Мотоклуб в Щелково

"Диаспора"

Устройство мотоцикла

Компоновка — это взаимное расположение основных деталей и агрегатов мотоцикла.

В этом смысле мотоциклу удивительно повезло. Общая схема расположения главных деталей, найденная Готлибом Даймлером больше 100 лет назад, до наших дней осталась практически неизменной.

Основу этой схемы составляет_ЩШ, то есть остов, скелет, к которому крепятся все остальные узлы.

Двигатель — второй по важности элемент конструкции. Он крепится к раме. А иногда и сам является ее составной частью. Впрочем, будет правильнее говорить не «двигатель», а «силовой агрегат» — потому что у подавляющего большинства современных мотоциклов двигатель внутреннего сгорания, сцепление, коробка передач объединены общим картерам и образуют единый блок.

К передней части рамы шарнирно крепится передняя подвеска с передним колесом; к задней части рамы соответственно задняя подвесуа с закрепленным в ней чялним колесом. Элементы подвески соединяют колеса с рамой, обеспечивают устойчивость мотоцикла и плавность хода, снижают нагрузки, передаваемые на раму от колес и, наконец, делают пользование мотоциклом комфортным и приятным.

Колеса обеспечивают контакт мотоцикла с дорогой. Они же создают так называемый гироскопический момент, за счет того двухколесное транспортное средство не падает при движении.

Тормоза находятся либо в ступицах колес (барабанные), либо в непосредственной близости от ступиц (дисковые) и способствуют замедлению и остановке мотоцикла.

Органы управления сконцентрированы главным образом на руле, который является главным из них. Кроме того, есть еще органы управления на силовом агрегате и раме: педаль переключения передач, кикстартер. педаль заднего (ножного) тормоза.

Топливный бак крепится в верхней части рамы между рулем и седлом. Кроме главной функции — хранить запас топлива — он несет еще одну дополнительную: является едва ли не главной видовой деталью мотоцикла.

Фара главного света и фонари (задний, указателей поворота) — элементы электрооборудования, выполняющие свои функции, обозначенные в названиях.

Седло, центральная и боковая подставка, ручки пасажира. грязевые шитки — это уже сущие мелочи.

Такое краткое перечисление почти ничего не добавило к Вашим мотоциклетным знаниям. Но оно обозначило для нас направление движения. И теперь мы поговорим о каждой составляющей более подробно.

Рама

Как мы уже отметили, к раме, как к скелету, крепятся все основные агрегаты мотоцикла. Она воспринимает все нагрузки: вес этих агрегатов, а также водителя и пассажира; тяговое усилие и усилия, возникающие при торможении; динамические нагрузки, появляющиеся при прохождении поворотов и преодолении препятствий.

Все эти нагрузки условно можно разделить на изгибные, действующие в продольной плоскости мотоцикла, и крутильные, действующие в поперечной плоскости.

Очевидно, что чем жестче рама, тем меньше ее упругие деформации, тем лучше мотоцикл «держит дорогу», то есть сохраняет заданное направление движения.

В зависимости от конструктивного исполнения различают одинарные и двойные, закрытые и открытые рамы, а в зависимости от профиля элементов — трубчатые или штампованные сварные рамы ( 18).

Пример одинарной закрытой конструкции — рама «ИЖ-Планеты», пример двойной закрытой — рама «Урала». С первого взгляда очевидна разница: если передний подкос, идущий вниз от рулевой колонки, состоит из одной трубы (или иного элемента) — рама одинарная; если он раздваивается — рама двойная. Оба отображенных варианта — ' закрытые, потому что образованы элементами, составляющими замкнутый контур. Иногда роль нижней образующей или переднего подкоса играет сам силовой агрегат — тогда раму называют открытой.

В пятидесятые — шестидесятые годы прошлого столетия довольно широкое распространение за рубежом получили хребтовые рамы, у которых очень мощной была верхняя часть, что позврлило просто подвешивать к ней силовой агрегат.

С ростом мощности двигателей хребтовая рама вышла из употребления. Ей на смену пришли монокок и дуплекс. Первая получилась из хребтовой, когда «хребет» был раздут до такой степени, что стал и вместилищем для бензобака. Дуплекс же похож на обычную трубчатую двойную раму, но две верхние трубы у него приварены к нижней части рулевой колонки, а два передних подкоса — к верхней части колонки. От этого рама стала гораздо жестче, и на ней прекрасно разместился огромный топливный бак.

Увы, и эта конструкция оказалась не вечной. На смену ей пришла диагональная рама, сваренная из алюминиевых мощных ко—

робчатых профилей. Назвали ее так из-за того, что она идет от рулевой колонки по диагонали к заднему маятнику. Если смотреть сверху, то при нетой доле воображения можно увидеть, что рама похожа на латинскую «1-Ь..

Прижившись вначале на спортивных мотоциклах, диагональная рама (или «дельтабокс», как ее иногда еще называют) вскоре стала почти безраздельно господствовать и в мире дорожных «спортбайков».

В заключение можно еще упомянуть о вовсе оригинальных хитросплетенных ажурных рамах мотоциклов «Дууати», даже не получивших пока собственного названия.

Двигатель

— Знаю, что бывают двухтактные и четырехтактные двигатели, но плохо представляю разницу между ними. А еще говорят — «двигатель внутреннего сгорания». Это тоже самое или что-то совсем другое?

Чтобы наши дальнейшие рассуждения были более понятны, давайте вначале договоримся о терминологии, хотя бы об основных понятиях.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — механическое устройство, $ котором химическая энергия сгорающего топлива превращается в тепловую, а затем — в механическую. Сгорание топлива происходит непосредственно внутри двигателя, в так называемой камере сгорания, образованной цилиндром и его головкой.

Рабочим циклом называется совокупность рабочих процессов, последовательно происходящих в цилиндре. Таких процессов пять: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск.

Поршень — деталь двигателя, воспринимающая давление газов, образовавшихся при сгорании топлива, и передающая это давление через поршневой палец и шатун на коленчатый вал.

Цилиндр — деталь, внутри той перемещается поршень. Внутренняя поверхность цилиндра является для поршня направляющей, наружная служит для отвода тепла.

Верхняя мертвая точка (ВМТ) ( 20) — крайнее верхнее положение поршня.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня.

Такт (или ход) — перемещение поршня из одного крайнего положения в другое. За один такт коленчатый вал поворачивается на 180° (на пол-оборота).

Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при его движении от ВМТ к НМТ. Рабочий объем измеряется в кубических сантиметрах. Для одноцилиндрового двигателя рабочий объем одного цилиндра является и рабочим объемом двигателя. Для многоцилиндровых двигателей рабочий объем определяется как сумма рабочих объемов цилиндров. (Иногда рабочий объем называют литражом).

Объем камеры сгорания — это объем над поршнем при его нахождении в ВМТ.

Полным объемом цилиндра называется сумма рабочего объема и объема камеры сгорания.

Степень сжатия (б) — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси в цилиндре при перемещении поршня из НМТ в ВМТ.

Двухтактный двигатель — двигатель внутреннего сгорания, в котором полный рабочий цикл происходит за два такта или, что одно и то же, за один оборот коленчатого вала.

Четырехтактный двигатель — то же самое, но полный рабочий цикл происходит за четыре такта, то есть за два полных оборота коленчатого вала.

Понятно, что это далеко не все термины, с которыми бы будем сталкиваться в дальнейшем. И потому по мере надобности мы будем объяснять все новые и новые понятия. Пока же этого достаточно, чтобы перейти у главному: рассмотреть рабочие процессы и разобраться в устройстве двигателя.

Рабочий цикл

Его рассмотрение мы начнем с четырехтактного двигателя — так легче понять процессы.

Первый ход поршня вниз используется для впуска в цилиндр горючей смеси состоящей из паров топлива и воздуха, связанных определенной пропорцией. Горючая смесь поступает через открытый впускной клапан. Это такт впуска.

Когда поршень достигает НМТ, впускной клапан закроется и поршень, двигаясь в обратном направлении, начнет сжимать смесь, совершая такт сжатия. При сжатии смесь греется и активно перемешивается.

Около ВМТ смесь поджигается и сгорает. При этом объем газов многократно увеличивается, возрастает давление в камере сгорания. Поршень Под действием этого давления начинает двигаться вниз, происходит такт расширения — единственный полезный рабочий ход.

Когда поршень находится у НМТ, открывается выпускной клапан, и отработавшие газы начинают выходить в атмосферу. Двигающийся к ВМТ поршень активно их вытесняет — происходит такт выпуска.

Затем весь цикл повторяется.

В рассмотренном нами рабочем цикле мы для простоты восприятия считали, что впускной клапан открывается при положении поршня в ВМТ, а выпускной открывается, когда поршень находится в НМТ. На самом деле в реальном двигателе все гораздо сложнее.

Судите сами — ведь клапан не может открыться мгновенно. Для его полного открытия необходимо какое-то время, как и для закрытия.

Поэтому открываться впускной улапан начинает еще до прихода поршня в ВМТ — это называется опережением впуска. Соответственно и закрывается он после прихода поршня в НМТ (запаздывание впуска).

То же самое происходит с выпускным улапаном: он открывается до прихода поршня в НМТ (опережение выпуска) и закрывается после ВМТ (запаздывание выпуска).

Периоды открытия клапанов — они обычно измеряются в градусах поворота коленчатого вала — называются фазами газораспределения. Пользуясь теперь этим термином, можно сказать, что открытие клапанов, с опережением и. закрытие с запаздыванием увеличивает длительность фаз (расширяет фазы). В результате улучшаются наполнение цилиндра горючей смесью и очистка его от отработавших газов, повышается мощность двигателя.

Для наглядности фазы принято изображать в виде круговой диаграммы. Глядя на нее, Даже неподготовленный зритель увидит, что существуют периоды, когда одновременно открыты оба клапана. Эти периоды принято называть перекрытием клапанов. В это время происходят сразу два процесса: заряд цилиндра свежей смесью и очистка его от отработавших газов. С одной стороны, это плохо: часть свежего заряда буквально «вылетает в трубу». С другой стороны, при этом улучшается качество свежего заряда и, значит, горение, стало быть, повышается мощность двигателя.

Из тех же соображений повышения мощности рабочую смесь в камере сгорания и поджигать, очевидно, рекомендуется не в момент прихода поршня,в ВМТ, а гораздо раньше (ведь горение — процесс, тоже требующий времени).

Причем не просто «раньше», а с таким расчетом, чтобы начало рабочего хода совпало с пиком давления над поршнем. Этот момент опережения зажигания для каждого двигателя строго индивидуален. От его величины зависят легуость пуска, развиваемая мощность и топливная экономичность двигателя.

— В четырехтактном двигателе все просто: открываются и закрываются клапаны, происходит впуск и выпуск смеси и газов. Но в двухтактном моторе клапанов нет, а он тоже работает. Как же так?

Верно, главное отличие двухтактного двигателя как раз в том и состоит, что у него нет клапанов. Но процесс газораспределения здесь протекает по тем же законам. Только «заведует» всем этим... поршень. Другое отличие состоит в том, что рабочий процесс происходит не только над поршнем, как в четырехтактном моторе, но и под поршнем, в так называемой кривошипной камере, которая в связи с этим делается герметичной. А третье отличие — в устройстве цилиндра и головки.

Если у четырехтактника цилиндр очень простой, а головка сложная (в ней, как правило, размещаются клапаны), тоу двухтактного мотора наоборот: в стенках цилиндра имеются окна и каналы сложной конфигурации, а головка простая.

Чем вызваны эти различия, мы поймем, когда рассмотрим, как протекает рабочий процесс в двухтактном ( 23).

Итак, поршень движется вверх. Как только его верхняя кромка перекроет левый продувочный канал, соединяющий цилиндр с кривошипной камерой, в картере под поршнем начинает образовываться разрежение. Пока правый выпускной канал еще открыт, в цилиндре над поршнем идет выпуск и продувка. Но как только верхняя кромка поршня перекроет и этот канал, начнется сжатие.

Продолжая двигаться вверх, поршень своей нижней кромкой откроет правый впускной канал (на23а он ниже выпускного), и в кривошипную камеру, в полость под поршнем, начнет поступать свежая горючая смесь из карбюратора. Начнется впуск.

В момент, когда поршень приблизится к ВМТ на расстояние, соответствующее опережению зажигания (вы уже знаете об этом), искровой разряд подожжет сжатую в камере сгорания смесь. Образовавшиеся при этом горячие газы, стремясь расшириться, заставят поршень, по инерции прошедший ВМТ, устремиться вниз. Произойдет рабочий ход.

Когда нижняя кромка поршня ( 236) перекроет впускное окно, в кривошипной камере начнется сжатие (его называют предварительным). Давление под поршнем повысится до 1,25–1,5 см3.

Когда верхняя кромка головки поршня, все еще идущего вниз, откроет выпускное окно, отработавшие газы, сохранившие достаточное давление, устремятся в выпускную систему. Начнется выпуск.

К тому моменту когда давление над поршнем станет почти равным атмосферному, головка поршня откроет и левое продувочное окно. Предварительно сжатая в кривошипной камере горючая смесь через продувочный канал направится в цилиндр и заполнит его, вытесняя отработавшие газы и частично смешиваясь с ними. При этом часть свежего заряда, понятно, вылетит в выпускное окно. (Это называется «прямой выброс»). Произойдет продувка.

Она закончится, когда прошедший НМТ поршень начнет двигаться вверх и перекроет продувочное окно. Выпуск же будет продолжаться до тех пор, пока и выпускное окно не будет перекрыто.

Если попытаться построить уже знакомую нам диаграмму фаз газораспределения, то придется показывать одновременно два процесса: один, происходящий над поршнем, в цилиндре, и другой, протекающий под ним, в кривошипной камере. В результате получится две диаграммы, два кольца. Внутреннее обычно изображает процессы в картере, наружное — в цилиндре.

Диаграммы, естественно, имеют абсолютно симметричные фазы газораспределения.

— Если в двухтактном двигателе рабочий ход происходит в два раза чаще, чем в четырехтактном, то и мощность при том же рабочем объеме должна быть в два раза больше ? Или я чего-то не понимаю ?

Ну, уонечно же, все должно быть именно так. Теоретически. А на практике выходит по-другому.

Несмотря на все ухищрения конструкторов, цилиндры двухтактных моторов все же плохо очищаются от отработавших газов. Как следствие, в них меньше попадает свежей смеси — значит, и процесс горения идет хуже.

К тому же часть свежей смеси успевает выскочить в выпускное окно, вовсе не поработав (помните «прямой выброс»?). А одно только это обстоятельство увеличивает расход топлива на 20–30%. А есть еще «обратный выброс», в карбюратор! На мотоциклах 50–60-х годов, имевших простые сетчатые воздушные фильтры, потери от обратного выброса составляли тоже ощутимую величину — до 25%...

Словом, не получается двойного выигрыша в мощности, сколько ни старайся. Да еще и по токсичности «двухтдктник» явно «грязнее» своего четырехтактного соперника.

Тут бы мог прозвучать следующий вопрос: «А зачем же тогда..?» Его в моей почте нет, но он подразумевается с тех самых пор, как шотландский инженер Дугалд Клерк в 1877 году создал двухтактный двигатель такой противоречивый, имеющий множество пороков — и вот уже больше века не сдающийся. А потому ответим.

