynienia z częścią używaną, dlatego dane pomiarowe porównaliśmy z wymiarami kontrolnymi oraz założonymi czasami rozrządu. Dopiero na tej podstawie opracowaliśmy geometrię nowej krzywki.
Naszym celem dla wersji podstawowej stał się profil o wzniosie 6,30 mm i czasie pracy 300° wału korbowego, mierzonym przy progu 0,10 mm wzniosu popychacza.
Po przeanalizowaniu pomiarów obu oryginalnych wałków mogliśmy przejść do opracowania nowego profilu krzywki.
Nie zdecydowaliśmy się na proste skopiowanie jednego z używanych wałków. Do dokładnych pomiarów wybraliśmy dwa bardzo dobrze zachowane oryginalne egzemplarze, które wizualnie można było uznać wręcz za idealne. Mimo to dokładny pomiar wykazał pomiędzy nimi subtelne różnice wynikające z wieloletniej eksploatacji.
Warto przy tym zaznaczyć, że były to najlepsze egzemplarze spośród znacznie większej grupy wałków, które mieliśmy do dyspozycji. Wiele pozostałych było zużytych w takim stopniu, że nie mogły już stanowić wiarygodnej podstawy do odtworzenia pierwotnego profilu krzywki.
Dlatego zamiast kopiować jeden wybrany wałek, porównaliśmy wyniki pomiarów najlepiej zachowanych egzemplarzy z dostępnymi danymi fabrycznymi. Dopiero na tej podstawie opracowaliśmy nowy profil, możliwie bliski geometrii oryginalnego wałka w stanie fabrycznie nowym.
Jako główny punkt odniesienia wykorzystaliśmy najlepiej zachowany wałek nr 2, uzupełniając jego pomiary danymi z dokumentacji.
Podczas opracowywania nowego profilu zwróciliśmy uwagę nie tylko na maksymalny wznios i czasy rozrządu. Analizowaliśmy również przebieg ruchu popychacza oraz zmiany jego prędkości i przyspieszenia.
Pozwoliło nam to wygładzić profil w miejscach, w których występowały niekorzystne zmiany przyspieszenia popychacza. Zależało nam przy tym na zachowaniu charakteru oryginalnego rozrządu AWO, a nie na tworzeniu w tym miejscu krzywki sportowej.
W dokumentacji AWO czasy rozrządu określono przez położenie wału korbowego względem górnego i dolnego martwego położenia tłoka.
Dla zaworu ssącego otrzymujemy:
otwarcie 40° przed GMP – zamknięcie 80° po DMP
czyli:
40° + 180° + 80° = 300°
Dla zaworu wydechowego:
otwarcie 80° przed DMP – zamknięcie 40° po GMP
czyli również:
80° + 180° + 40° = 300°
To właśnie te wartości przyjęliśmy jako punkt odniesienia podczas opracowywania nowego profilu.
W naszym opracowaniu czasy podajemy przy 0,10 mm rzeczywistego wzniosu płaskiego popychacza. Jest to ważne, ponieważ podawanie samej liczby stopni bez określenia progu pomiarowego może prowadzić do różnych wyników dla tej samej krzywki.
Przy remoncie starego silnika wiele uwagi poświęcamy głowicy, zaworom, gaźnikowi czy układowi zapłonowemu. Zdarza się jednak, że mimo wykonania tych prac silnik nadal nie pracuje tak, jak powinien. Brakuje mu mocy, gorzej reaguje na gaz albo jego pracy nie udaje się prawidłowo wyregulować.
W takim przypadku jedną z rzeczy, o których warto pamiętać, jest stan wałka rozrządu.
Zużycie krzywek postępuje powoli i nie zawsze jest dobrze widoczne gołym okiem. Pokazały to również nasze pomiary – nawet bardzo dobrze wyglądające oryginalne wałki wykazywały już różnice w geometrii krzywek. Przy egzemplarzach mocniej zużytych różnice mogą być oczywiście znacznie większe.
Dlatego podczas remontu silnika warto nie tylko ustawić prawidłowy luz zaworowy, ale również sprawdzić rzeczywisty wznios oraz fazy rozrządu. Nie wymaga to specjalistycznego stanowiska pomiarowego. Wystarczy czujnik zegarowy ustawiony na popychaczu oraz tarcza kątowa zamocowana na wale korbowym.
Dla naszego nowego profilu podaliśmy zarówno podstawowe parametry wynikające z dokumentacji, jak również wartości kontrolne przy wzniosie popychacza 1,00 mm. Pozwala to w stosunkowo prosty sposób sprawdzić zamontowany wałek i porównać jego pracę z prawidłową geometrią.
Żeby ułatwić takie sprawdzenie, przygotowaliśmy również tarczę kątową Simson AWO 425 do samodzielnego wydrukowania.
Celem tego projektu nie było stworzenie innej, „poprawionej” charakterystyki seryjnego silnika AWO. Najpierw chcieliśmy możliwie dokładnie ustalić, jak powinien wyglądać prawidłowy oryginalny wałek, a następnie przygotować technologię pozwalającą wykonać go ponownie.
Pomiary dwóch zachowanych oryginałów pokazały przy okazji, jak trudno ocenić stan wałka rozrządu wyłącznie na podstawie jego wyglądu. Dopiero pomiar całego przebiegu krzywki pozwala zobaczyć utratę wzniosu, zmianę zboczy i skrócenie rzeczywistych czasów pracy.
Efektem tego etapu jest opracowany przez nas profil 6,30 mm / 300°, przygotowana geometria wałka oraz kopiały potrzebne do jego końcowego szlifowania.
Continually myocardinate holistic mindshare with client-based web services. Assertively e-enable catalysts for change before fully tested markets. Phosfluorescently maintain wireless scenarios after intermandated applications. Conveniently predominate revolutionary quality vectors through future-proof manufactured products. Enthusiastically transform distinctive collaboration.
Intrinsicly coordinate multifunctional functionalities reliable potentialities. Objectively envisioneer high in convergence through collaborative networks. Interactively generate B2C e-tailers for business data restore fully researched relationships through resource maximizing results.
Conveniently predominate revolutionary quality vectors through future-proof manufactured products. Objectively envisioneer high in convergence through collaborative networks. Interactively generate B2C tailers for business data restore fully researched relationships through.
Conveniently predominate revolutionary quality vectors through future-proof manufactured products. Objectively envisioneer high in convergence through collaborative networks. Interactively generate B2C tailers for business data restore fully researched relationships through.
Conveniently predominate revolutionary quality vectors through future-proof manufactured products. Objectively envisioneer high in convergence through collaborative networks. Interactively generate B2C tailers for business data restore fully researched relationships through.