Затем, что двухтактник гораздо проще по устройству. Проще в изготовлении. Надежнее. Проще в эксплуатации. И дешевле. Согласитесь — не так уж мало. А если еще принять во внимание, что двухтактные двигатели тоже непрерывно совершенствуются (по последним сведениям, австралийской кампаниейразработан новый принцип продувки двухтактного двигателя, который выводит этот мотор по топливной экономичности и мощности на один уровень с лучшими четырехтактными образцами), то спор между разными моторами, длящийся уже не одно десятилетие, может никогда не закончиться.

Цилиндропоршневая группа и кривошипно-шатунный механизм

Если у кого-то от этого длинного и чуть-чуть заумного названия побежали мурашки по коже, то это зря. На самом деле в «группу» входят только цилиндр и поршень, а «механизм» объединяет лишь два узла: шатун и коленчатый вал.

Цилиндр — одна из главных деталей двигателя. Внутренняя поверхность цилиндра служит направляющей для поршня, а через наружную отводится тепло. Цилиндр четырехтактного двигателя — самый простой. Обычно он изготавливается из специального чугуна. Внутренняя поверхность, «зеркало», обработана до высокой точности и чистоты. Причем с помощью особой технологии на эту поверхность наносится сетка микроканавок, удерживающих смазку и продляющих срок службы цилиндра.

Если двигатель охлаждается набегающим встречным потоком воздуха, то наружная поверхность цилиндра снабжается развитыми ребрами, улучшающими отвод тепла. Если охлаждение жидкостное — вокруг цилиндра устраивается «рубашка», в той циркулирует жидкость.

В нижней части цилиндра имеется фланец для крепления к картеру двигателя; в верхней — шпильки для крепления головки.

Это, конечно, лишь общая примитивная схема. На самом деде конструкций великое множество. Что ни мотоцикл, то иная конструкция цилиндра.

к примеру чугун, хорошо работающий на истирание и сулящий долговечность, для современного двигателя не годится — слишком тяжелыми были бы цилиндры. И потому инженеры придумали «слоеный» вариант: из чугуна делается только внутренняя тонкостенная гильза, а наружная рубашка — из алюминия. И получилось очень здорово. Ведь алюминий обладает прекрасной теплопроводностью. А как раз это и требуется от рубашки.

Цилиндр двухтактного двигателя гораздо сложнее. В нем, как вы помните, на разной высоте имеются каналы: впускной, выпускной и продувочный. Причем продувочных каналов может быть несколько.

Так как из соображений снижения веса цилиндры двухтактных двигателей тоже сплошь и рядом делают слоеными, то окна в гильзе должны очень точно совпадать с оунами в рубашке: если такого совпадения не будет, резко ухудшится протекание рабочих процессов, мотоцикл потеряет мощность и экономичность. Поэтому спортсмены, использующие двухтактные двигатели, нередко вручную заполировывают каналы и придают входным и выходным кромкам специальную форму, которая обеспечивает наилучшее перетекание горючей смеси.

Продувке двухтактных двигателей во все времена уделялось самое серьезное внимание. Выход каналов в цилиндр строился под строго определенным углом, ширина и высота окон тщательно просчитывались. Иногда для лучшего завихрения топливовоздуш-ной смеси на головке поршня даже устраивался специальный гребешок-отражатель, дефлектор. И типы продувок получали специальные названия: поперечная, возвратно-петлевая, трехканальная, крестообразная и т.д. Не будем на этом останавливаться. Для Вас, начинающих мотоциклистов, сказанного вполне достаточно, что-бы уяснить, как важна продувка для двухтаутного двигателя. А те, кто захочет в этом разобраться поглубже, найдут другие статьи.

— Читал, что бывают двухцилиндровые двигатели объемом всего 125 см\ а бывают и одноцилиндровые с «горшком» в 600 «кубиков». Почему так?

С самого своего рождения и многие, многие годы мотоциклетный двигатель был преимущественно одноцилиндровым. Разве что в классе 750 см3 и выше конструкторы снабжали его парой цилиндров. Да и то отчасти поневоле: приходилось считаться с тем, что не каждый водитель физически в состоянии преодолеть сопротивление смеси, сжимаемой в таком объеме, и провернуть коленчатый вал при пуске.

Одноцилиндровые моторы, как двухтактные, так и четырехтактные, по сей день строятся во всех странах мира и устанавливаются на мотоциклы в тех случаях, когда заведомо главными качествами выступают простота устройства, надежность и дешевизна.

В основном это моторы малых кубатур, рабочим объемом до 100–125 см3.

Однако в последние годы за рубежом появилось целое поколение одноцилиндровых 600-кубовых мотоциклов. Чем это вызвано? Чтобы разобраться, начнем «от печки».

Известно, что одноцилиндровый двигатель имеет множество врожденных пороков. Главные из них — неуравновешенность, неравномерность крутящего момента, склонность к вибрациям на больших оборотах, напряженность теплового режима. Прежде, при сравнительной тихоходности моторов, эти недостатки не так бросались в глаза и с ними можно было мириться. С ростом мощностей ситуация стала обостряться. И со временем явно наметилась склонность к росту числа цилиндров. Как правило, двигатели от 250 см3 и выше уже сейчас имеют два и больше цилиндров. Это дробление рабочего объема позволило заметно поднять литровую мощность за счет увеличения числа оборотов и степени сжатия.

Подсчитано, однако, что уменьшать объем одного цилиндра и увеличивать их число можно до определенного предела. Таким пределом по объему считаются 62 см3 и по числу — восемь. В качестве примера можно назвать некогда знаменитый четырехтактный четырехцилиндровый 350-кубовый двигатель гоночного мотоцикла «Восток» (С-364) или четырехтактный восьмицилиндровый(!) 500-кубовый двигатель итальянского гоночного мотоцикла «Си221». Дальнейшее увеличение числа цилиндров сталкивается с почти непреодолимыми трудностями компоновки и может быть оправдано только в случае единичного или штучного, в крайнем случае, исполнения. Для серийных же мотоциклов строятся двух-, трех — и четырехцилиндровые моторы.

Не надо обладать богатым воображением, чтобы понять, что сделать одноцилиндровый 350-кубовый двигатель гораздо проще и дешевле, чем того же объема четырехцилиндровый.

Но не только простотой и надежностью объясняется появление на Западе настоящей волны «больших горшков».

Дело в том, что одноцилиндровый двигатель большого объема для сглаживания пульсаций снабжается массивным маховиком, который обеспечивает великолепную равномерность крутящего момента при очень низких оборотах. Долгое время это хорошее качество напрочь уничтожалось чудовищными вибрациями, присущими такому мотору. Но после того как с этой неприятностью научились бороться с помощью особых уравновешивающих валов, ничто уже не могло помешать широкому распространению одноцилиндровых двигателей больших кубатур.

А тут еще выяснилось, что для «прошивания» городских пробок нет лучшего средства, чем специальный мотоцикл: узкий, легкий в управлении, мощный, способный динамично разгоняться, а в случае надобности — и тащиться в потоке со скоростью пешехода. Такие мотоциклы получили название городских «эндуро», и для них идеально подошли одноцилиндровые 600-кубовые двигатели: узкие, мощные, обладающие нужными характеристиками.

Вообще о цилиндрах можно говорить очень долго — ведь их количество и расположение всегда указывается как одна их первых и наиболее важных характеристик мотоцикла.

Но мы вынуждены двигаться дальше: наша дорогу длинна, а мы еще только в самом ее начале!

Головка цилиндра у большинства современных двухтактных двигателей отлита из алюминиевого сплава. Наружная ее поверхность в случае естественного охлаждения сильно оребрена. Внутри располагается камера сжатия, или, как ее чаще называют, камера сгорания.

В головке имеется несколько сквозных отверстий для крепления ее к цилиндру и одно резьбовое, выходящее в камеру сгорания — для свечи зажигания. Прежде на многих двухтактных двигателях в головке делали еще одно резьбовое отверстие для клапана-декомпрессора. Сейчас его ставят все реже.

У верхнеклапанных четырехтактных двигателей головка гораздо сложнее: в ней сделаны гнезда, направляющие и каналы клапанов. Зачастую тут же располагается распределительный вал с коромыслами: головка имеет патрубки для крепления карбюратора и выпускной инфраструктуры.

•

Форма камеры сгорания бывает разной. Но она отнюдь не произвольна, поскольку сильно влияет на качество сгорания. Прежде часто применялись такие формы, как полусферическая и «жокей-ный козырек».

Сейчас широкое распространение получила камера, как бы состоящая из двух сфер — в ней обеспечивается наиболее эффективное сгорание смеси.

— Меня всегда удивляло, что в характеристиках двигателя указывается число и расположение цилиндров — и ни слова о поршнях. Это дискриминация. Поршень — самая главная деталь...

Это чистая правда. Цилиндр пассивен. Поршень же воспринимает давление горячих газов сгорающей смеси и через поршневой палец и шатун передает его на коленчатый вал. Двигаясь возвратно-поступательно в цилиндре, он с частотой до 100 раз в секунду разгоняется до максимальной скорости и тормозит до нуля, испытывая огромные инерционные нагрузки. Действительно, это одна из самых нагруженных деталей двигателя.

В нем различают головку с днищем 1 и юбку 3. В юбке (она играет роль направляющей) имеются специальные приливы — бобышки с отверстиями, в которых располагается поршневой палец.

На боковой поверхности головки, в ее верхней части, проточены канавки 2. В них устанавливаются поршневые кольца.

Поршень непосредственно подвергается температурному воздействию со стороны горячих газов. Охлаждается же он плохо, только свежей смесью и через контакт с зеркалом цилиндра.

Поскольку поршень отливается из алюминиевого сплава, то при нагреваний он значительно расширяется. Чтобы его не заклинивало, поршень устанавливают в цилиндр с зазором. Причем зазор по высоте поршня различен: головка имеет наименьший диаметр, нижний пояс юбки — наибольший. Кроме того, юбка еще и овальна в поперечном сечении: она вытянута в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. Учитывая столь сложную форму поршня, условились измерять его диаметр в одном месте: под нижним поршневым кольцом. По этому размеру и подбираются поршни к цилиндрам.

Поршни четырехтактных нижнеклапанных двигателей имеют плоское днище. У верхнеклапанных оно плосуое, с выемками для предохранения клапанов.

Поршни двухтактных двигателей, как вы помните, не только сжимают рабочую смесь в камере сгорания, но и управляют впуском, выпуском и продувкой. В юбке такого поршня имеются специальные вырезы или окна, соответствующие по конфигурации окнам на зеркале цилиндра. А в канавках для поршневых колец устанавливаются стопорные штифты, которые не позволяют кольцам поворачиваться на поршне и тем предохраняют их стыки от попадания в окна и от поломки.

Поршневые кольца разрезные, их изготавливают из таких сортов чугуна или стали, которые обладают пружинящими свойствами. За счет этого кольца хорошо прилегают к зеркалу цилиндра, уплотняя зазор между ним и поршнем. Кольца по назначению бывают двух видов: уплотцительные (или компрессионные) и маслосъемные. Двухтактный двигатель маслосъемных колец не имеет. На поршне четырехтактного такое кольцо устанавливается ниже уплотнитель-ных. При движении поршня оно снимает со стенок цилиндра излишнее масло и сбрасывает его в картер.

Больше трех колец на поршень не ставится: степень уплотнения увеличивается мало, а потери на трение заметно растут.

Стык поршневого уольца называется замком. Замки бывают прямые или косые (у четырехтактного двигателя). На поршне двухтактного двигателя кольцо в замке соответствует форме и расположению стопорного штифта.

Поршневой палец стальной, пустотелый, термически обработанный. В бобышках поршня он чаще всего устанавливается по так называемой плавающей посадке — то есть может свободно поворачиваться. Однако нередко используется и горячая посадка, когда палец зафиксирован в бобышках и поворачиваться может только во втулке. Осевое перемещение пальца ограничивают пружинные стопорные кольца, установленные в проточки бобышек.

Прежде чем перейти к другой детали, отвлечемся немного и поговорим о том, как связаны между собой диаметр цилиндра и ход поршня.

Это не только интересно, но имеет прямое отношение к дальнейшим рассуждениям.

Если сопоставить, к примеру, эти соотношения мотоциклов разных лет, то даже неспециалист заметит, что непрерывно идет процесс уменьшения хода поршня и увеличения его диаметра. Чем это вызвано?

В первую очередь, конечно же, тем, что мотоцикл при этом становится легче: наименьшая поверхность цилиндра достигается при отношении хода поршня к диаметру, равном 1. При уменьшении хода поршня существенно изменяется расстояние, то он проходит, и, соответственно, средняя скорость, а это не только продляет срок жизни поршня, но и позволяет увеличить частоту вращения коленчатого вала. Небезынтересно отметить: величина средней скорости поршня уже много лет остается почти неизменной, так как за уменьшением хода тут же рекомендуется увеличение частоты вращения — благодаря этому растет мощность.

Для четырехтактных двигателей увеличение диаметра цилиндра выгодно еще и потому, что позволяет использовать более крупные клапаны или, что еще лучше, увеличить их число. А это уже влияет на наполнение и тоже поднимает мощность. Существует даже такой термин: «поршневая мощность». Она выражается соотношением, в котором фигурирует площадь поршня, и позволяет судить о степени форсированности двигателя. Увеличить эту площадь можно, увеличивая число цилиндров и уменьшая отношение ^сода поршня у диаметру. В современных двигателях это отношение близко к единице. А уменьшение его ниже 0,8 совершенно нецелесообразно.

Коленчатый вал и шатун образуют кривошипно-шатунный механизм. Его главное назначение — преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Простейший коленчатый вал одноцилиндрового двигателя состоит из коренных и шатунных шеек и щек. Шатунная шейка охватывается нижней головкой шатуна, на коренных вал вращается в подшипниках, установленных в картере. Коленчатые валы многоцилиндровых четырехтактных двигателей часто отливают целиком из высокопрочного чугуна, а затем шейки механически обрабатывают.

Как правило, валы неразборные. Даже в том случае, когда коренные шейки (полуоси) и шатунная шейка соединяются со щеками в горячем состоянии. Так, к примеру, устроен коленчатый вал «Урала».

Отечественный двухцилиндровый двухтактный двигатель «ИЖ-Юпитер» — это, по существу, два одноцилиндровых мотора, объединенные общим уартером. Поэтому и коленчатый вал — это два самостоятельных вала, соединенные выносным маховиком. Входящие в маховик коренные шейки фиксируются шпонками, а разрезной маховик стягивается мощным болтом.

Маховик — массивный диск, обычно закрепляемый на конце коленчатого вала. Обладая значительной массой, а, следовательно, и инерцией, маховик при вращении коленчатого вала накапливает значительную энергию, которая расходуется во время вспомогательных тактов и сглаживает неравномерность крутящего момента.

Как правило, маховик четырехтактного двигателя располагается на заднем конце коленчатого вала, выходящем из картера, и является частью сцепления. На наружном ободе маховика обычно имеются метки, помогающие устанавливать опережение зажигания и контролировать число оборотов. Если двигатель имеет электрический запуск, то на обод маховика напрессовывается зубчатый венец, в зацепление с которым входит шестерня стартера.

Шатун шарнирно связывает поршень с коленчатым валом. В поперечном сечении шатун чаще всего имеет форму-двутавра. Самый предпочтительный материал — сталь. Конструктивно в шатуне различают верхнюю головку, тело и нижнюю головку. В верхней головке располагается подшипник поршневого пальца. Прежде в большинстве случаев это была бронзовая втулка. Сейчас все чаще — игольчатый подшипник: он более долговечен и надежен при высоких оборотах.

В нижней головке также установлен подшипник. Часто его внутренней обоймой является сама шейка коленчатого вала, а наружной — специальное термически обработанное кольцо, запрессованное в головку шатуна. Иногда нижняя головка бывает разъемной — тогда в нее устанавливаются вкладыши.

В отличие от роликового подшипника качения такой вариант называется подшипником скольжения. Так устроен, к примеру, шатун мотоцикла «Днепр».

Картер

Как рама соединяет в одно целое все агрегаты и узлы мотоцикла, так картер соединяет воедино силовой агрегат. Через точки крепления на картере чаще всего этот агрегат соединяется и с рамой. Картер отливается из алюминиевого сплава. На его конструкции существенно отражается характер рабочего процесса двигателя.

к примеру, картер четырехтактного двигателя — это чаще всего единая отливка с полостью для коленчатого вала, фланцами крепления цилиндров, масляного насоса, фильтра, с резервуаром для масла и т.п. В его передней и задней стенках проточены отверстия для установки подшипников и сальников.

Картеры двухтактных мотоциклов отличаются тем, что являются общими для двигателя, сцепления и коробки передач ( 28). Для удобства разборки и сборки их обычно делают разъемными, состоящими из двух, трех, а то и больше частей. Причем плоскости разъема могут быть как вертикальными (что присуще российским мотоциклам), так и горизонтальными (что часто можно видеть на японских мотоциклах).

В передней части картера двухтактного двигателя имеется кривошипная камера. Поскольку она участвует в газораспределительном процессе, то ее приходится герметизировать. Для этого в левой половине картера устанавливается резиновое уплотнение (сальник), препятствующее проникновению в кривошипную камеру масла из полости моторной передачи, а в правой половине — сальник, не позволяющий атмосферному воздуху проникнуть в кривошипную камеру, когда в ней создается разрежение.

Рядом с кривошипной камерой располагаются полости, в которых размещаются валы и шестерни коробки передач, моторная передача и сцепление. Половинки картера соединяются винтами. Уплотнение между половинками обеспечивается за счет чистоты обработки поверхностей и нанесения клея либо герметика.

Дополнительные крышки, закрывающие моторную и главную передачи, обычно уплотняются тонкими картонными или парони-товыми прокладками.

Механизм газораспределения

— В двухтактном двигателе хозяин — поршень, он управляет всем процессом. А как отурываются и закрываются клапаны в четырехтактном двигателе?

Ну, в двухтактном двигателе тоже все далеко не так просто, как может показаться на первый взгляд.

Когда мы говорили о диаграмме и фазах газораспределения, мы назвали их симметричными. Это красиво звучит и выглядит, но такие фазы вовсе не идеальны. Происходящие одновременно впуск свежей смеси и выпуск отработавших газов ухудшают экономичность и уменьшают мощность двигателя. А потому заманчиво как-то разделить эти процессы, чтобы лучше очистить цилиндры от газов и увеличить их наполнение свежей смесью. Это позволило бы увеличить литровую мощность, то есть мощность, отнесенную к одному литру рабочего объема.

Самые хитрые инфраструктуры продувок если и давали какой-то результат, то весьма незначительный.

И тогда появилась новая идея: поставить на впуске золотник — нечто вроде клапана, что позволило бы увеличить продолжительность фазы впуска и исключить так называемый обратный выброс смеси в карбюратор. Это устройство еще называют лепестковым клапаном или обратным пластинчатым клапаном.

Первый клапан представлял собой просто упругую стальную пластинуу, расположенную поперек потока свежей смеси. Он, во-первых, оказывал большое сопротивление этому потоку, во-вторых, довольно быстро ломался, не выдерживая бесконечных перегибов — пульсаций.

Однако «лиха беда — начало». Шло время, появлялись новые материалы, отрабатывались технологии. И вот уже клапаны на впуске стали серийно устанавливаться на многие мотоциклетные двигатели, в том числе отечественные. И это позволяет экономить до 15% топлива при одновременном улучшении динамических показателей мотоцикла.

Воодушевленные успехом конструкторы обратили свои взоры на выпуск — ведь там тоже происходит безобразная утечка смеси. И тут же появились клапаны на выпуске; их назвали мощностными. Но о них мы поговорим чуть позже.

А пока вернемся к четырехтактному двигателю и его системе газораспределения.

Принято различать два типа механизмов: верхнеклапанный и нижнеклапанный.

В первом случае клапаны располагаются в головке цилиндров и приводятся в действие от распределительного вала, находящегося внизу, с помощью длинных толкателей, штанг и коромысел. Недостатки этой инфраструктуры стали проявляться все отчетливее по мере роста числа оборотов двигателя. Ведь даже самые легкие толкатели обладают массой, значит, инерцией, и на каком-то этапе они стали запаздывать. Точнее говоря, перестали точно отслеживать профили кулачка распредвала. Нарушились фазы, и это стало приговором верхнеклапанному механизму.

При нижнеклапанном газораспределении клапаны располагаются в теле цилиндра, привод осуществляется коромыслами либо толкателями. Такая Схема оуазалась гораздо более живучей, поскольку масса частей, движущихся возвратно-поступательно, невелика.

Но и ее щ>губили врожденные пороки: очень большая поверхность камеры сгорания провоцирует детонацию, да и быстроходность моторов с этой схемой не превышает 4500 об/мин, что на сегодня недопустимо мало.

Гораздо популярнее на современных мотоциклах схема с верхним расположением клапанов, но пока еще с нижним распредвалом. В этом варианте двигатель может развивать до 7000 об/мин.

Когда же распределительный вал перенесли в головку и он стал непосредственно через коромысла воздействовать на клапаны (мотор получил способность «раскручиваться» до 9000 об/мин. Этот вариант был очень популярен в 70-е годы.

Наконец, для очень быстроходных моторов придумали вариант с двумя распредвалами в головке). Тут уж вовсе отсутствуют возвратно-поступательно движущиеся толкатели или штанги — а потому моторы могут развивать до 11–12 тысяч об/ мин.

Впрочем, пружина, как выяснилось, тоже обладает «временем срабатывания». И при каких-то, пусть даже очень высоких частотах вращения распредвала она не успевает разжиматься. Для таких особо сложных случаев придуман так называемый десмодромный механизм, в котором клапаны и закрываются, и открываются под действием кулачков, пружин в нем нет вообще. Эту схему придумали конструкторы итальянской фирмы. И она себя оправдала её гоночный двигатель объемом 125 см3 развивал 16 тыс. об/мин и был при этом очень надежным. Недостаток у этой конструкции один: она дорого обходится в производстве и сложна в эксплуатации. Однако это не мешает итальянцам использовать ее даже на дорожных мотоциклах.

Самая распространенная на сегодня схема газораспределения — DOHC. По ней работает большинство современных четырехтактных моторов. Причем все чаще вместо двух клапанов на цилиндр применяют 4, 5, а иногда уже и 6 клапанов. Благодаря этому общее проходное сечение для впуска и выпуска становится больше, улучшаются очистка и наполнение цилиндров. Клапаны меньшего диаметра лучше охлаждаются, их масса меньше, значит, можно еще хоть на немного поднять обороты двигателя. К сожалению, и это усложнение конструкции заметно повышает стоимость мотоцикла и потому не применяется в тех случаях, когда на первом месте стоят дешевизна и простота.

— В автомобильных двигателях привод распредвала цсуществляется цепью или ремнем. А как это делаетср в мотоциклетных моторах?

Тип привода распредвала зависит в первую очередь от того, где располагается распредвал. Если он находится внизу, в картере, то все очень просто: достаточно обычной шестеренной передачи. Она обеспечивает точность фаз газораспределения и очень надежна.

Если же вал находится в головке цилиндров, то привод шестернями становится неудобным, очень громоздким. И ему на смену приходит втулочно-роликовая цепь. Ее преимущества очевидны: она легче, компактнее и дешевле. Но столь же очевидны и недостатки. Цепь изнашивается и вытягивается, заметно нарушая фазы; цепь «шумит» и требует постоянного наблюдения и ухода.

А потому, как и на автомобильных моторах, на мотоциклах все чаще вместо цепи применяется зубчатый ремень. Он, конечно, тоже со временем изнашивается. Но цена ремня невелика, и заменить его в назначенный срок — дело совсем не трудное.

Таким образом, мы рассмотрели основные механизмы двигателя и теперь переходим к рассмотрению его систем. Их пять: инфраструктуры смазки, охлаждения, питания, выпуска и электрооборудования.

Система смазки

Трение — злейший враг любого механизма, в том числе и двигателя внутреннего сгорания. Когда трущиеся поверхности тщательно обработаны, трение меньше; при грубой обработке силы трения могут достигать таких величин, что детали будут нагреваться вплоть до спекания и оплавления.

Сущность и смысл процесса смазки заключается в том, что масло подается между трущимися поверхностями, образует масляный клин и разъединяет эти поверхности. Сухое трение заменяется

жидуостным, то в сотни раз меньше. Кроме того, масло отводит тепло от деталей и уносит из зоны контакта продукты износа.

В четырехтактных двигателях традиционно применяется закрытая циркуляционная система смазки. При этом масло из картера забирается масляным насосом и под давлением подается к коренным подшипникам коленчатого вала, распределительному валу, толкателям, коромыслам и некоторым другим деталям, от которых потом сбрасывается снова в картер.

Под давлением, а частично за счет масляного тумана смазывается подшипник нижней головки Шатуна .

В некоторых случаях зеркало цилиндра, поршень и поршневой палец смазываются за счет разбрызгивания масла — тогда система называется комбинированной.

В описаниях зарубежных четырехтактных мотоциклов нередко встречается термин «сухой картер». Это значит, что при таком исполнении масло хранится в отдельном масляном баке, а после того как отработает в узлах трения и будет сброшено в картер, с помощью насоеа тут же снова через фильтр отправится в свою емкость.

Двухтактные двигатели изначально отдельной инфраструктуры смазки не имели — это было их крупным плюсом > снижавшим стоимость мотоцикла в целом. Масло в определенной пропорции подмешивалось к бензину и в таком виде подавалось в двигатель, смазывая по пути все трущиеся пары.

Соотношение бензина и масла в смеси зависело от конструкции двигателя и его состояния. Для отечественных моторов, как правило, на 10 л топлива нужно было добавить 400 мл масла, то есть соотношение было 25:1. В зарубежных двухтактных моторах, где нередко к подшипникам коленчатого вала масло подавалось отдельно, соотношение было 33:1, а порой и 50:1.

При всей своей простоте и привлекательности такой способ смазки таил в себе множество недостатков.

Во-первых, масло и бензин имеют разную плотность и еще более разную способность испаряться. А потому, попадая в кривошипную камеру, масло сразу же оседает на ее стенках, стекает вниз, и значительная часть его не участвует в процессе смазки.

Во-вторых, при таком способе смазки важно, чтобы бензин и масло были тщательно перемешаны — а это не всегда удается сделать. И последствия в случае плохого перемешивания могут быть для двигателя самыми тяжелыми.

В третьих, масло в смеси подается к трущимся парам всегда в одной и той же пропорции, не зависящей от режима работы двигателя. Это приводит к заведомому перерасходу масла и, что гораздо хуже, к большому выделению вредных веществ с продуктами сгорания.

Кроме того, масло, попадающее вместе с бензином в камеру сгорания, оседает на самых нагретых частях двигателя и образует толстый слой нагара, состоящий из тяжелых невыгоревших смол. Этот слой ухудшает охлаждение деталей, в первую очередь головки цилиндра и днища поршня, и может привести к калильному зажиганию и даже прогоранию поршня. (Калильное зажигание — неблагоприятный процесс, при котором воспламенение смеси происходит не от искры, а от раскаленных частиц нагара или металла).

Нагар активно образуется и на электродах свечей зажигания, увеличивая электрическое сопротивление и ухудшая искрообразо-вание вплоть до полного отказа свечи.

Согласитесь, недостатков оказалось так много, что они затмили все преимущества «старой доброй инфраструктуры». И конструкторы активно занялись поисками способов улучшения инфраструктуры смазки, ее оптимизации. Эти поиски привели к созданию тау называемой раздельной инфраструктуры смазки.

Впервые в отечественной праутике она была серийно использована на мотоцикле ИЖ-»Планета-Спорт» в 1974 году. И создательу довелось участвовать в ее испытаниях.

Потом, когда «ПС» сняли с производства, был довольно длинный период забвения. И только с 1994 года раздельная смазка, пережив модернизацию, избавившись от детских болезней, снова вернулась на серийные ЙЖи и другие мотоциклы.

Система обеспечивает строго дозированную смазку деталей ци-линдро-поршневой подгруппы и кривошипно-шатунного механизма. Она состоит из отдельной масляной емкости, размещенной в левой крышке картера, но изолированной от полости сцепления; размещенного там же винтового масляного насоса, маслопроводов, распылителя и троса управления, соединенного с ручкой «газа». Главная часть инфраструктуры — насос. Он состоит из собственно винтового насоса, поршневого клапана-датчика, дозатора и диафрагменного обратного клапана.

Масло через канал попадает в корпус насоса, захватывается его винтом и подается под крышку насоса и далее к клапану-датчику. Под давлением масла поршень, преодолевая усилие пружины, отходит от седла (при этом он размыкает электрический контакт и на щитке приборов гаснет лампа, показывая, что в системе смазки есть давление) и освобождает маслу проход к дозатору.

Не будем останавливаться подробно на конструкции дозатора. Скажем лишь, что это устройство связано тросом с ручкой «газа» и в зависимости от положения ручки (а значит, и от режима работы двигателя) уменьшает или увеличивает подачу масла.

Упомянутый нами диафрагменный клапан не позволяет маслу из магистрали стекать обратно в масляную емкость при неработающем двигателе, служит для регулирования минимальной подачи масла на режиме холостого хода двигателя.

Опять-таки опуская длинные и подробные описания процессов,

которые вряд ли уместны в нашей книжке» скажем, что при использовании инфраструктуры раздельной смазки обеспечивается соотношение масло/бензин от 1:100 на режиме холостого хода до 1:25 на режиме номинальной емкости. А средние эксплуатационные соотношения составляют от 1:33 до 1:67. И это не предел: конструкторы утвер»ж-х дают, что при использовании специальных масел для двухтактных двигателей и нетой доработке насоса расход масла может быть уменьшен еще раза в два!

Понятно, что одно применение раздельной смазки еще не решает всех проблем двухтактного двигателя. Но также понятно, что это очень сильный ход. А потому в 90-е годы для зарубежных мотоциклов с двухтактными двигателями раздельная смазка стала почти обязательным элементом конструкции.

Поговорим о маслах

— Говорят, раньше у мотоциклистов была одна проблема — где купить масло. Сейчас масел в продаже — море. Но теперь возникла другая трудность: какое масло купить?

Да, по поводу масел споры никогда не утихают. И это странно, потому что вроде бы никаких сложностей в этой проблеме нет. Давайте в этом убедимся.

Вначале немного общих сведений.

Минеральные масла получили свое название потому, что получали их из нефти (минерального сырья) методом прямой перегонки. Этот метод применяется и сейчас — вот только полученная с его помощью продукция никого уже не устраивает. Главный недостаток минерального масла — большая зависимость вязуости от температуры. В связи с этим минеральные масла в чистом виде уже не применяются, но используются в качестве основы. К маловязким основам добавляются целые пакеты различных присадок.

Загущающие присадки вводятся для создания надежной масляной пленки, не разрушающейся при высоких температурах.

Антикоррозионные присадки, как явствует из названия, должны предотвращать коррозию деталей двигателя.

Антиокислительные помогают сохранять свойства масла, уберегая его от окисления и старения.

Моющие обеспечивают чистоту двигателя, растворяют смолистые отложения.

Противоизносные присадки, антипенные и еще ряд других дополняют это неполный перечень.

Как видите, хорошее масло уже содержит в своем составе все важные компоненты, и добавлять в него больше ничего не надо.

Вот только как определить, что масло действительно хорошее?

Принято различать четыре подгруппы масел: для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и мотоциклов, для дизельных двигателей легковых автомобилей, для дизельных двигателей грузовиков и для двухтактных двигателей.

Мало этого: масла для бензиновых двигателей в свою очередь подразделяются на подгруппы в зависимости от степени форсированное двигателя.

В мире существует немало разного рода классификаций. Мы не будем рассматривать их все, чтобы окончательно вас не запутать. Отбросим сразу и масла для дизельных двигателей, тем более для грузовиков с такими моторами.

В результате оставим только две интересующие нас (наиболее применяемые) классификации: АР1 и ГОСТ. И только два типа масел: для бензиновых четырехтактных и бензиновых двухтактных двигателей.

Итак, по классификации АР1 (Американский институт нефти) моторные масла в зависимости от степени форсированное™ двигателей делятся на семь групп и имеют соответственно обозначения 5С, 5Б, 5Е, 5Р, 56, 5Н и 5Д. Свойства масел улучшаются справа налево. Если, к примеру, масло класса 5С предназначено для низко-форсированных двигателей с максимальным числом оборотов не выше 4000, то масло класса 8.Г пригодно для самых современных моторов со впрыском топлива.

Очень важная характеристика — классификация моторных масел по вязкости, введенная Обществом автомобильных инженеров США (БАЕ). Эта характеристика давно привычна большинству на—

ших автомобилистов и мотоциклистов и выглядит, к примеру, так: 8АЕ 10Ш0; 5АЕ 0\У30 и т.д.

Наиболее распространенные масла этого ряда считаются всесе-зонными, поскольку обеспечивают пуск двигателя при достаточно низких температурах и его надежную работу летом, в жару.

к примеру, масло 8АЕ 0\У30 работает в диапазоне температур от -40 «С до +300 «С; для 8АЕ 5\У40 нормальный температурный диапазон от -25 «С до +400 «С; а масло 5АЕ50 предназначено для тропиков, оно работает в диапазоне от 0 до +500 «С.

Отечественная классификация по ГОСТ (ГОСТ 17479–72) делит моторные масла на 4 подгруппы: Б, В, Г и Д в зависимости от того, для двигателей какой степени форсировки они предназначены.

Масла подгруппы Б1 — это аналог масел 5С-80 по классификации АР1; В1 и П соответствуют маслам 8Е и 8Р; Д1, соответственно, маслам 8Р-8.1. (Индекс 1 в системе обозначений ГОСТ показывает, что масло предназначено для бензиновых двигателей).

Чтобы Вам было легче разобраться во взаимосвязях классификаций, приведем пару простеньких табличек.

Класс вязкости по 8АЕ	10^	20^/	30	40	50
Класс вязкости по ГОСТ	6	6–8	10–12	14–16	20

АР1	8Е8Б	8Е	8Р8С	8Н 81
ГОСТ	Б1	В1	П	Д1

Для двухтактных двигателей долгое время применялись те же масла, что и для четырехтактных, и это создавало массу проблем. Ведь кроме обычных функций — снижения интенсивности износа деталей и предотвращения коррозии, — масло для «двухтактника» должно обладать способностью создавать прочную пленку, устойчивую против высоких температур и нагрузок; не вызывать отложений лаков и нагара, приводящих к закоксовыванию поршневых колец и замыканию электродов свечей зажигания; не создавать токсичных компонентов в продуктах сгорания — и при этом отлично смешиваться с бензином, образуя стабильную смесь длительного хранения.

Как это ни покажется странным, но в старых тихоходных двухтактных моторах неплохо работало простейшее минеральное базовое масло. Даже в 60–70-е годы мы еще пользовались авиационным маслом МС-20, и это было лучшее, что мы могли предложить нашим любимым ИЖам и «Явам». Достаточно сказать, что это масло давало в 2 раза меньше отложений в выпусуном окне, чем стандартное автомобильное масло того времени М8А.

В последние годы несколько нефтехимических заводов начали одновременно выпуск специальных масел для двухтактных двигателей. Поступают такие масла на российский рынок и от зарубежных производителей.

Эти масла представляют сложные составы из многих компонентов, в том числе бёззольных или малозольных присадок. Кстати, зольность — один из важнейших параметров, определяющих класс масла, ведь именно от этого показателя зависит количество отложений на головке поршня, головке цилиндра и в выпускных окнах.

В материалах, опубликованных в различных журналах, отображены характеристики как отечественных, так и зарубежных масел. Причем не только специальных двухтактных, но и, что особенно интересно, стандартных отечественных автомобильных моторных. Из этих материалов видно, что двухтактные масла превосходят автомобильные моторные буквально по всем показателям. И не на проценты, а в разы! Чего стоит одна зольность: у масла М12ТП она 0,28%, а у «жигулевского» М6з/10Г1–1,3%. И в то же время для нормальной эксплуатации двухтактного двигателя требуется только 2% (от количества топлива) масла М12ТП против 4% М6з/10П. Нужно ли еще что-то к этому добавлять?

За рубежом принято различать четыре класса масел для двух-тактных двигателей. В соответствии с этой классификацией отечественные масла М12ТП и МГД 14М могут быть отнесены к классу ТВ. А это значит, что их нельзя рекомендовать для применения в высокооборотистых двигателях средних и высоких кубатур, где требуются масла класса ТС. Увы — у нас таких пока нет.

И вот еще что интересно. При добавлении в бензин обычного автомобильного масла в количестве 4–5% октановое число бензина уменьшается на 1,5 единицы, а теплота сгорания — на 800–9000 кДж/кг! Если же мы добавляем в бензин «двухтактное» масло, теплота сгорания вообще не снижается, а октановое число уменьшается всего на 0,3 единицы

Система охлаждения

Двигатель внутреннего сгорания — это тепловая машина. Иными словами, работа, которую производит двигатель, получается за счет тепла, выделяемого сгорающим топливом.

Но термический КПД современного двигателя не так уж высок: он редко превышает 40%. Это значит, что остальные 60% тепла уходят на нагрев деталей двигателя и уносятся с отработавшими газами.

До определенных пределов нагрев двигателя не только не опасен, но даже необходим: в прогретом моторе обеспечивается хорошая смазка, легко испаряется топливо, снижаются механические потери. Если же температура наиболее нагретой детали, поршня, поднимается до 300–400 «С, происходит выгорание масляной пленки и заклинивание поршня в цилиндре.

В процессе работы тепло от поршня частично передается через кольца цилиндру, частично отнимается струей рабочей смеси, омывающей головку поршня. Цилиндр же охлаждается... по-разному.

Долгое время единственным способом охлаждения мотоциклетного двигателя был встречный поток воздуха. Поэтому цилиндр и головки всегда имели развитое оребрение. А для улучшения теплоотдачи их делали из алюминия. Такой способ назывался естественным воздушным охлаждением.

Он неплохо работал на обычных дорожных мотоциклах, имевших возможность двигаться с достаточно высокой суоростью, не испытывая при этом большого сопротивления. Если же мотоцикл долго двигался на низких передачах или стоял в заторах, да еще в жару, двигатель перегревался и его приходилось глушить, чтобы он остыл.

Поэтому как альтернативный был предложен способ принудительного воздушного охлаждения. В этом случае цилиндр заключали в кожух, куда мощный вентилятор постоянно нагнетал воздух. Этот способ особенно широко использовался на мотороллерах, где по условиям компоновки двигатель закрыт капотом и естественное охлаждение цилиндра практически исключено. Отечественные мотороллеры прошлых лет, как и сегодняшние Тула-5.952, Тула-5.971 и Тула-5.403–03К «Муравей» подтверждают это правило.

Однако и принудительное воздушное охлаждение не свободно от недостатков. Вентилятор отнимает значительную часть энергии двигателя и заметно повышает общий уровень шума мотоцикла. На сельских дорогах он нередко захватывает воду, смешанную с грязью, и направляет все это на ребра цилиндра, после чего об охлаждении вообще говорить бессмысленно.

По-настоящему решает все проблемы, конечно же, только жидкостное охлаждение. Но оно, естественно, дороже обходится — тут уж ничего не поделаешь.

В который раз грустно констатируем: жидкостное охлаждение в зарубежном мотоциклостроении появилось в конце шестидесятых годов. Первый же отечественный ИЖ-»Юпитер 5» с радиатором мы увидели в 1994 году.

Давайте присмотримся к нему более подробно.

Новые цилиндры теперь не имеют ребер и выглядят непривычно маленькими. Вся система ( 33) состоит из радиатора, насоса, термостата, вентилятора, реле его включения и, естественно, шлан-' гов, все это соединяющих. Жидкость из левого резервуара радиатора поступает к насосу, соединенному непосредственно со звездочкой на левой шейке коленчатого вала. От насоса по шлангам она попадает в рубашки и головки цилиндров, омывает их и выходит в коллектор, где установлен термостат, через который жидкость попадает в правый бачок радиатора. Пока температура жидкости меньше 60 С (двигатель не прогрет), термостат закрыт и лишь малое его окошуо позволяет жидкости проходить в радиатор. По мере повышения температуры термостат все больше открывается, и все большее количество жидкости через большее сечение проходит в радиатор. Если температура поднимется до 97 °С, сработает датчик и включится электрический вентилятор. Он будет обдувать радиа-'тор до тех пор, пока температура жидуости не понизится до 87 °С.

Пробка радиатора устроена таким образом, что, с одной стороны, поддерживает в системе повышенное давление, благодаря чему температура кипения жидкости существенно превышает 100 «С. А с другой стороны, обеспечивает пропуск жидкости из расширительного бачка обратно в радиатор, когда при остывании давление в , нем Падает.

Поскольку теперь на цилиндре не стало ребер и появилась двойная рубашка с жидкостью, уровень шума двигателя снизился на 30%. И, что еще более важно, на 25–30% уменьшился расход топлива из-за оптимального и стабильного теплового режима двигателя.

Примерно по такой же схеме работает жидкостное охлаждение на мотоцикле «Урал» — оно появилось двумя годами позже.

Система питания и выпуска

Прежде к системе питания относили лишь топливный бак, кран, карбюратор и впускной коллектор или патрубок. Выпускные трубы и глушители рассматривались отдельно как система выпуска. Однако впуск и выпуск так тесно связаны, что их сайтение невозможно, и все чаще этот комплекс рассматривается как единое целое. Давайте и мы поступим так.

1 — крышка двигателя; 2 — шланг; 3 — впускной патрубок; 4 — регулятор; 5 — прокладка; 6 — карбюратор; 7 — педаль кикстартера; 8 — пробка полости маховика; 9 — крышка водяного насоса; 10 — крышка люка; 11 — пробка сливная; 12 — крышка со щупом; 13 — пробка сливная; 14 — педаль переключения передан; 15 — патрубок цепи нижний; 16 — патрубок цепи верхний; 17 — контакт нейтрали; 18 — патрубок левого цилиндра; 19 — хомут; 20 — шланг; 21 — патрубок правого цилиндра

В топливном баке находится запас топлива: чистого бензина для четырехтактного двигателя и «двухтактников» С раздельной смазкой или бензино-масляной смеси для двухтактных моторов с классической системой смазки. Вместимость бака диктуется не только компоновочными или дизайнерскими соображениями, хотя и они играют роль. Его емкость зависит от рабочего объема двигателя, т.е. в конечном счете от расхода топлива. И традиционно выбирается с таким расчетом, чтобы полной заправки хватило на 300–400 км пробега.

Бак имеет сверху заливную горловину с крышкой, а снизу — топ-ливный кран. Обычно кран имеет три положения: «открыт», «закрыт» и «резерв».

В положении рукоятки «открыт» топливо поступает в кран через длинную трубку, расходуется его основной запас. Когда количество топлива уменьшается настолько, что срез длинной трубки оказывается выше уровня топлива, кран нужно повернуть в положение «резерв». Тогда через короткую трубку будет расходоваться остаток топлива, того обычно хватает на пробег 30–50 км. Как правило, этого достаточно, чтобы добраться до ближайшей АЗС.

Многоцилиндровые двигатели иностранных мотоциклов требуют более активной подачи топлива с помощью насосов. В их системах питания стоят краники повышенного давления. Некоторые имеют три положения, как наши, с соответствующими обозначениями.

Из крана топливо через гибкий шланг самотеком либо под давлением поступает в карбюратор — прибор, предназначенный для изготовления топливовоздушной смеси и являющийся главным элементом инфраструктуры питания. От качества карбюратора в значительной степени зависят легкость пуска, устойчивость оборотов холостого хода, приемистость, расход топлива, мощность, развиваемая двигателем, и, конечно же, токсичность выхлопа. Рабочие же свойства (качество) смеси определяются главным образом тем, в каком соотношении в ней находятся бензин и воздух.

Горючую смесь называют нормальной, если бензин и воздух в ней связаны соотношением 1:15, то есть на одну весовую часть топлива приходится 15 весовых частей воздуха. Мощность двигателя, работающего на такой смеси, на 4–5% ниже максимальной, а расход топлива примерно на такую же величину больше минимально возможного.

Если соотношение бензина и воздуха находится в пределах от 1:12,5 до 1:13 — смесь называется обогащенной. Используя ее, мотор развивает наибольшую мощность, а обедненной называют такую смесь, в той на 1 кг бензина приходится 16–16,5 кг воздуха. Такое соотношение обеспечивает наилучшую топливную экономичность.

При дальнейшем увеличении количества воздуха смесь все больше обедняется и вскоре становится совершенно не работоспособной. Если же, напротив, увеличивать количество бензина (или уменьшать количество воздуха, что одно и то же), то уже при соотношении от 1:12 до 1:6,5 (богатая смесь) двигатель плохо тянет и работает крайне неэкономично. Дальнейшее обогащение смеси делает ее вовсе неспособной к воспламенению.

Как мы уже отметили, качество смеси обеспечивается устройством карбюратора и его дозирующих систем.

Для начала рассмотрим принципиальную схему этого прибора ( 34). Когда Вы ее поймете, в чем нет сомнений, Вам будет легче разобраться и с настоящим карбюратором.

1 — ручка «газа»; 2 — трос; 3 — пружина; 4 — дроссельная заслонка; 5 ~~ диффузор; 6 — канал; 7 — отверстие; 8 — седло; 9 — запорная игла; 10 — поплавок; 11 — поплавковая камера; 12 — жиклер; 13 — распылитель; 14 — смесительная камера

Как же работает простейший прибор?

Представим, что в двигателе происходит такт впуска. Значит, в цилиндре (или в кривошипной камере — не имеет значения) создается разрежение. По впускному патрубку начинается движение воздуха в сторону цилиндра. Если в патрубке на пути этого потока сделать сужение (его называют диффузором), то скорость воздушного потока в этом месте увеличится, а давление упадет. Если теперь подать сюда топливную смесь или чистый бензин, то струя воздуха подхватит их, раздробит, превратит в туман и увлечет в цилиндр.

Вот это и есть элементарный карбюратор. Не правда ли, просто?

Впрочем, ликовать рано. Такой карбюратор, подтвердив идею, работать еще не сможет.

Ведь мы должны не только обеспечить равномерное поступление топлива, но и регулировать его подачу в двигатель по оборотам и нагрузке.

Первая задача решается за счет поплавковой камеры. В ней топливо всегда находится на одном и том же уровне, который поддерживается с помощью поплавка и клапана, состоящего из запорной иглы и седла. Работает эта система следующим образом. Топливо по каналу 6 поступает в поплавковую камеру 11, где находится герметичный легкий пластиковый или латунный поплавок. Уровень топлива постепенно повышается, поднимается и поплавок 10, с которым связана запорная игла 9. В конце концов игла упирается в седло 8 и перекрывает доступ топлива. Но оно продолжает расходо-, ваться из поплавковой камеры! Как только его уровень понизится, поплавок опустится, и игла откроет отверстие 8. Этот процесс будет повторяться бесконечно, пока расходуется топливо. Средний уровень его в поплавковой камере будет всегда постоянен.

Если теперь ввести в патрубок какую-то элементарную заслонку, то с ее помощью, перекрывая сечение патрубка, можно регулировать количество смеси, поступающей в двигатель.

Вот теперь наш карбюратор, пожалуй, заработает. Правда, пока еще плохо. Потому что мы не оснастили его рядом дополнительных, очень важных устройств.

Одно из них должно обеспечивать устойчивую работу двигателя на режиме холостого хода. Оно так и называется — система холостого хода. А регулировочный элемент, с помощью того устанавливаются минимальные устойчивые обороты холостого хода, называется винтом упора дросселя или винтом регулировки количества смеси.

Другое устройство должно облегчить запуск холодного двигателя, которому в этот момент нужно приготовить самую лучшую обогащенную смесь. Такие устройства весьма разнообразны. С помощью одних просто принудительно утапливается поплавок, уровень, топлива в поплавковой камере повышается, смесь обогащается. С помощью других перекрывается воздушный канал, а результат тот же: обогащается смесь. Третьи устройства открывают на время дополнительный канал подачи топлива. Все эти устройства носят название пусковых.

Кроме того, при резком разгоне или активном старте нужно подать в двигатель сразу много топлива — для этого в карбюраторах существует так называемый ускорительный насос.

А для тонкой регулировки состава смеси на ее соответствие нормам токсичности имеется особая система: ее регулировочный элемент называется винтом качества смеси.

Вот теперь, наверное, я вас сильно озадачил. И-вы, конечно, поняли, что карбюратор — настоящий карбюратор, а не наш элементарный — штука совсем не простая.

Давайте тогда немного отдохнем. А я расскажу вам забавный давний эпизод, связанный с карбюратором.

Как-то я проводил отпуск на одном маленьком хуторке в степях под Волгоградом. Местные парни прослышали, что я кое-что смыслю в мотоциклах, и однажды к нашему дому подкатила целая толпа. Большей частью это были «Явы» и ИЖи. Перебивая друг друга и перескакивая с главного на второстепенное, кое-как ребята все же умудрились рассказать о своих неприятностях и представили мне виновницу — не старую еще «Яву-250». Мотор ее прекрасно пускался и работал на холостом ходу. Но как только открывали побольше ручку «газа» — он тут же захлебывался, из глушителей валил дым, и двигатель останавливался. После чего снова запустить его удавалось только после замены свечи зажигания. Все это было, конечно, мне тут же и продемонстрировано.

Надо сказать, что на «Явах» забор воздуха для двигателя осуществлялся из-под седла. И первое, что мне пришло на ум — нет ли под седлом забытой тряпки, которая перекрывает воздушный патрубок. С таким уже приходилось сталкиваться не раз.

Ребята с готовностью открыли седло. Там было пусто. И только в самом уголке лежал маленький листочек — вкладыш из инструкции. Я скомкал и выбросил листочек, захлопнул седло, запустил-двигатель и так «прохватил» по сельской улице, что куры и гуси в ужасе «встали на крыло».

Что же происходило с мотором, спросите вы? А вот что.

Пока двигатель работал на холостом ходу, листочек спокойно лежал на своем месте. Как только открывали ручку «газа», увеличивался расход воздуха и листочек ту же «подползал» к отверстию воздушного фильтра и перекрывал его. Конечно же, смесь обогащалась до такой степени, что двигатель останавливался, свечи буквально заливало топливом.

Причем в момент остановки, видимо, за счет обратного выброса, бумажку слегка отбрасывало от фильтра. И так, похоже, продолжалось очень давно. И могло бы еще продолжаться...

А теперь рассмотрим самый распространенный российский карбюратор К65 (К62) ( 35), который устанавливается на ИЖи, «Восходы», снегоходы «Буран» и «Тулицу».

Карбюратор состоит из литого корпуса со смесительной камерой, отлитыми в теле карбюратора каналами, установленными в гнезда жиклерами топливных систем 7, 8 (главного, холостого хода, корректора) и фланцами крепления. (Жиклер — это маленькая, как правило латунная или бронзовая деталь с точным калиброванным отверстием для прохода топлива; жиклер на резьбе вворачивается в топливный канал).

Главная топливная система состоит из плосуого штампованного дросселя (заслонки) 3 со штоком, иглы 4 с замуом, распылителя 6 и главного жиклера 7. В крышке карбюратора имеются винт 12 регулировки подъема дросселя, направляющая и упор регулировки троса.

Система холостого хода состоит из канала 10 в смесительной камере, жиклера холостого хода 8 и винта 12 регулировки холостого хода.

Система корректора — это каналы, соединяющие корректор со смесительной камерой, распылитель, топливный жиклер, плунжер с иглой 16, упор троса корректора.

Поплавковая камера присоединена к корпусу карбюратора винтами. В ней находятся сдвоенный пластмассовый поплавок 15 и клапан 14, состоящий из иглы и седла. Для принудительного переполнения камеры топливом существует утолитель поплавка 28.

1 — трос «газа»; 2 — пружина дроссельной заслонки; 3 — дроссельная заслонка; 4 — игла заслонки; 5 — воздушный канал; б — распылитель; 7 ~~ главный топливный жиклер; 8 — жиклер переходной инфраструктуры и холостого хода; 9 — дренажное отверстие; 10 — отверстие холостого хода; 11 — отверстие переходной инфраструктуры; 12 — винт количества смеси; 13 — винт качества смеси; 14 — игольчатый клапан; 15 — поплавок; 16 — игла,топливного корректора; 17 — утопитель-поплавка

Работает этот карбюратор в точном соответствии со схемой, описанной выше, для элементарного прибора.

На такте впуска, подчиняясь разрежению, возникшему в зоне распылителя, топливо поднимается из поплавковой камеры через главный топливный жиклер, фонтанирует через распылитель и подхватывается воздушным потоком.

При подъеме заслонки (дросселя) расход воздуха увеличивается, вместе с ним растет расход топлива — увеличиваются обороты двигателя. Поскольку диаметр главного топливного жиклера изменяться не может, для регулирования количества топлива вводится игла дросселя — она конусная, связана с дросселем и по мере подъема последнего увеличивает проходное сечение для подачи топлива.

— Говорят, в гаражных условиях невозможно отрегулировать карбюратор. Это правда?

Идеально отрегулировать карбюратор, в том числе на соответствие нормам токсичности, в гараже без приборов действительно трудно. Даже если это такой простой карбюратор, как К65. Но с приемлемой степенью точности настраивать карбюратор может научиться каждый мотоциклист. Важно усвоить правильную методику регулировки и всегда ее придерживаться.

Правило первое. Перед регулировкой двигатель должен быть прогрет. Опережение зажигания должно соответствовать заводским рекомендациям.

Правило второе. Начинать регулировку рекомендуется с установки уровня топлива в поплавковой камере. Для карбюратора К65 этот уровень устанавливается так. Снимают крышку (или «донышко» — называйте, кому как нравится) поплавковой камеры, переворачивают карбюратор и измеряют расстояние от плоскости разъема до срединной линии поплавка — она хорошо отформована при отливке. Это расстояние должно быть равно 13 мм. А регулируется оно осторожным подгибанием язычка поплавка («опорной пластины»). У большинства зарубежных карбюраторов для контроля уровня топлива в поплавковой камере приходится использовать принцип сообщающихся сосудов, подсоединяя к главному топливному жиклеру стеклянную трубку с резиновым переходным шлангом.

Правило третье. Необходимо опустить дроссель до такого положения, когда между его нижней кромкой и стенкой смесительной камеры останется щель шириной 1,5–2 мм. Оболочка троса должна иметь свободный ход и не препятствовать перемещению заслонки.

Правило четвертое. Полностью заверните регулировочный винт 13, а затем отверните его примерно на 1 оборот. Запустите двигатель. Если он остыл — дайте прогреться до нормального рабочего состояния и винтом 12 установите минимально устойчивые обороты холостого хода. Медленно отворачивайте винт 13 и следите за поведением двигателя. Частота вращения коленчатого вала вначале будет увеличиваться, а потом падать. «Поймайте» этот момент пе—

рехода — и оставьте винт 13 в этом положении. Снова осторожно начните вворачивать винт 12, уменьшая число оборотов, и снова винтом 13 добейтесь их увеличения. Иногда эти операции нужно повторить 3–4 раза, пока не добьетесь минимально устойчивой работы двигателя на холостом ходу. Правило пятое. Проверьте регулировку, резко открыв и затем резко закрыв дроссель. Если при таком открытии двигатель глохнет или вяло набирает обороты, топливную смесь надо слегка обогатить, немного завернув винт 13. Если двигатель глохнет при резком закрытии дросселя, смесь рекомендуется немного обеднить, отвернув винт 13.

И последнее правило, шестое. На отрегулированном карбюраторе прокатитесь в нормальном эксплуатационном режиме по шоссе на расстояние 40–50 км. Затем, быстро остановившись, выверните свечу зажигания и внимательно ее осмотрите. Если цвет изолятора центрального электрода темно-коричневый — смесь слегка богатая. В этом случае дозирующую иглу нужно опустить на одно деление, переставив замок.

Если цвет изолятора светло-желтый, песочный, смесь реуомендуется немного обогатить, подняв иглу.

Нормальный цвет изолятора, свидетельствующий о правильной работе карбюратора, светло-коричневый.

Регулировка холостого хода не такое уж бесполезное дело. Она влияет на все режимы работы двигателя, поскольку даже при полном открытии дроссельной заслонки через систему холостого хода подается до 10% топлива. —

Вы, конечно, заметили, что мы все время употребляем названия «дроссель» и «заслонка» как однозначные. Это не случайно: на многих карбюраторах зарубежных мотоциклов используются действительно поворотные заслонуи, но ведь это дела не меняет. Смысл происходящих процессов не зависит от конструктивного исполнения. (Хотя качество, конечно, зависит сильно).

Несколько слов о роли топливного корректора. На зарубежных карбюраторах такого устройства нет. Там обычно присутствует пусковое устройство в виде кнопки или рычажка. Оно используется при запуске холодного двигателя и затем отключается, автоматически или принудительно. Но топливный корректор — это тоже пусковое

устройство. При повороте манетки на руле с помощью троса плунжер поднимается и его игла 16 открывает проход топливу, то через жиклер поступает дополнительно в смесительную камеру, обогащая смесь. В наших условиях это устройство назвали топливным корректором совершенно справедливо, поскольку с его помощью можно действительно корректировать, обогащать смесь в случае особо трудных режимов работы двигателя, к примеру, при езде с тяжело груженой коляской по раскисшим сельским дорогам. Степень необходимой коррекции водитель определяет по поведению двигателя и соответственно больше или меньше поворачивает манетку на руле.

Обслуживание карбюратора заключается в том, что прибор нужно содержать в чистоте. И хотя бы раз в сезон, лучше перёд его началом, разбирать, промывать и очищать от грязи и смолистых отложений.

Ни в коем случае нельзя чистить жиклеры проволокой. Нужно использовать тонкие деревянные палочки, смоченные в специальной жидкости, предназначенной для чистки карбюраторов. Сейчас таких жидкостей в продаже немало.

— Видел как-то картинку — четыре карбюратора в ряд. Зачем такая сложность ? Их же невозможно отрегулировать!

Вопрос о количестве карбюраторов очень не прост. Уж на что вроде бы все понятно с одноцилиндровым двигателем, но даже в таком легком случае нередко используются двухкамерные карбюраторы автомобильного типа, потому что при большом рабочем объеме простейший однокамерный прибор не в состоянии обеспечить все режимы. (Тем более, если он — простейший!).

Но два цилиндра — это уже два двигателя. И как бы мы ни старались, эти двигатели обязательно будут немного разными. И один карбюратор никогда не сможет так их «накормить», чтобы они оба выдавали полную мощность и показывали одинаковые характеристики.

За примерами не надо далеко ходить. Хорошо известный мотор ИЖ-»Юпитер» страдал и страдает врожденной недугю — неравномерностью работы цилиндров. В патрубок между карбюратором и цилиндрами даже пытались ставить регулировочную шайбу, поворачивая которую, можно было отклонять поток смеси в сторону того или иного цилиндра. Бесполезно.

Поэтому лучшее решение для многоцилиндровых двигателей — по карбюратору на цилиндр. Конечно, при этом усложняется настройка такого «оркестра». Но зато, будучи один раз настроенным, он работает потом безупречно.

И еще одно соображение.

Если мы устанавливаем один карбюратор хотя бы на два цилиндра, значит, между цилиндрами и карбюратором появляется посредник — патрубок. Он может быть коротким или длинным — но в любом случае не только вносит искажения в движение струи смеси, но и охлаждает смесь, конденсирует ее, ухудшает пусковые качества двигателя.

Многие мотоциклетные зарубежные фирмы уже давно вместо традиционного карбюратора используют на мотоциклах инфраструктуры непосредственного впрыска топлива. Безусловно, это прогрессивное и перспективное решение — ведь при впрыске можно гораздо точнее регулировать количество топлива в зависимости от условий и режимов работы двигателя. И, стало быть, не только добиваться улучшения экономичности, но и обеспечивать соответствие мотоциклов самым жестким нормам токсичности.

Принцип работы инфраструктуры впрыска заключается в том, что топливо подается в топливопровод специальным насосом, создающим достаточно высокое давление. А на входе в камеру сгорания устанавливается электромагнитный клапан с запорной иглой. Повинуясь командам компьютера, клапан в нужный момент и на нужное время открывается, и топливо впрыскивается в цилиндр. При этом благодаря высоуому давлению оно хорошо перемешивается с воздухом.

Долгое время широкое распространение систем впрыска сдерживалось их высокой стоимостью. Но в связи с постоянно ужесточающимися нормами по токсичности впрыск внедряется все активнее.

— Мой приятель снял воздушный фильтр, и после этого его мотоцикл сразу стал мощнее. Это даже по звуку слышно. Может, и мне так сделать?

Ответ на этот вопрос мы дадим чуть позже. А может быть, он и не понадобится, если наш посетитель узнает кое-что о воздушных фильтрах. Воздушный фильтр полностью соответствует своему названию. Его задача — очищать воздух от содержащейся в нем пыли. А пыль — это по большей части мельчайшие абразивные частицы. Если они попадут в двигатель — его часы сочтены. Катастрофический износ поршня и цилиндра неизбежен.

Даже на старых мотоциклах устанавливали элементарные сетчатые фильтры, но они были способны задержать разве что мелкие камешки.

Позже появились фильтры, в которые закладывалась очень тонкая проволока в виде мочалки, «путанка (ставьте ударение на первом слоге!), смоченная маслом. Стало чуть легче: уже до 70% пыли оседало на этом устройстве. Но и оставшихся 30% за глаза хватало, чтобъ1 укоротить жизнь двигателя.

Некоторые фирмы использовали инерционные и инерционно-масляные фильтры. В них воздух на пути к карбюратору несколько раз менял направление. При этом твердые частицы, имевшие определенную массу, отсеивались. На последнем отрезке пути воздух проходил над масляной ванной — она становилась сборником пыли, а воздух увлажнялся, и из него выпадали совсем легкие частицы вроде пуха. Эпоха таких фильтров тоже ушла в прошлое. Но их последние представители живут еще на наших ИЖах: это инерционные контактно-масляные, фильтры. Попадающий в них запыленный воздух, круто изменив направление, ударяется сначала о поверхность масла, налитого в съемную ванну, и теряет здесь самые крупные включения. Затем, уже увлажненный маслом, воздух проходит через толстый слой капроновой фильтрующей набивки, увлажняет ее и окончательно очищается от остатков пыли. Тауие устройства, несмотря на их очевидную простоту, способны очистить воздух на 95%. А их очевидная привлекательность состоит в том, что они имеют неограниченный срок службы. Достаточно сменить масло в поддоне, промыть в бензине капроновую набивку, и фильтр снова готов к работе, как новый. А потому такие фильтры широко используются на дешевых мотоциклах, эксплуатируемых в суровых условиях.

Самыми современными считаются воздушные фильтры со сменными бумажными элементами ( 36). Он просты, долговечны, легко заменяются, коэффициент очистки в них достигает 99%.

К сожалению, на сельских дорогах такие фильтры очень быстро покрываются толстой «шубой, не пропускающей воздух, и все плюсы сразу пропадают. Поэтому, в частности, наши ИЖи очень хорошо продавались в азиатские и ближневосточные страны: там их минусы превращались в плюсы.

Однако роль воздухоочистителя не ограничивается только очисткой воздуха. Ведь впуск — это волновой процесс, в котором непрерывно происходят колебания. А значит, он сопровождается шумом. Причем весьма значительным.

Бороться с этим шумом научились с помощью глушителей шума впуска — довольно крупных емкостей, объем которых примерно в 7–10 раз превышает объем двигателя. За счет такого ресивера пульсации воздуха сглаживаются, и шум становится гораздо меньше. А очиститель воздуха устанавливается внутри ресивера.

Понятно теперь, что если снять воздушный фильтр, а заодно и глушитель шума впуска, двигатель так «запоет», что может действительно показаться кому-то более мощным. Но это самообман. Более того: мощность может даже снизиться из-за нарушения настройки впускного тракта. А уж долговечность двигателя упадет непременно.

Теперь, как и договорились, сразу же перейдем к рассмотрению устройства выпуска.

— Если выйдет из строя глушитель (допустим — прогорит), можно ли его заменить каким-то другим, подходящим по размеру и способу крепления?

Система выпуска очень похожа на рассмотренную нами систему впуска. В ней тоже происходят волновые процессы, только более ярко выраженные, с крупными перепадами давления и температуры, в сопровождении акцентированных шумов.

Соответственна, в задачи выпускной инфраструктуры входит отвод отработавших газов из двигателя, а также снижение шума выпуска до уровня, который отвечает принятым законодательным нормам.

Первую часть задачи выполняют выпускные трубы, вторую — глушители.

Представим себе, что глушителя нет. В этом случае отработавшие газы и часть свежей смеси на такте выпуска будут беспрепятственно выброшены в атмосферу. Это плохо, неэкономно.

Но ведь выброс отработавших газов — это в чистом виде волна давления, которая от выпускного окна продвигается по выпускной трубе и через уакое-то время достигает ее открытого конца. Если этот открытый конец заткнуть — волна отразится от преграды, затем вернется к выпускному окну.

Сверхзадача состоит в том, чтобы подобрать длину выпускной трубы и сопротивление глушителя таким образом, чтобы отраженная волна вернулась к выпускному окну не когда угодно, а именно в тот момент, когда начинается следующий такт выпуска. Тогда искусственно созданная нами газовая пробка закупорит выпускное окно и не даст вылететь свежей смеси.

Вот этот процесс подбора длины, сечения выпускной трубы и сопротивления глушителя называется настройкой выпускной инфраструктуры.

В результате настройки улучшится наполнение цилиндра свежей смесью, повысятся мощность, топливная экономичность, улучшатся экологические показатели двигателя.

А что представляет собой глушитель?

В простейшем случае это емкость, в несколько раз превосходящая объем цилиндра. В такой емкости давление газов и температура падают, затухают пульсации потока. Часть энергии газов расходуется на нагрев стенок, еще часть — на трение струй газа о перегородки, установленные в глушителе. Остаточная энергия уже невелика, но вполне достаточна для их самостоятельного истечения из глушителя.

Конструктивно все инфраструктуры выпуска сделаны по одной схеме ( 38). Выпускная труба 2, иногда причудливо изогнутая для обеспечения нужной длины, соединена с глушителем. В глушителе различают прямой конус 3, цилиндрическую часть 4 и обратный конус 5.

часть инфраструктуры, влияющая на мощность двигателя; II-шумоглушащая часть; 1 — цилиндр; 2 — выпускная труба; 3 — прямой конус глушителя; 4 — цилиндрическая часть глушителя; 5 — обратный конус глушителя

Выпускная труба вместе с частью глушителя до среза обратного конуса — это так называемая мощностная часть. Именно она и настраивается для получения наилучших результатов.

Все, что находится за обратным конусом, — глушащая часть, здесь происходит гашение шумов.

Внешне глушители современных мотоциклов редко бывают похожи на эту классическую схему: в угоду дизайну и компоновке глушители могут приобретать самые разные формы. В том числе наиболее привычные цилиндрические.

Но это ничего не значит. Внутри они все равно подчинены тем же акустическим и газодинамическим законам.

Из сказанного рекомендуется, что бездумная замена одного глушителя на другой чаще всего приводит к потере мощностных и иных показателей.

А теперь — о мощностных клапанах, я ведь обещал о них рассказать.

Чаще всего это понятие используется применительно к мотоциклам кроссовым или вседорожным, с моторов которых требуется снять максимальную мощность на самых высоких оборотах, но одновременно не потерять ее и на «низах». Добиться такого результата можно только с помощью «настроенного выпуска».

Самый простой вариант настройки, при котором используется эффект резонансной волны, тут проблему решить не может именно потому, что дает хороший результат только в каком-то довольно узком диапазоне оборотов. Если же мы хотим этот диапазон расширить, необходимо иметь устройство какого-то другого типа, способное автоматически отслеживать режимы работы двигателя и управлять газодинамическими процессами в системе выпуска.

Такие устройства применяются на многих мотоциклах зарубежного производства. Они обычно состоят из двух отдельных частей. Одна отслеживает частоту вращения коленчатого вала (косвенно тем самым — нагрузку двигателя), другая, являющаяся исполнительным механизмом, изменяет характер работы заслонки, изменяющей сечение выпускной трубы.

Первый элемент — это «мозговой центр» инфраструктуры настроенного выпуска. Он может быть электронным либо центробежным механическим. Второй — чисто механический, очень надежный и практически безотказный. Единственная опасность, которая подстерегает этот прибор, — постепенное засмоление частицами подгоревшего масла и, как следствие, более тугое вращение заслонок. Но этот дефект, с одной стороны, неизбежен, поскольку в двухтактном двигателе масло присутствует в выхлопе всегда; с другой стороны, легко устраним, надо только тщательно очистить механизм привода от этих самых смол.

Трансмиссия (силовая передача)

Даже начинающий мотоциклист понимает, что прежде чем поехать, надо пустить двигатель. А это значит, что коленчатый вал начинает вращаться, когда колеса еще неподвижны. И наоборот: чтобы остановить движущийся мотоцикл, совсем не обязательно глушить мотор.

Также совершенно очевидно, что прямая связь коленчатого вала с колесом невозможна: слишком велика разница в частоте вращения.

Значит, должны существовать устройства, соединяющие двигатель и колесо изменяющейся связью, обеспечивающие их плавное, без рывков и ударов соединение и разъединение, а также изменение передаточного отношения.

Система таких устройств действительно существует и называется трансмиссией или силовой передачей.

На мотоциклах применяются разные типы силовых передач. Наиболее распространена цепная передача. Она состоит в классическом варианте из моторной (передней) передачи 1, сцепления 2, коробки передач 3 и главной (задней) передачи 4. Примеров мотоциклов с цепной передачей не счесть. Достаточно сказать, что ею снабжены все отечественные мотоциклы, кроме «Урала». И, наверное, процентов 70, а то и все 80 зарубежных мотоциклов.

Классическая карданная передача состоит из сцепления 1, коробки передач 2, карданной передачи 3 и главной передачи 4. На рисунке отображена фактическая передача мотоцикла «Урал».

Трансмиссия, цепная передача: 1 — передняя (моторная) передача; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — задняя (главная) передача

Однако надо сразу отметить, что осторожно употребленные нами выражения «в классическом варианте» и «классическая» не случайны.

Еще не так давно казалось аксиомой, что цепная передача — удел легких и средних мотоциклов. Но как только рабочий объем двигателя переваливает за 600 «кубиков» — тут властвует кардан.

Сегодня такое деление кажется уже невероятно устаревшим.

1 — сцепление; 2 — коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача

Как и вообще само деление на какие-то типы — все перемешалось в мотоциклетном мире. И наш отечественный мотоцикл ИЖ-»Пла-нета-Спорт» еще в 1974 году внес свою долю неразберихи. Потому что его задняя передача оставалась цепной, типичной для мотоциклов средней кубатуры. Но моторная для уменьшения длины двигателя была сделана шестеренной: одна шестерня с косыми зубьями сидела на левой шейке коленчатого вала и входила в зацепление с другой, одновременно служившей ведущим барабаном сцепления. Интересно отметить, что из-за такой конструкции пришлось изменить направление вращения коленчатого вала на противоположное.

А на мотороллере «Вятка», о котором кое-кто еще помнит, задней передачи вообще не было, поскольку двигатель находился под седлом водителя, а заднее уолесо крепилось непосредственно на вторичном валу уоробки передач. Такая схема применяется на скутерах и до сих пор.

Особняком в мотоциклетном мире стоит и так называемая клиноременная передача, или вариатор. В этом случае коробки передач нет вообще. Ее роль выполняет особый хитроумный механизм, где два шкива, из которых по крайней мере один раздвижной, соединены ремнем трапецеидального сечения. С изменением числа оборотов двигателя грузики воздействуют на подвижную часть раздвижного шкива и либо приближают ее к неподвижной части, либо отдаляют. При этом ремень переходит на больший или меньший диаметр, и передаточное число плавно, бесступенчато увеличивается или уменьшается. Такие трансмиссии применяются на снегоходах и многих четырехколесных мотоциклах.

Наконец, надо отметить и такой факт. В задней передаче место цепи все чаще занимает... зубчатый ремень. Вначале он успешно прижился на мопедах и. легких мотоциклах

Но уже с середины 90-х годов «Harley», знаменитая фирма, гордящаяся своими традициями, стала оснащать свои мотоциклы этим приводом. Причем — поголовно, совсем отказавшись от цепи. И это при том, что на мотоциклах стоят очень серьезные моторы объемом до 1400 см3.

А еще в последние годы появилось очень много скутеров с электрическими двигателями, где понятие трансмиссии вовсе исчезает. Ну, а что сулит нам день завтрашний — одному Богу известно.

Подробно рассмотреть все виды трансмиссий в рамках этой книжки мы не сможем. А потому ограничимся самой распространенной на сегодня цепной передачей.

Передняя (моторная) передача передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя на сцепление при одновременном первичном изменении передаточного отношения.

Как правило, у двухтактных двигателей моторная передача, сцепление и коробка передач находятся в общем картере и имеют общий объем масла. Это, конечно же, увеличивает срок службы моторной цепи.

Передача состоит из моторной ведущей звездочки 4, установленной чаще всего на левой полуоси коленчатого вала, цепи 6, ведомой звездочки 5, роль той выполняет ведущий барабан сцепления. Не удивляйтесь, что одна и та же деталь названа и ведомой и ведущей: звездочка 5 для моторной передачи является ведомой, а барабан сцепления, на наружном венце того звездочка отфрезерована, является ведущим в сцеплении.

I — стопорный колпачок;,

2 — ограничительное кольцо;

3 — болт; 4 — ведущая звездочка;

5 — ведущий барабан сцепления

На полуоси звездочка 4 зафиксирована шпонкой и болтом со стопорной шайбой. Звездочка 5 свободно вращается на конце первичного вала коробки передач.

Число зубьев большой звездочки в 2–3 раза превышает число зубьев малой, поэтому большая делает в 2–3 раза меньше оборотов и во столько же раз повышается на ней крутящий момент.

У четырехтактных мотоциклов с продольно расположенным двигателем — то есть таким, у того коленчатый вал расположен продольно относительно оси мотоцикла — передней передачи нет. Задний конец коленчатого вала выступает из картера, и на нем непосредственно закреплен маховик, по совместительству исполняющий и роль ведущего диска сцепления.

Если же двигатель располагается поперечно, что встречается, пожалуй, даже чаще, то приходится использовать шестеренные передачи. Или закреплять ведущий барабан сцепления непосредственно на конце коленчатого вала.

Сцепление предназначено для соединения работающего двигателя с силовой передачей и кратковременного отсоединения от нее; плавного трогания с места и мягкого, безударного соединения шестерен в коробке передач. Конструкция сцепления и место его расположения в значительной мере зависят от общей компоновки мотоцикла, его назначения и передаваемого крутящего момента.

Тау — мы об этом уже говорили — на «четырехтактниках» с продольным расположением коленчатого вала удобно использовать сухое сцепление автомобильного типа, размещенное в маховике.

В работе сцепления используется принцип трения, возникающего между двумя поверхностями, прижатыми друг к другу. Если одну поверхность, один вращающийся диск лишь слегка прижать к другому, то и другой начнет вращаться, но с меньшей частотой, с пробуксовкой. При увеличении усилия, с уоторым сжимаются диски, увеличиваются силы трения, уменьшается пробуксовка. Поскольку силы трения зависят не только от усилия, но еще» и от материалов дисков и площади, конструкции сцепления бывают очень разными.

В простейшем варианте сцепление состоит из двух ведущих дисков 5 и 8, соединенных с маховиком 2, и одного ведомого диска 6, установленного на первичном валу коробки передач. Диск 8, скрепленный с маховиком винтами, называется опорным. Диск 5, на который постоянно давят пружины 4, может перемещаться в осевом направлении на шести пальцах 3, закрепленных в маховиуе. Диск 5 называют нажимным. Оба ведущих диска стальные, массивные. Ведомый диск 6 сделан из тонкой листовой стали, и на него с обеих сторон наклепаны или наклеены кольцевые фрикционные накладки из особого материала, обладающего высоким коэффициентом трения. В центре диска закреплена ступица 7 со шлицами, благодаря которым диск может перемещаться вдоль первичного вала коробки передач.

Нормальное состояние сцепления — постоянно включенное: диск 5 усилием пружин прижимает ведомый диск 6 к опорному диску 8. Чтобы выключить сцепление, надо нейтрализовать действие пружин, отжать их. В этом случае диски разъединятся, передача крутящего момента прекратится. Эту задачу выполняет механизм выключения сцепления. Он обычно состоит из рычага 1 на левой ручке руля, троса 19 в оболочке, рычага 17 и штока 10. Усилие выключения зависит от длины рычага на руле и соотношения плеч рычага 17. Обычно оно составляет от 3 до 15 кГс.

Сухое сцепление автомобильного типа: 1 — рычаг выключения сцепления; 2 — маховик; 3 — палец; 4 — пружина; 5 — нажимной ведущий диск; 6 — ведомый диск; 7 — ступица; 8 — опорный ведущий диск; 9 — мас-лоотражательная шайба; 10 — шток; 11 — сальник; 12 — наконечник штока; 13 — упорный подшипник; 14 — ползун; 15 — кольцо; 16 — хомут; 17 — рычаг ползуна; 18 — регулировочный винт; 19 — трос

На мотоциклах с двухтактным двигателем чаще всего используется сцепление, работающее в масляной ванне, в связи с чем число соприкасающихся поверхностей многократно увеличивается.

Такое типичное сцепление можно рассмотреть на примере мотоцикла ИЖ. Ведущий барабан здесь сидит на первичном валу уоробки передач (закреплен гайкой) и может свободно на нем вращаться. На внутренней поверхности барабана имеется несколько продольно проточенных канавок, в них входят выступы ведущих дисков сцепления. Ведомый барабан жестко сидит на шлицах первичного вала КПП и может вращаться только вместе с валом. На наружной поверхности барабана имеются продольные проточки, в которые входят зубья ведомых дисков. А в донышко барабана запрессованы шпильки.

В центре первичного вала по оси сделано сверление, сквозь то проходит шток выключения сцепления.

Первым на шлицы ведомого барабана надевается толстый стальной опорный диск. Затем — тонкий фрикционный диск, входящий усиками в зацепление с проточками в ведущем барабане.

И далее через один набирается таким же образом весь пакет дисков: ведомые чередуются с ведущими. Последним устанавливается стальной ведомый диск, в сверление первичного вала вставляются шарик и грибок, и весь пакет закрывается нажимным дисуом. В отверстия дисков вставляются опорные стаканчики с пружинами. Гайки навинчиваются на шпильки и создают необходимое усилие, сжимающее диски.

Механизм выключения сцепления принципиально ничем не отличается от описанного выше. Усилие от рычага на руле через трос, червяк или разноплечий рычаг передается на шток внутри первичного вала, шарик и грибок на нажимной диск. Диск отодвигается, преодолевая усилие пружин, и сцепление выключается. При этом нужно учесть, что для полного выключения сцепления достаточно лишь слегка отодвинуть диски один от другого, буквально на 0,1–0,3 мм в случае масляного многодискового сцепления и на 0,5–1,0 мм в случае сухого сцепления. Чтобы раздвинуть диски на такое расстояние, не нужен большой ход штока и грибка. А поскольку передаточное отношение привода обычно принимается равным 20, то полный ход рычага на руле как раз и обеспечивает нужные кинематику и усилие.

Если ведущие диски обычно целиком стальные, то ведомые делаются либо из специальной пластмассы, обладающей и в масле высоким коэффициентом трения, либо они стальные с наклеенными или запрессованными пробковыми элементами. Пробка, конечно, материал дорогой — на сцепление идет только натуральная цельная пробка, — но использование ее полностью оправдано, поскольку — повышается качество работы сцепления и его долговечность.

Коробка передач

Ее назначение — обеспечить дальнейшее преобразование крутящего момента по величине и направлению в соответствии с нагрузкой на мотоцикл, а также обеспечить возможность длительной работы двигателя на холостом ходу.

Принцип работы КП (полное название «коробка передач») заключается в попарном соединении шестерен, имеющих разное количество зубьев. При этом передаваемый шестернями крутящий момент изменяется по закону передаточного числа. (Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой звездочки к числу зубьев ведущей). Если, к примеру, передаточное число моторной передачи равно трем, значит, число зубьев большого барабана сцепления в три раза больше числа зубьев ведущей моторной звездочки. При этом он совершает только один оборот в то время, как моторная звездочка делает три. Соответственно, крутящий момент на барабане сцепления в три раза выше, чем на коленчатом валу.

Понятно, что коробки передач современных мотоциклов состоят не из двух шестерен, а из нескольких пар, имеющих разные передаточные отношения. И количество этих пар (количество передач) зависит от назначения мотоцикла, от тех целей, которые стояли перед конструкторами.

Тут важно понять следующее.

Мощность — параметр конструктивный, заложенный, и ее нельзя сделать большей, чем развивает двигатель. А вот крутящий момент, передаваемый на ведущее колесо (колеса) мотоцикла, можно изменить как угодно. Повышая передаточное отношение, мы будем терять в скорости, но выигрывать в силе, и это позволит, к примеру, преодолевать крутые подъемы, тащить прицеп или плуг, справляться с бездорожьем и т.д.

И наоборот, уменьшая передаточное отношение, мы можем развить более высокую скорость (хотя в этом случае не все так просто, и эту тему мы развивать не будем).

Применяемые на мотоцикле коробки передач в зависимости от их числа называют двух-, трех-, ...шестиступенчатыми и т.д. Быва—

ют гоночные мотоциклы даже с двенадцатью передачами. По числу валов различают двух — и трехвальные коробки.

Иногда еще имеет значение и такая характеристика, как способ разъема картера: горизонтальный или вертикальный.

В практике отечественного мотоциклостроения используется только вертикальный разъем. На мотоциклах японского производства предпочтение отдается горизонтальному.

Можно было бы порассуждать еще и о способах передачи крутящего момента. Ведь его действительно можно передавать по-разному: прижимая, к примеру, вращающиеся шкивы разного диаметра один к другому (фрикционный способ), соединяя шестерни цепями или непосредственно вводя в зацепление их зубья. Все эти способы мотоциклетное производство использовало. Но остановилось сегодня на последнем, отвергнув предыдущие. И это понятно: коробка с шестеренным зацеплением наиболее компактна, обладает наикрупным КПД, поскольку не греется; она меньше других шумит.

На этом, пожалуй, можно и закончить предварительную часть. И перейти к рассмотрению конкретной КП. Поняв ее работу, Вы получите достаточный объем знаний, позволяющий в дальнейшем разобраться с работой любого другого похожего механизма.

Итак, перед нами коробка передач мотоцикла ИЖ-»Планета» (. 46).

В картере за двигателем размещаются валы коробки передач: первичный 3, сделанный как одно целое с шестерней 1-й передачи 7 и установленный на двух опорах; вторичный 10, вращающийся в роликовом подшипнике в правой половине картера и сам являющийся подшипником для первичного вала; промежуточный вал 2 с двумя шариковыми подшипниками в половинках картера.

На первичном валу свободно вращается шестерня 8 второй передачи, а по шлицам имеет возможность скользить шестерня-каретка 9. Торцовыми кулачками она входит в зацепление либо с шестерней 8, либо с шестерней вторичного вала 10. На левом конце первичного вала, выходящем за левую половину картера, консоль-но закреплен ведомый барабан сцепления. Правый конец первичного вала вращается в бронзовых втулках 11 вторичного вала. Первичный вал имеет сквозное осевое сверление, в котором размещаются некоторые детали привода сцепления.

Вторичный вал фактически является шестерней с длинной ступицей.

1 — левый подшипник промежуточного вала; 2 — промежуточный вал; 3 — первичный вал; 4 — регулировочные шайбы; 5 — подшипник первичного вала; 6 — стопорная пластина; 7 — шестерня первой передачи» сделанная заодно с первичным валом; 8 — шестерня II передачи первичного вала; 9 — шестерня-каретка 11–1У передач первичного вала; 10 — вторичный вал; И — втулка вторичноговала; 12 — роликовый подшипник вторичного вала; 13 ~ колпачок штока сцепления; 14 — ведущая звездочка задней передачи; 15 — сальник вторичного вала; 16 — регулировочная шайба вторичного вала; 17 — правый подшипник промежуточного вала; 18 — шестерня промежуточного вала; 19 — шестерня III передачи промежуточного вала; 20 — шестерня-каретка 1–1 II передачпромежуточного вала; 21 — шестерня I передачи промежуточного вала

На его правом конце крепится ведущая цепная звездочка 14 моторной передачи. Вал уплотнен в половине картера сальником 15, а чтобы масло из картера не вытекало по осевому сверлению, на торец вала надет колпачок 13.

На промежуточном валу находятся: шестерня 21 1-й передачи, свободно вращающаяся на левой шейке; шестерня-каретка 20, имеющая возможность передвигаться по шлицам и входить в зацепление боковыми кулачками либо с шестерней 21 1-й передачи, либо с шестерней 19, вращающейся на валу свободно; шестерня 18, сидящая на шлицах вала.

Передачи включаются скользящими шестернями-каретками 9 и 20, которые передвигаются вилками механизма переключения. Движением вилок управляет специальный копирныи вал, часто в инструкциях именуемый червячным, что неверно.

— Объясните толком, какие шестерни с какими зацепляются при переключении передач, а то я, разобрав коробку, ничего не могу понять...

Переключение передач происходит следующим образом.

1-я передача. Шестерня 20 передвигается влево и входит в зацепление с шестерней 21, свободно сидящей на промежуточном валу и находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 7 первичного вала. Крутящий момент с шестерни 7 передается на шестерню 21 и далее на соединенную с ней шестерню 20, которая вращается заодно с Промежуточным валом 2. Затем, с шестерни 1,8 промежуточного вала передается на связанную с ней шестерню вторичного вала 10 и звездочку задней передачи 14.

2-я передача. Шестерня 20 выводится из зацепления с шестерней 21, а шестерня 9 смещается влево и боковыми кулачками входит в зацепление с шестерней 8. Теперь крутящий момент передается от первичного вала через шлицы на шестерню 9, ее боковые

кулачки и кулачки шестерни 8, зубья шестерен 8 и 20, шлицы промежуточного вала, шестерню 18 и вторичный вал 10.

3-я передача. Шестерня 9 возвращается в нейтральное положение, а шестерня 20 смещается вправо и соединяется с шестерней 19. Путь крутящего момента: первичный вал — шестерня 9 — шестерня 19 — шестерня 20 — промежуточный вал — шестерня 18 — вторичный вал 10.

4-я (прямая) передача. Шестерня 9 смещается вправо и боковыми уулачками входит в зацепление со вторичным валом 10: первичный и вторичный валы вращаются как одно целое.

Чтобы было легче проследить силовую цепочку, посмотрите на схему.

Естественно, на других мотоциклах может оказаться иным количество шестерен, их взаимодействие. Но конструктивные особенности ничуть не меняют смысл происходящих процессов. А смысл всегда лучше постигать на простых примерах. Именно такой мы и рассмотрели.

Механизм переключения передач

Переключение передач обычно осуществляется педалью, расположенной под левой ногой водителя. Хотя могут встретиться варианты включения передач вращающейся рукояткой руля или рычагом на бензобаке, или педалью с правой стороны. Наиболее распространенный алгоритм — первая передача вниз, остальные вверх. Но э1и общие правила вовсе не мешают некоторым фирмам использовать собственные схемы — просто рассматривать их не имеет смысла как раз в силу исключительности.

Педаль переключения обычно крепится прямо на валу, который связан с механизмом переключения. Если же мотоцикл устроен таким образом, что посадка водителя не позволяет нормально дотянуться до такой педали — приходится использовать систему тяг. к примеру, на «чопперах», где ноги вытянуты вперед, педаль переключения тоже вынесена к переднему подкосу рамы, а на мотоциклах с «лежачей» посадкой применяются иные решения.

Наибольшее распространение в механизмах переключения получил принцип копирных валов или дисков. Он состоит в том, что в коробку передач встраивается вал или диск, в котором сделаны фигурные пазы. В эти пазы входят поводки вилок шестерен-кареток, имеющих возможность скользить по шлицам своих валов, передвигаться влево или вправо.

В качестве примера можно рассмотреть механизм переключения передач мотоцикла ММВЗ — минского мотоцикла. Работает он следующим образом.

Когда водитель нажимает педаль 3 вниз до упора для включения 1-й передачи, вал переключения поворачивается и на какой-то угол поворачивает корпус собачек, закрепленный на правом конце вала. При этом верхняя собачка 19 упирается в зуб копирного диска 20 и поворачивает его. В диске профрезерованы фигурные пазы 11, в которые входят поводку вилок 12 и 13, сидящих на оси 17. При повороте диска поводки скользят в пазах и перемещают вилки переключения, которые, в свою очередь, сдвигают шестерни-каретки. В нашем варианте сдвигается шестерня-каретка включения 1–3 передач.

После того как передача включена, водитель отпускает педаль, и она возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины 24, которая всегда стремится удержать вал и педаль в среднем положении.

1 — болт крепления педали; 2 — резиновая муфта; 3 — педаль переключения передач; 4 — упоры основания; 5 — картер; 6 — подвижная шестерня первичного вала; 7 — упор корпуса собачек; 8 — ось диска; 9 — фиксатор; 10 — лунка под шарик фиксатора в диске; 11 — паз вилки 1–111 передач; 12 ~~ вилка переключения I-III передач; 13 — вилка переключения II — IVпередач; 14 ~ паз вилки II — IVпередач; 15 — первичный вал; 16 — промежуточный вал; 17 — ось вилок; 18 — выступы диска; 19 — собачки; 20 — диск

переключения передач; 21 — штифт собачки; 22 — корпус собачек; 23 — колпачок пружины; 24 — возвратная пружина; 25 — винт крепления основания; 26 — бобышка уартера

При включении высших передач на диск 20 воздействует нижняя собачка.

Чтобы передачи произвольно не выключались (или не включались) при тряске на дороге, предусмотрен фиксатор 9: на торце диска 20 сделаны лунки 10, в которые входит подпружиненный шарик. Такая же лунка соответствует фиксированному «нейтральному» положению вала и диска, при котором все передачи выключены.

Поскольку каждое переключение передач сопровождается непременным кратковременным выулючением и включением сцепления, на многих мотоциклах эти фунуции совмещены за счет введения в конструкцию несложного полуавтомата.

Так, на мотоциклах ИЖ-»Юпитер» на конце вала переключения, выходящем из правой половины картера, закреплен фигурный кулачок, в выемку того в нейтральном положении входит ролик, сидящий на длинном конце двуплечего рычага. Когда вал переключения поворачивается, вместе с ним на какой-то угол поворачивается и кулачок и своим выступом нажимает на ролик. Двуплечий рычаг поворачивается на оси и вторым уонцом утапливает шток и через шарик и грибок отжимает нажимной диск, выключая сцепление. Включается оно в обратном порядке, как только педаль переключения передач возвращается в нейтральное положение.

Это несложное устройство значительно облегчает работу водителя и продлевает срок жизни троса сцепления.

Задняя (главная) передача

Наиболее простой ее вариант — цепная передача. Она состоит из малой звездочки, установленной на наружном конце вторичного вала коробки передач, цепи и большой звездочки, закрепленной на элементе задней подвески. Если ветви цепи ничем не закрыты — передача называется открытой. Она удобна тем, что облегчается контроль за состоянием цепи, а потому используется на мотоциклах спортивного и полуспортивного назначения. Но открытая цепь работает в очень трудных условиях и быстро изнашивается. Поэтому ее часто закрывают резиновыми или металлическими чехлами, а в чехлы набивают смазку. В этом случае цепную передачу называют закрытой. Срок службы цепи при этом увеличивается в несколько раз.

Впрочем, очень многое зависит от того, как устроена цепь. На современных мотоциклах используются особые цепи, способные исправно служить в любых условиях и практически не нуждающиеся в уходе, а потому нет необходимости закрывать их. Но об этом мы поговорим подробнее чуть ниже.

Если посмотреть на заднюю передачу современного ИЖа, можно увидеть, что внутренняя часть корпуса кожуха одновременно служит щитом, на котором смонтированы тормозные колодки заднего (ножного) тормоза. Большая звездочка имеет ступицу со шлицами, посредством которых она соединяется со ступицей колеса.

На некоторых мотоциклах вместо шлицев используют резиновые вкладыши или соединение типа «палец — втулка», что смягчает удары и рывки трансмиссии.

Задняя передача — это последний рубеж, на котором мы можем еще раз увеличить передаточное отношение и, соответственно, крутящий момент. Конечно, грех этим не воспользоваться. И если на дорожном мотоцикле, том же ИЖе, передаточное отношение задней передачи может колебаться от 2,3 до 3 за счет изменения малой ведущей звездочки, то посмотрите на кроссовые мотоциклы — их задние звездочки иногда по диаметру приближаются к ободу колеса. Потому-то эти мотоциклы с легкостью горных козлов штурмуют любые склоны.

Несколько слов о цепях.

На отечественной технике используются цепи с шагом роликов 12,7 мм и 15,875 мм. Причем оба типа цепей могут быть и узкими, и широкими. Легкие цепи могут иметь ширину (она измеряется между пластинами внутреннего звена) 5,4 или 7,75 мм. Более тяжелые —

соответственно 6,48 или 9,65 мм. Естественно, и диаметр роликов у них разный: 8,52 и 10,16 мм.

В процессе работы цепи испытывают очень большие нагрузки. И с ростом мощностей двигателей (и крутящих моментов) эти нагрузки все увеличиваются. Сейчас они уже превышают 500 кг при разгоне на первой передаче.

Это все к тому, что за цепью надо следить. И если нормальное ее провисание для мотоцикла, установленного на центральную подставку, составляет, скажем, 15–20 мм, то именно эту величину нужно поддерживать, регулируя натяжение. Потому что сильно провисающая цепь не только лязгает, но может и соскочить со звездочки. А соскочив, заклинить колесо и вызвать падение мотоцикла.

Если же цепь сильно «перетянуть», начинают ломаться ее втулки, быстро изнашиваются подшипники коробки передач и ступицы колеса.

Отечественные цепи — самые простые по конструкции и дешевые. В них сочленения звеньев никак не защищены от пыли и грязи. А потому даже при хорошем качестве металла достаточно проехать 200–250 км по грязной песчаной дороге — и цепь (если она открытая) вытягивается настолько, что может соскочить со звездочки. В моей практике такое было, когда я испытывал мотоцикл ИЖ-»Планета-Спорт».

На зарубежных мотоциклах открытые цепи используются очень широко. И не только потому, что «у них» нет грязных проселков. Просто цепи другие: каждое звено у них защищено миниатюрным сальниковым уплотнением ( 51). Конечно, такие цепи очень недешевы, но овчинка стоит выделки.

Карданная передача — вечный соперник цепи. Она появилась на мотоцикле в 1904 году, и вращающийся вал помещался тогда, между прочим, внутри трубы задней подвески: мы возвращаемся к этому решению сто лет спустя!

Самый активный пропагандист карданной передачи, конечно, фирма ВМ\У. Еще в 1922 году она начала выпускать мотоциклы с двухцилиндровыми оппозитными двигателями и карданной передачей, дополненной резиновым диском для смягчения рывков. Сегодня практически все мотоциклы ВМ\У (кроме модели Р650) снабжаются карданной передачей. По этому же пути идет фирма «МоШ Ои221»; ее модели с двигателями от 350 см3 и выше имеют кардан. Применяется он и на некоторых японских мотоциклах.

Вообще говоря, когда мы произносим «карданная передача», мы на самом деле имеем в виду две ее составные части: саму карданную передачу (или «кардан») и главную передачу.

«Кардан» — это тонкий стальной стержень или труба, на обоих концах того (той) имеются карданные шарниры, особые

устройства, позволяющие передавать вращение одного вала другому, расположенному под углом. Карданное сочленение — это две вилки, каждая из которых соединена со своим валом. А между собой вилки соединены крестовиной.

Один такой уардан способен обеспечить связь между валами, если угол не превышает 15° — иначе возникают кинематические пульсации, которые тем больше, чем больше угол.

На мотоцикле, имеющем подвеску заднего колеса, да еще длинно-ходную, углы значительно больше предельной величины, и пульсации становятся совершенно недопустимыми. В таких ситуациях применяют два кардана. На современных ВМ\У и Мою О11221, где заднее колесо крепится в мощном коробчатом маятнике (иногда — консоль-но, по-автомобильному) кардан спрятан внутри рычага подвески.

На отечественных тяжелых «Уралах» на переднем конце карданного вала закреплен диск с двумя шипами. Такой же установлен на конце вторичного вала коробки передач. Между дисками помещена резиновая упругая муфта с четырьмя отверстиями — в них входят шипы дисков. Для увеличения прочности на муфту напрессовано стальное кольцо. Это простейшее устройство тоже называется карданом — упругим карданом.

С другой стороны вала установлен жесткий классический кардан (его еще называют иногда шарниром Гука). Задняя вилка является частью главной передачи. Между вилками установлена крестовина на игольчатых подшипниках.

Во время движения мотоцикла при наезде на препятствие ось заднего колеса движется по дуге с радиусом, равным длине маятника. При этом расстояние между осью и вторичным валом коробки передач все время изменяется. Пальцы упругого кардана, перемещаясь в отверстиях резиновой муфты/ эту разницу компенсируют и устраняют осевые нагрузки.

Главная передача состоит из ведущей (малой) конической шестерни 5, установленной на двух подшипниках, и ведомой (большой) конической шестерни 10. Передача собрана в отдельном корпусе и работает в масле. Для соединения с колесом ступица большой шестерни имеет зубчатый венец 7. Передаточное отношение главной передачи изменяется, как правило, за счет замены малой конической шестерни.

1 — кардан; 2 — клин; 3 — сальник; 4 — радиально-упорный подшипник; 5 — малая коническая шестерня; 6 — игольчатый подшипник; 7 — зубчатый венец; 8 — сальник; 9 — бронзовые полукольца; 10 — большая коническая шестерня; Л — радиально-упорный подшипник ступицы; 12 — ступица

На мотоциклах с коляской обычно применяется шестерня с семью зубьями, на одиночках — с девятью.

Мотоциклы армейского варианта с приводом на колесо коляски имеют главную передачу еще более сложной конструкции, с дифференциалом, как у автомобилей.

Подвеска

В процессе движения мотоцикл воспринимает разнообразные нагрузки, в том числе самые неприятные, передающиеся от дороги через

колеса. Чтобы уменьшить влияние этих нагрузок, обеспечить плавность хода и устойчивость мотоцикла, колеса соединяют с рамой через упругие и направляющие элементы — подвеску. В качестве упругих элементов обычно используют спиральные пружины, рессоры и торсионные валы.

Но одних только упругих элементов мало. Поскольку в таком варианте после наезда на любое препятствие мотоцикл бы долго еще продолжал раскачиваться — ведь колебания сами собой затухают медленно. Поэтому в дополнение к упругим элемента вводятся гасители колебаний, амортизаторы.

В отличие от автомобилей, где упругие элементы и амортизаторы — • вполне самостоятельные конструктивные узлы, на мотоциклах они обычно объединены в один узел, который обобщенно называют амортизатором.

На заре мотоциклизма в качестве гасителей колебаний широко использовались фрикционные диски, прижатые друг к другу. В конструкциях, дошедших до наших дней, этот принцип живет лишь в рулевых демпферах некоторых мотоциклов. Фриуционные устройства повсеместно вытеснены более совершенными гидравлическими, газовыми или газо-гидравлическими. В них действует принцип пропусуания жидкости или газа через очень малые отверстия и зазоры. При этом газ или жидкость оказывают тем большее' сопротивление, чем меньше отверстие или зазор.

Наконец, помимо упругих элементов и гасителей колебаний, в каждую подвеску входит еще и направляющее устройство. Его задача — обеспечить перемещение колеса строго в заданной.плоскости. Роль таких устройств играют телескопические трубы и рычаги передних вилок, маятники и рычаги задних подвесок.

Все сказанное относится к подвеске в целом. На мотоцикле же каждое колесо имеет собственное подрессоривание. Подвеску конструктивно разделяют на переднюю и заднюю.

Передняя подвеска. Век рычажных передних вилок, в уоторых использовались рессоры и фрикционы, был очень коротким. Их быстро сменили телесуопические вилки. Они непрерывно модернизировались, улучшались, изменялись и царствовали безраздельно на протяжении полувека.

Чем же так привлекателен «телескоп»?

Во-первых, легкостью рулевого управления — ведь вся вилка крепится в рулевой колонке на шариковых подшипниках, имеющих очень малое трение.

Во-вторых, тем, что руль при такой конструкции непосредственно воздействует на управляемое колесо, что позволяет очень точно управлять мотоциклом.

В-третьих, поскольку в телескопической вилке над объемом масла находится еще и объем воздуха, вилка приобретает до нетой степени профессивные, то есть нелинейные характеристики — при том, что длинные цилиндрические пружины имеют характеристики линейные.

В-четвертых, телескопы достаточно просты в изготовлении, технологически отработаны. Они доведены до такой степени совершенства, что просто так, без боя, свои позиции не сдадут.

Однако лучшее — враг хорошего.

По мере развития самих мотоциклов стали проявляться недостатки телескопических вилок.

Самый неприятный из них — эффект клевка — был наиболее очевиден. При разгоне и торможении происходит так называемое динамическое перераспределение нафузки, в результате того в первом случае пружины вилки полностью «расзапускаются», то есть распрямляются на всю длину, во втором же — сжимаются. Передняя часть мотоцикла при этом совершает сильное клевковое движение. С этим недостатком пытались бороться многие фирмы, изобретая всевозможные антиклевковые инфраструктуры. Но до конца изжить «клевок» никто так и не смог.

Второй серьезный недостаток телескопической вилки — ее недостаточная жесткость. Рычаг «ось колеса — рулевая колонка» очень длинный, и вилка, конечно, изгибается, отчего увеличивается трение в зоне контакта подвижных и неподвижных труб. А это ухудшает реакцию срабатывания подвесок и увеличивает износ труб. К тому же конструкторам нельзя забывать о.рулевой колонке, которая воспринимает все нафузки: ее тоже приходится непрерывно упрочнять по мере роста скоростей движения. Здесь вступает в действие эффект погони за собственным хвостом. Пытаясь улучшить жесткость вилки, инженеры стали увеличивать диаметр труб сегодня встречаются трубы диаметром до 45 мм! Но это, естественно, увеличивает массу вилки и требует упрочнять рулевую колонку. В результате головуа рамы становится мощнее, а вся рама тяжелее. С чем снова надо бороться. И так без конца.

В попытках усовершенствовать переднюю подвеску родилось множество новых вариантов. Ни один из них пока не победил — что говорит о том, что век «телескопа» еще не кончился. Но познакомиться с некоторыми конструкциями все же рекомендуется. Хотя бы потому, что одна из них может оказаться примененной на том мрто-цикле, который Вы купите. А если и не окажется, то все равно знать об этом полезно.

Среди новых систем, условно сохраняющих схему телескопической вилки, но имеющих иное конструктивное исполнение. Здесь перья вилки заменены одной штампованной неподвижной стойкой, по той, как по направляющей, скользит кронштейн, к которому консольно крепится колесо. Между кронштейном и направляющей установлены игольчатые подшипники. Для подрессоривания и амортизации используется стандартная амортизаторная стойка, такая же, какие устанавливаются в задней подвеске мотоцикла. Все вроде бы хорошо, но пока никто не решается запустить эту конструкцию в серию.

а — несущая часть; б — внутренняя призма; в — крон-штейн; г — линейные игольчатые подшипники; д — амортизационная стойка

Итальянцы пошли дальше. Они стали серийно устанавливать на мотоциклы переднюю подвеску, очень напоминающую ту, что применяется на переднем колесе самолетов. А чем не образец? Колесо консольно урепится к рычагу, соединенному с центральным амортизатором. А тот в свою очередь соединен с рулевой колонуой. И опять: вроде бы все здорово, а массового развития система не получила.

Фирма BMW продвинулась дальше других. Уже с 1993 года на мотоциклах серии «К» она серийно устанавливает новую подвеску.

На первый взгляд это обычный «телескоп». Но трубы здесь несут только функции направляющего аппарата. Мостики разнесены: верхний через подшипник соединен с тем местом рамы, то только с натяжкой можно назвать рулевой колонкой, нижний, связанный с подвижными трубами, шарнирно соединен с продольным рычагом, опирающимся на двигатель. Между рамой и этим рычагом размещается одна амортизационная стойка.

Существует множество других вариантов подвесок. Одни разработаны только теоретически. Другие использовались на гоночных мотоциклах и даже приносили высокие титулы. Третьи внедрены в серии. Прослеживается достаточно четкая тенденция консольного крепления колеса к продольному рычагу — это сулит хорошие показатели управляемости. Но телескопическая вилка все еще доминирует в массовой продукции. И потому очень велика вероятность, что именно ею будет оснащен купленный Вами мотоцикл.

Официальный сайт щелковоского мотоклуба "Диаспора" работает для вас!

Разработка и идея: Аксенов Михаил motorcycleclub[@]ya.ru

Хостинг от uCoz